水生植物选择与种植

水生植物选择与种植

一、水生植物工程应用

1．工程中常用的挺水植物

应用于河道综合治理工程中的挺水植物主要有禾本科Gramineae （Poaceae），莎草科Cyperaceae，灯心草科Juncaceae，香蒲科Typhaceae，所选水生植物通常以单优群落的方式种植，防止不同物种种间竞争，也防止植物通过分泌次生化合物干扰和抑制其它物种的生长，比如宽叶香蒲T. latifolia ，水葱S. validus Vahl.等植物的残体如果不及时清理，则会腐烂产生次生化合物抑制周围芦苇的生长。

一方面挺水植物通过吸收同化作用，能直接从湿地土壤中吸收可利用的营养物质，如水体中的 N、P 等。水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开湿地。另一方面挺水植物植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。而且，挺水植物的根系的输氧作用创造了有利于好氧反应的微环境，有利于固氮菌进行固氮作用。

芦苇、香蒲、菰（茭白）、荷花等是工程中最为常见的挺水植物，均为世界广布种，在我国南北各地均有分布，其繁殖能力，环境适应能力都非常突出。主要繁殖方式是产生发达的地下匍匐茎进行克隆生长，因此可以在短时间内形成较大的单优群落。根据其繁殖特点，在工程上种植时，可以采用其地下茎而不是成体进行运输和栽培，节约成本。在管理中，每年都可以收割挺水植物的地上部分，其地下部分来年均可萌发，有如下优点：1、防止其地上部分腐烂后将固定的N、P 等污染元素再次释放；2、产生一定的经济附加值。

比较不同挺水植物的去污能力，由于受到温度，土壤，水文条件等各因素的综合影响，因此不能够简单的认为某一种水生植物的去污力强于另一种，要具体情况具体分析。黄时达等比较了芦苇,灯心草和菖蒲三种植物的污染物净化能力，结果发现灯心草去除能力最强COD的去除率达到42%～46%，高吉喜等选择了7种湿地植物，研究发现，慈菇和茭白的综合净化率最高，这些研究为选择合适的人工湿地植物提供了一定的参考，构建人工湿地时就可以考虑选择净化能力强的植物。

2．工程中常用的浮叶植物

工程中最常用的浮叶植物是睡莲、荇菜、金银莲花、水罂粟等。目前在人工湿地中，对浮叶植物的应用主要是看中其观赏价值，使用较为局限。

a、浮叶植物受水文条件影响较大；

b、其净化水质的作用可以部分被人工浮岛所取代。但是浮叶植物在水生生态系统中的作用仍然不可忽视。

浮叶植物的生长能显著的降低上覆水体中NH4+-N、TN以及PO43--P、TP的水平，同时由于水生植物的生长对藻类的克制作用，使水体中藻类的数量降低，提高水体透明度，改善水质。

在河流生态系统中，由于水流的影响，浮叶植物的生长受到一定的限制,浮叶植物多集中在河湾以及其它水流较缓的区域。

在工程中，值得注意的是，某些浮叶植物的引入需要慎重，这里以菱和芡实为例。菱具有一定的经济价值以及观赏作用，在南北各地均有广泛种植，但是它产生的果实（菱角）带有坚硬的刺并且难以去除干净，在人工湿地中会影响到施工的方便。芡实由于其叶面积大而具有一定的观赏价值和经济价值而大量使用，但是它的叶片和茎上生有锋利尖刺会影响工程施工。

3．工程中常用的沉水植物

沉水植物根茎扎根于泥中，整个植株浸没于水下(部分沉水植物具备两型叶)，具有发达的通气组织，能够在水中进行气体交换。在水生植物中，沉水植物净化水质的能力是最强的，同时，沉水植物的生长对水质也是有一定的要求的，特别是水体的透明度。此外沉水植物可以为鱼等水生动物提供栖息和遮蔽场所以及作为生产者提供食物来源。典型的代表有眼子菜，金鱼藻，狐尾藻等。

沉水植物是水体中重要的初级生产者，对水体的功能具有非常重要的影响，它能阻留大量的营养物质并对水体的污染作出敏感的反应.水生植物特别是沉水植物的恢复是解决富营养化的重要举措，但是选择的种类不同将直接影响生态修复的效果。不同水生植物吸收水中 N、P 的能力是不同的，较高的氮浓度，沉水植物衰退或消失是重营养河流湖泊的普遍现象（Ozimek and Kowalczewski,1984；于丹等，1998）。大型水生植物的多样性群落结构与氮负荷显著相关（Tracy et al.,2003）。沉水植物对水中富营养的耐受能力低于其它生活型的水生植物。

在进行生态修复项目的时候，需要对水环境进行充分的评估，才能够选择到合适的沉水植物。净化水体效果好的沉水植物并不一定适合所有的水体。这里以3 个常见沉水植物的对比为例。金鱼藻适合在较高营养盐浓度的水体中生长，狐尾藻适宜在中度营养盐水体中生长。竹叶眼子菜适宜在低营养盐浓度的水体中。因此要根据水体的营养水平来选择最适合的水生植物，切不可贪大求全，忽视客观自然规律。

4．工程中常用的漂浮植物

漂浮植物种类较少，目前在工程中能够得到应用的主要是凤眼莲。凤眼莲曾今是我国南方主要的入侵危害种之一，它的大量繁殖，覆盖水面，堵塞河道，遮蔽光照，使水体缺氧发臭，照成巨大的生态灾难和经济损失，目前我国每年因凤眼莲造成的经济损失接近100亿元.。但是另一方面，凤眼莲被列为世界上繁殖最快的植物之一！其个体可以在5d内增长一倍[10]，根系发达，吸收水中N、P和重金属元素能力较强，利用凤眼莲来治理中度水污染成为了一个发展方向。

凤眼莲在水中的繁殖能够在一定程度上抑制水中藻类的生长，俞子文等研究了几种水生植物的克藻效应，结果表明风眼莲、大藻和水花生对雷氏衣藻均有克制作用，克藻效果为凤眼莲>大藻>水花生。

但是，使用凤眼莲进行生态修复存在一定的风险，其繁殖和扩散过于迅速，难以控制，有可能会造成生态危害。并且凤眼莲难以回收，未回收的凤眼莲腐烂后，释放的营养物质易造成二次污染。一般可以用人工或机械捕捞、化学控制法、生物控制法来控制凤眼莲，但是人工或机械捕捞法只局限于小范围的凤眼莲爆发，化学控制法使用除草剂可能造成新的生态危害，而生物控制法存在较大的应用风险。

凤眼莲是一个热带种，在我国主要分布在华中和华南，其在热带以外的地区不能产生有繁殖能力的种子，只能通过无性繁殖，它的无性繁殖体在北方寒冷地区无法越冬。所以可以利用凤眼莲无法在北方等地区无法越冬的特点，在较寒冷地区放养凤眼莲并将其控制在一定范围内。因此，使用凤眼莲来治理水污染，进行生态修复应当根据具体情况仔细论证，谨慎决策。

二、不同季节不同水深适合种植的水生植物品种选择及配置

2. 沉水植物：苦草、轮叶黑藻、金鱼藻、马来眼子菜、菹草、狐尾藻

3.浮叶植物：睡莲、萍蓬草、荇菜、芡实等。

三、水生植物种植密度

园林植物的种植密度主要是由植物种类和景观要求决定，对于水生植物来说，前者显得更为重要，水生植物种植主要为片植、块植与丛植，片植或块植一般都需要满种，即竣工验收时要求全部覆盖地面（水面）。笔者正是基于这个特点来讨论水生植物的种植密度。

密度过大密度偏大主要出现在植物个体较大的水生植物：

如斑茅、芡实、再力花、海寿花、红蓼、千屈菜、蒲苇、大慈姑、薏苡）等。如在某施工图苗木表中标注的种植密度：芡实25株/平方米，芡实一张叶子的直径可达1.5－2.0米，每株的营养面积在4平方米以上，如果按照上述设计，密度大了一百倍。密度太大，不仅浪费苗木，而且由于植株的营养面积过小，种植后恢复时间延长，长势不良，同时形成通风条件差，光照也不好的环境，而导致病虫害发生，严重影响景观。

密度偏稀密度偏稀主要出现在植物个体较小的水生植物：

尤其是莎草科、灯芯草科等叶子较小或退化成膜质、主要营养体和观赏部位都为直立茎（或称杆）的水生植物，如灯芯草、旱伞草等。密度偏稀，植物群体的种间竞争处于不利地位，易使杂草繁衍，给养护管理带来很大困难，影响保存率。如不及时采取其他措施，最后往往成为一片荒芜之地。

建议种植密度水生植物从分蘖特性大致可以分成三类：

一类是不分蘖，如慈姑；

第二类是一年只分蘖一次如玉蝉花、黄菖蒲等鸢尾科植物；

第三类是生长期内不断分蘖，如再力花、水葱等。针对这些不同的差别，种植密度可有

小范围的调整。

不分蘖的和一年只分蘖一次但种植时已过分蘖期的则应种密，对第三类来说，可略为稀一些，但是竣工验收时必须要达到设计密度要求。

以上植物的栽植密度，基本上还是比较合理的，但是，在植株的规格上面，有些偏大。一般丛生型挺水型的水生植物，其单丛控制在3－20株为好，莎草科，灯心草科的，5－20株左右，其余的2－5株左右，而体型较大的，如芡实、睡莲要每4-6平方米种植1株即可。

四、总结

要利用水生植物作生态修复，必须充分考虑水生植物的生长繁殖特性，以及具体的生境，从实际出发，遵循自然规律，科学理性的设计和实施工程。

在设计人工湿地以及修复水生植被的时候，应当对施工地点的具体情况进行充分的调查了解，从气候，水文，水质，土壤等综合因素入手，并结合具体的施工条件和工程目的，科学的筛选适合栽种的水生植物，并且进行合理的搭配和规划，以达到以下的条件：

1、湿地的生态功能完备，稳定；具备一定自净能力，并且能够达到自稳态，能够长期稳定发挥作用；

2、工程的设计和规划要符合施工的具体要求，简便易行，节省造价；

3、湿地应当具备一定的美化环境的价值，在选择和搭配水生植物群落的时候，从园林景观的角度合理设计。