水生植物 资料版

井底蛙

人工湿地系统在成都市园林绿化建设中应用的探讨

任艳军 陈其兵

（四川农业大学林学园艺学院园林系，四川 雅安，625014）

(Landscape Department of College of forest and horiculture, sichua agriculture university, sichuan Yaan 625014)


摘   要： 人工湿地系统以其低投资、低能耗、低运行费、高生态环境效益等诸多优点越来越多地受到社会的关注。本文总结了目前国内人工湿地在环境建设中利用的现状，并针对成都这一具有丰富水系特点的城市，对人工湿地系统在城市园林绿化建设中的应用做了探讨。

关键词： 人工湿地系统；园林绿化；成都；探讨

Abstract:Constructed wetland system with low investment,imbecility,low circulation fee and high ecosystem environmential benefit merits is more and more concerned.The article summerized the present situation of utilization of constructured wetland in domestic environmential construction .Discussed the application of constructured wetland in landscape greening construction in ChengDu with special characteristic of abundant water resources.

Keywords:Constructed wetland system；landscape greening;ChengDu;discussion

前  言：

随着我国国民经济的高速发展和我国人口的不断增长，环境恶化的问题日益突出，如工业污水和生活污水的排放量逐年增加，我国大部分污水未经处理直接排入水体，造成严重的水体污染，阻滞国民经济的持续、健康、发展，甚至威胁人类生存。

湿地是水域和陆地间过渡的生态系统。具有环境效益、涵养水源、调节河川径流与区域气候，又是生物多样性的摇篮，在维持区域生态平衡，具有重要作用，还蕴藏着丰富的自然资源，在国民经济建设中具有重要效益和价值[1]。近些年来，湿地研究成为国际生态学与环境科学研究的热点问题之一。70年代以来不少国家成立了湿地研究的专门组织．如美国成立了湿地科学家协会（Society  for Wetland Scientists），加拿大建立了湿地工作组〔Wetland Working Group〕[1]。根据我国的现实情况，人工湿地处理系统作为一种成本低廉、节能、简单易行、效果显著、无二次污染的废水处理技术已显示出越来越强大的生命力。

1 湿地及人工湿地

1.1湿地及人工湿地的定义

目前一般采用《国际湿地公约》中对湿地(Wetland)的定义，即湿地是指不问其为天然或人工，长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，静止或流动，淡水、半咸水、咸水体，包括低潮位时水深不超过6m的水域。它具有如下三基本特征[1]：

（1）地表水多，水是导致湿地形成、发展、演替、消亡与再生的关键，无水不成湿地。地表过湿，有季节性或常年性积水、淡水、半咸水或咸水；(2)水导致了土壤潜育化，有明显的潜育层；有的有泥炭层，为水成土； (3)受水的影响，生长有湿生植物、沼生植物或喜湿的盐生植物。

人工湿地(Constructed Wetland)是人为创造的一个适宜于水生植物或湿生植物生长的，根据自然湿地模拟的人工生态系统，用于处理废水。与自然湿地的生态系统相比，人工湿地生态系统，无论在地点的选择，负荷量的承载上，还是在可控性上，对污水的处理能力都大大超过了自然湿地。第一个人工湿地的试验始于1974年，是在西德进行的, 运行结果相当理想，当时用于2700人的生活污水的处理，现已用于1000多人[12]。我国在“七五”期间开始了人工湿地的研究。1990年，国家环保局华南环保所在深圳白泥坑建造了处理规模人工湿地示范工程，相继又在北京昌平县建立了芦苇湿地处理系统示范工程，天津市环保所在实验室建立了人工湿地等一系列的研究工作[12]。

人工湿地因水流方式差异可分为以下3类[12]：

    (1)表面流湿地（Surface Flow Wetlands缩写为SFW）：废水在填料表面漫流，它与自然湿地最为接近，绝大部分有机物的去处是由长在植物水下茎、杆上的生物膜来完成。这种湿地不能充分利用填料层极丰富的植物根系，卫生条件也不好，故设计中一般不采用。

    (2)潜流湿地(Subsurface Flow Wetlands缩写为SSFw)：水在填料表面下渗流，因而可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他各种作用处理废水，而且卫生条件较好，故被广泛采用。

    (3)立式流湿地(Vertical Flow Wetlands缩写为VFW)：水流动况综合了SFW和SSFW的特点，但其建造要求高，易滋长蚊蝇，目前亦不多用。

1.2人工湿地工作的原理

人工湿地是人工建造和监督控制的，它的构造可简述为：在一定长宽比及底面坡降的洼地中，按一定的坡度填充选定级配的填料如石子，在填料表层土壤中种植一些处理性能良好、成活率高、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇)，构成一个湿地生态系统。通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行废水的处理。它们包括沉淀、吸附、过滤、溶解、气化、固定化、离子交换、络合反应、硝基化、反硝基化、营养元素的摄取，生物转化和细菌、真菌的异化作用等过程[12，21~25]。

2 人工湿地系统在我国城市园林绿化建设中的应用

成都市活水公园是一个以水的复活为主题的生态环保公园，从府南河上抽取受到污染的河水，经过公园的人工湿地系统进行自然生态净化处理，最后变为“达标”的活水。它的创意，是由美国艺术家，水保护者贝特西·达蒙女士提出的，并组织了中、美、韩三国的水利、城建、环保、园林和艺术家共同设计建造的。王庆安等人对活水公园人工湿地塘床系统净化地表水的试验研究的结果表明：活水公园人工湿地塘床系统出水水质达到了国家地面水环境质量标准GB3838—88III类水域水质标准；PH值与透明度在枯水期也是呈现逐级升高的趋势，也在一定程度上反映了水质逐级好转[11,14]。

   香港湿地公园位于天水围北部，占地64ha，该湿地公园是一个集社区、教育及旅游于一身的世界级景点。香港湿地公园展示了香港湿地生态系统的多样性，以及保护湿地的重要性。此外，并建设以湿地功能及价值为主题的教育及消闲场地[26]。

    深圳海上田园旅游区建在沙井镇的沿海滩涂及沿海填造的三高农业示范鱼塘区内，堤内面积1.73Km2，堤外面积0.41 Km2，控制区及规划用地内的湿地类型属咸淡水人工塘堰湿地(海堤内)和围海后再生的浅海滩涂湿地(海堤外)，土壤以粉土和沙粉土为主，并有部分外来黄土和沙土[2]。在尊重自然湿地生态的前提下，形成了以约20ha的人工湖为园区中心，度假村、水上街市、密林区、露营区等景区依湖而建的规划布局形式。原本景观及功能价值不高的鱼塘环境经优化，不仅显露出了自然风貌，丰富了生物物种，而且提供了参与性娱乐，增进了渔农知识，值得借鉴和推广。

     1997年，深圳市环境科学研究所在深圳市洪湖公园建成了人工湿地研究试验基地，并于1999年，又设计了“洪湖公园人工湿地系统水质净化工程”，它通过净化严重受污染的河水补充到景观湖泊，从而使污水得到回用。目前已经稳定运行两年半，效果良好[16]。还有人工湿地系统在“桐乡市乌镇华章现代农业生态园总体规划” [7]中得到了很好的应用。中关村生命高科技园规划的一大特色就是引入了人工湿地[5]，形成了以中央湿地为核心，周围组团式地环绕着13组建筑的空间布局和绿地系统规划，取得了良好的效果。

3 人工湿地系统在成都市园林绿化建设中应用的探讨

3.1 水系风景线是成都市园林绿化建设发展格局的一大特色

    城市园林绿化作为城市建设基础设施之一，具有改善环境、调节气候、美化市容和人民生活及体现城市风貌特色的作用，现在已成为改善投资环境和发展旅游事业的需要，以及城市生态环境建设的基础和体现现代城市文明的标志。成都市的城市园林绿化建设在特定的时代，特定的要求和特定的地域中走出了一条体现现代化和具有蓉城特色的路子，形成了以大环城绿化和城区总绿量的增加为重点，逐步发展成为以市区为中心系统，12各区(市)县城为子系统、以江河、公路绿化为纽带，以风景区和大片山地造林为外围的城乡一体化的园林绿化体系[20]。

在成都市城市格局中，“二江抱城”（府河和南河）最能体现名城风貌特色。为解决工农业生产用水，又在东郊工业区内开凿沙河，在城郊新开东风渠。浣花溪连接青羊宫和杜甫草堂，摸底河连接摸底河生态公园，还有清水河。从而形成江水绕城、河渠纵横的特色景观格局[19]。   

府南河在经过四年综合整治工程后，已在长11km的内环路与河道间形成绿化面积为24ha。形成宽窄不等、连接成环的滨江环城公园[15]。除连接原由的游乐园、合江亭、锦水苑、慧园、磊园、散花搂、文君故里、青羊宫、王建墓九个景点外，还将连接新开辟的春、夏、秋、冬四个景区的十五个景点，如映艳园、活水公园、思蜀园、绮霞园、龟城遗堞等。

沙河全流域两岸各12~100m以内建设沙河带状公园， 沙河公园是府南河公园绿地形式的发展，它仍同样是滨水绿地，但沙河公园的独具的特色是地处城、郊过渡地带和更长的河段及良好的自然条件。根据沙河流域的现状情况、资源条件景观构成及发展潜力，拟定带状公园总体布局为二带三区十景。二带，即沙河蓝带和沙河沿岸绿带。三区，即依据沙河沿岸现实条件和景观特点、将22km沙河分为三个景色区段。上游洞子口至铁路区段．长约6Km，为水源保护区，规划构想该区段的总名北湖景区，景区内构建两大风景点，洞子口南刘小挖湖，辟建北湖景点，以现水源保护区为核心，向上下方扩展．形成沙河水源保护林；中游驷马桥至静居寺路沙河大桥、长约13km、规划为城市森林景区，该区段以法桐林带为特色，充分保护和利用720棵大法桐这一大树景现与蓝色河流交融，形成风景林为基调，间有与居民区、城市桥梁风景相结合的游园绿地；下游沙河大桥至府沙河交汇口，包括府河东湖段在内长约3Km，规划为东湖景区，该景色区段以水景为主，造景注重两河交汇处开阔的视线交点和城市结点风景的营造，构建成都南部的度假休闭中心。十景，即北湖景点、沙河源水源保护林景点、上中三洞桥景点、麻石桥景点、黑天鹅渡假村、塔孔公园、古雅园、汇芳园、东湖、白鹤林码头及堤心公园[18]。

在东风渠沿岸设护岸林，发展成为城市外围的防护林带。

3.2 人工湿地系统在成都绿化建设中应用的探讨

    1967年，美国的克莱门斯城为解决河水污染问题，提出收集、贮存和处理这些漫溢的污水，并将它向城市公园结合起来、借此来创造一个新的公园的解决方案，并获得了成功[13]。从大量的理论与实践中我们可以看到，发达国家对水域生态恢复的认识是必须从生态整体的角度出发、统—规划。

3.2.1 在成都市适宜地段建立人工湿地系统

    成都市有丰富的水资源，为建立和发展人工湿地系统奠定了坚实的基础。沙河地处城郊的过渡地带，有很大的发展空间，现在完全可把正在修建的沙河带状公园与人工湿地系统有机的结合起来，不仅可进行污水的净化，还可形成可供游览、富有特色的湿地景观[8]。

由于人工湿地系统一般在中小城市和乡村缺少具有一定操作管理和技术水平的人员的条件下使用。但在上海这个拥有近万条河道、沟渠的城市，在岸坡的结构处理上进行了有益的探索[6]。水生植物种植环境的设计与各种坡岸的绿化种植结合，形成了特色景观[3]。在成都市区内，不但可以营造像活水公园这样集中的人工湿地系统，还可借鉴上海在处理河岸的成功经验，营建湿地景观。

目前，正在施工修建的成都浣花溪公园，占地60ha，是由成都市政府出资的大型开放式生态公园。此公园的最大特点就是规划了一个包括湖泊、溪流、水塘的人工湿地景观。

3.2.2 建立人工湿地系统的技术关键

人工湿地的构造可简述为：在一定长宽比及底面坡降的浅池内或低洼地中，按一定的坡度填充选定级配的填料(如碎石)，在填料表层土壤中种植一些处理性能好、成活率高、生长周期长、根系发达、美观及具有经济价值的水生植物(如水葫芦(Eichhornia crassipes)、菹草(Potamogeton crispus)、芦苇(Phragmites australis)等)，构成一个湿地生态系统。在湿地处理系统设计中，应尽可能增加水流在其中流动的曲折性，以增加该系统的稳定性、对外界环境的抗性、延长该湿地的使用寿命及处理能力。一般而言，其设计过程中应充分考虑以下几个因素[4]。

（1）污水量和污水水质确定

进行污水量的调查和污水水质分析，确定处理的规模以及有针对性地去除有关污染物，设计处理后的污水必须达到一定的污水排放标准。

（2）污水处理工艺选择

人工湿地系统去除的污染物种类广泛，包括BOD，COD（Chemical oxygen demend），SS（Suspended solid），氮，磷，钾，微量金属，病原体等．为减免经常性的清污、降低人工湿地的作业困难，污水的前期处理十分必要。此外，应根据不同的污水来源选择不同的处理工艺。

（3）人工湿地的植物选择

应选择耐污、净化、抗逆能力强的乡土植物作为人工湿地的种植植物。成都活水公园选择了凤眼莲(Eichhornia crassipes)、浮萍(Lemna minor)、芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha lephantina)、马蹄莲(Zantedeschia aethiopica)、野芋(Colocasia antiquorum)、伞草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Acorus calamus)、灯心草(Juncus effusus)、睡莲(Nymphaea tatragana)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、眼子菜(Potamogeton tepperi)、菹草(Potamogeton crispus)等[17]。黄时达[9]等人对芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha lephantina)和灯心草(Juncus effusus)的对比实验结果表明，在四川地区三种水生植物的污水处理能力都较强，但以灯心草(Juncus effusus)最为显著。

有关的水生植物去污的报道中，还包括挺水植物[27]，如茭白（Zizania caduciflora）、慈姑等；浮叶及漂浮植物还有满江红（Azolla imbricata）、水花生（Alternanthera philoxeroides）、菱、水鳖（Hydrocharis dubia）、荇菜等；沉水植物有伊来藻（Anachan,s canadensis）、轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）等。

（4）人工湿地的工艺参数

在人工湿地的设计中，湿地的长宽值可按下式计算：W＝Q／Ks×S×d．其中：W表示湿地宽(m)；Q表示湿地平均处理流量(m3／d)；d表示湿地深(m)；KS表示填料导水率[m3／(m2x d)]；S表示湿地床坡度。人工湿地的深度一般是按水生植物根系自然扩展的深度来设计的，多数为0.6~0.7m。

4 结语

   人工湿地系统作为一项低投资、低能耗、低运行费、高生态环境效益的治理工程技术已被越来越多的人所关注和重视。随着对人工湿地研究的不断深入，不仅会在中小城市和农村得到广泛应用，就是在像成都这样的大城市中，在处理污水和形成城市特色景观方面，同样具有广阔的前景，必将成为构建城市园林绿地系统中重要的组成部分。

参考文献：

[1] 中国湿地植被委员会 编著，中国湿地植被[M],科学出版社，1998

[2] 吴维芳 湿地生态文化的景观创作——深圳“海上田园”旅游区的建设经验[J]，广东园林，2002年第2期

[3] 崔心红 湿地园林，改善生态环境——上海市湿地园林建设的探索[J]，中国园林2002年第6期

[4] 文乐元，谢可军 人工湿地——新型污水处理技术[J]，西南林学院学报，2002年第22卷第2期   

[5] 俞孔坚等 湿地及其在高科技园区中的营造[J]，中国园林2001年第2期

[6] 王准  上海河道新型护岸绿化种植设计[J]，上海交通大学学报，2002年 第20卷第1期   

[7] 严力蚊 湿地资源与人工湿地建设[J]

[8] 李洪远 对区域性生态园林建设的认识与思考[J]，中国园林2000年第6期

[9] 黄时达 人工湿地植物处理污水的试验研究[J]，四川环境，1995年第14卷第3期

[10] 黄时达等 人工湿地塘床系统净化地表水的试验研究[J]，四川环境 2000年第19卷第1期

[11] 黄时达等 从成都市活水公园看人工湿地系统处理工艺[J]，四川环境2000年第19卷第2期

[12] 顾传辉 人工湿地处理系统概述[J]，中山大学研究生学刊，2001年第22卷第2期

[13] 杨冬辉 因循自然的景观规划——从发达国家的水域空间规划看城市景观的新需求[J]，中国园林2002年第3期

[14] 何均发 生态与文化的交融——四川成都府南河活水公园评介[J]，时代建筑，1999年第3期

[15] 夏春，刘浩吾 成都府南河整治工程简介——人·居住·环境·城市[J]，城市规划，2001年 第25卷第11期

[16] 金卫斌等 关于建立湿地农业公园的思考——建设洪湖湿地农业公园的可行性初探[J]，湖北农学院学报 2001年 第2l卷第4期   

[17] 王庆安 成都市活水公园人工湿地塘床系统的生物群落[J]，重庆环境科学 第23卷第2期   

[18] 杨玉培 沙河综合整治初步研究[J]，四川建筑  2002年 第22卷2期

[19] 杨玉培 谈成都城市水系风景线规划构思[J]，四川建筑  1994年 第14卷2期

[20] 杨玉培 以跨世纪的眼光探讨成都市城市园林绿化发展前景[J] 成都建筑1995年第3期

[21] C. Colston Burrell  The Natural Water Garden: Pools, Ponds, Marshes & Bogs for Backyards Everywhere [M]，Chapter 1: The Natural Water Garden  1997

[22] Leslie Yetka and Susan Galatowitsch The Natural Water Garden: Pools, Ponds, Marshes & Bogs for Backyards Everywhere [M]，Chapter 2: Wetland Ecology for Gardeners 1997

[23] C. Colston Burrell  The Natural Water Garden: Pools, Ponds, Marshes & Bogs for Backyards Everywhere [M]，Chapter 3: Freshwater Wetlands of North America 1997

[24] Craig Tufts The Natural Water Garden: Pools, Ponds, Marshes & Bogs for Backyards Everywhere [M]，Chapter 7: A Stormwater Marsh 1997

[25] C. Colston Burrell  The Natural Water Garden: Pools, Ponds, Marshes & Bogs for Backyards Everywhere [M]，Chapter 8: A Bog Garden  1997

[26]http://afcdnewsite.sunnyvision.com/others/wetlandpark/new/html-sc/master-about-badkground.htm

[27] 柳骅、夏宜平 水生植物造景[J]，中国园林 2003年 第3期

作者简介:

任艳军/男/1978年生/四川农业大学林学园艺学院，园林植物及观赏园艺专业在读硕士生（雅安 625014）

陈其兵/男/1963年生/四川农业大学林学园艺学院副院长、副教授(在读博士)(雅安625014)

此论文荣获2003四川省中青年专家学术大会优秀论文三等奖

在此衷心的感谢为我们提供本文的作者任艳军硕士和陈其兵教授对我们的支持！

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潜流型人工湿地污水处理系统及其应用
宋志文 郭本华 韩潇源 曹军
我国在“七五”期间开展人工湿地的研究,分别在北京昌平、深圳白泥坑、天津等地建成不同处理规模的人工湿地处理工程，这些处理系统大多为自由表面流人工湿地，对于潜流型人工湿地的研究相对较少，并且大多为理论探讨或实验研究[3-6]。本文在论述潜流型人工湿地的类型、特点、构成及应用的基础上．指出潜流型人工湿地系统的应用前景和研究方向。

　　1 潜流型人工湿地处理系统类型及其特点

　　根据污水在人工湿地中的流动方式可以把人工攫地划分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。自由表面流人工湿地和自然湿地相类似，废水从湿地表面流过。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。缺点是占地面积大，水力负荷低，去污能力有限，受气候影响较大，夏季会孽生蚊蝇、散发臭味；潜流型湿地系统中，污水在湿地床的表面下流动，利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水。国外所建成的人工湿地中，潜流型人工湿地占相当大的比例。如在新西兰使用的大约80个人工湿地系统中，裹面流湿地占45％，潜流型人工湿地占33％，混合型人工湿地占14％[7]。在美国、欧洲、澳大利亚和南非等地已建成的和正在建设的人工湿地处理系统中，大部分是潜流型湿地船[8-9]。

　　 根据污水在湿地中流动的方向不同可将潜流型湿地系统分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地2种类型。不同类型的湿地对污染物的去除效果不同，具有各自的优缺点[10]。

　　 ①水平潜流湿地系统。水平潜流人工湿地因污水从一端水平流过填料床而得名。它由一个或几个填料床组成，床体充填基质。与自由表面流人工湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷大，对BOD，COD，SS，重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象，是日前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统。它的缺点是控制相对复杂，脱氮、除磷的效果不如垂直流人工湿地。

　　 ②垂直潜流湿地系统。在垂直潜流人工湿地中污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进人人工湿地系统．该系统的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统．落干／淹水时间较长，控制相对复杂。

　　2 潜流型人工湿地的构成

　　 潜流型人工湿地主要由3部分组成：基质、植物和布水系统。目前人工湿地系统可用的基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介质(LECA)、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面为植物和微生物生长提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直接去除污染物。潜流型人工湿地中使用的植物主要有香蒲、芦苇、灯心草等，这些植物可增加湿地基质的遇水性，此外还能与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境，将氧气传输至根区，形成特殊的根际微生态环境、这一微生态环境具有很强的净化废水的能力。在美国，大约40％的潜流型湿地只种植香蒲一种植物，欧洲国家则多数种植芦苇，也有一些系统种植了多种组合植物。布水系统主要是将进水按一定方式均匀地分布在处理系统中，并且保证不发生短流和堵塞，在潜流型人工湿地处理系统中多采用穿孔管布水系统。

　　3 潜流型人工湿地的净化效果

　　3.1 对有机物的去除

　　潜流型人工湿地的显著特点之一就是其对有机污染物有较强的降解能力。污水中的不溶有机物通过湿地的沉积、过滤作用．可以很快地被截留而被微生物利用；污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、咀收及生物代谢过程而桩分解去除。资料表明，潜流型人工湿地系统的出水水质优于传统的二级生物处理[1]。

　　3.2 对氰的去除

　　潜流型人工湿地对氮的去除作用包括吸附，过滤和沉积、氨挥发、植物吸收和微生物硝化和反硝化作用：微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除过程中起着重要作用。在潜流型湿地系统中，氧的主要来源是植物根系．但这种能力是非常有限的，这就妨碍了任何流经该水域水流十氨的硝化作用：为提高潜流型湿地的供氧量，町以采用周期性地改变水深促使根系向纵深生巴，增加暴露水面或地表漫流区以促进表面复氧作用，或采用间歇布水的方式，以及采用频繁注人和循环的多个平行床系统使大气中的氧进入到介质中等方法。Platzer[11]指出，潜流型湿地系统高的净化能力主要是依靠土壤有效的通气性，BOD，COD，氨氮的去除能力很高，但总氮的去除能力却有限。Green[12]研究了系统中氧的分布随时间和空间的变化．并通过给湿地系统增设输气管，利用慢灌快排使系统充分进气．以增加内部溶解氧的含量来提高系统的硝化反应能力，结果大大提高了氨氮的去除串。

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3.3 对磷的去除
　　潜流型人工湿地对磷的去除作用包括吸收、化学沉积、植物和藻类吸收、微生物作用等，其中基质吸附起主要作用[13]。基质的理化性质对磷的去除串有很大影响。Zhu等[14]研究了镁、钙、铁、铝和磷的吸附关系，发现钙与磷的吸附相关性量强。Geller[15]也认为钙与铁、铝相比对磷具有更强的结合能力，潜流型湿地系统对磷的去除能力决定于这些矿质元素在基质中的含量。A Drizo等[17]比较分析丁7种基质对磷的去除能力，发现飞灰和页岩具有最大的磷吸收．然后是铝土矿、石灰石，综合比较各种性能，A.Drizo认为页岩最适合作为潜流型湿地系统的基质。H．Brizo等[17]分析了13种丹麦不同地区沙的理化性质和除磷能力，这些沙对磷的去除能力差别极大，决定磷的去除能力呈沙中钙的含量，作者同时也研究了一些人工合成基质的除磷能力，他认为将这些人工基质中的一种或几种和沙混合使用可以显著提高潜流型湿地系统的除磷能力。

　　4 潜流型人工湿地的经济分析

　　工程造价和运行费用是人们在选择和设计污水处理工艺时必须考虑的问题。美国分析了37个湿地污水处理系统的造价，其中19个自由衷面流湿地的平均造价为55000美元/hm2，18个潜流型系统的平均造价为215000美元/hm2：，因为需要额外的岩石供应和填筑费用，所以潜流型系统的造价比自由表面流系绕高，但是就负荷计算，潜流型系统显示出优越性，潜流系统的造价为163美元/m3，自由表面流系统为206美元/m3[8]。国内一些专家估算，潜流型人工湿地污水处理系统的占地面积大约是自由衷面流人工湿地系统的十分之一，建造费用大约在130—150元/m2。

　　5 滑流型人工湿地的应用

　　德国最早开展了潜流型人工湿地的研究[18]。早期的潜沉型湿地处理系统主要用于处理城市生活污水或二级污水处理厂出水。经过近30年研究与发展，该技术已经在英国、美国、新西兰、法国、澳大利亚、巴西、荷兰等许多国家得到应用推广，一些发展中国家也开始使用改技术解决国内的污水处理问题[19]。与此同时应用范围电不断扩大，除了用于处理城市污水外，还应用于工业废水、农业面源污染、垃圾渗出液暴雨径流等多种废水的处理，表现出良好的净化效果，见表1。

表1　 潜流型人工湿地处理系统实例

废水类型  时间  湿地类型  污染物去除效果/%  
BOD5  COD  NH3-N  TN  TP  
食品加工废水[20]  1992-1994  水平潜流  89  92  86  　  96  
酿酒废水[21]  1995-1997  水平潜流  　  98  　  　  63.3  
生活废水[22]  1997-1999  水平潜流  70-93  　  38-66  38-66  42-70  
污泥渗出液[23]  1997-1999  垂直潜流  　  96  　  92  　  
苗圃灌溉径流[24]  1999-2001  水平潜流  　  　  　  ＞84  ＞　65  
河水[25]  1999-2000  水平潜流  74-81  　  58-82  　  　  
油田采出水[6]  1991-1993  垂直潜流  80.02-89.05  67.25-80.77  　  75.3-81.0  　  
暴雨径流[26]  2000-2001  水平潜流  87.13  　  　  97.3  77.29  
农业废水[27]  2001  水平潜流  　  59.6-70.6  70.8-83.0  50.4-60.6  55-66.0

6 结束语

　　众多成功应用的实践证明，潜流型人工湿地是一项非常有效的污水处理技术，和国外相比，国内的研究相对滞后，笔者认为今后应深入开展以下几个方面的研究。①通过筛选耐污和净化能力强的植物品种并进行优化组合，达到更好地调控潜流型人工湿地的净化功能以及符合城市景观建设的需要；同时建造适宜的湿地生态系统，使植物良好生长，充分发挥其各种功能。②在系统地研究潜流型人工湿地中微生物种类分布规律和作用机制的基础上，通过高效微生物的筛选，人为适当地改造湿地微生物群落结构并调控湿地系统的净化过程，从而提高人工湿地系统的运行效果。③通过对基质进行筛选或人工合成，提高人工湿地对磷的持续去除效果。④应用生态工程的原理和方法对人工湿地系统进行构建和调整，以利于湿地正常功能的运作和生态系统服务的可持续性。通过上述几个方面的研究，构建适合我国国情和不同地域特点的高效潜流型人工湿地处理系统，使其在我国得到广泛的应用和椎广。

井底蛙

人工湿地生态系统在废水处理中的功能与应用  
  
    摘　要：人工湿地由于具有高效、投资低廉、操作简单等优点而被广泛应用于废水处理。本文主要介绍了人工湿地的应用、构建、类型以及去污效果。并在此基础上讨论了人工湿地的应用前景和现阶段我们的研究状况。

    关键字：人工湿地；废水处理；类型；效果

　　随着社会经济的发展，人口数量的剧增，各种污染也相应增加。其中水污染（工业废水、生活污水、农业面源污水）最为严重，据有关资料显示，我国已有85%的江河湖泊受到不同程度的污染，仅1994年全国城市废水排放量高达360亿吨，其中80%废水未经处理直接排入江河湖泊。进入21世纪以来，人们更注重生活质量的提高，无论是政府还是个人都认识到水污染问题的严重性，这就需要找到一条解决该问题的有效途径。

　　一、人工湿地在废水处理中的应用

　　人工湿地是近三十年来发展起来的一种废水处理新技术。1974年，自前西德首先建造人工湿地以来，该技术在美国、加拿大及欧洲一些发达国家得到迅速发展。我国人工湿地的研究起步较晚，于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程白泥坑人工湿地污水处理系统。

　　目前，可以利用人工湿地处理各种类型的废水(Moshiri， 1993; Kadlec and Knight， 1996; Vymazal et al.， 1998)，例如日常生活污水(Cooper et al.，1997; Schreijer et al.，1997)、采矿废水(Kleinmann and Girts，1987; Brodie et al.，1989; Howard et al.，1989; Wenerick et al.，1989) 、农业污水(Dubowry and Reaves，1994; Rivera et al.，1997)、垃圾渗出液(Dombush，1989; Trantman et al.，1989) 、富营养水体(DAngelo and Reddy，1994)。而人工湿地之所以被广泛地应用于废水处理，主要有三个原因：

　　(1)它能够利用基质-微生物一植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等，来实现对污水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化与无害化。

　　(2)它具有投资低(150～800元/吨)、耗能少、操作简单、运行成本低廉(0.1～0.2元/吨)的特点，因此有较高的经济效益(其基建和运行费用仅为传统二级处理的1/l0～1／2，胡康萍等，1991)。

　　(3)它作为一个生态系统，能维持生物多样性及构成景观的一部分，在去除污染物的同时，具有美化环境的功能，因此有较高的生态效益。

　　二、湿地的定义与人工湿地的构建

　　由于湿地种类繁多、分布广泛，而且不同湿地之间差异也较大，因此很难给湿地下一个明确的定义。1994年的《中国湿地生态环境保护规划》会议上对湿地的解释是：处于陆地与水域的交汇处，水位接近或处于地表面，或有浅层积水，一般以低水位时水深2米处为界，并具有以下特征：(1)至少周期性的以水生、湿生植物为植物优势种；(2)低层土主要是湿生土壤；(3)在每年的生长季节底层土被水淹没4个月以上。

　　人工湿地是把选定的填料(如沙砾) 按一定的坡度填在一定长宽比及底面坡降的浅池内或低洼地中，在填料表层土壤中种植一些处理性能好、成活率高、生长周期长、根系发达、美观及具有经济价值的水生植物(如水葫芦、菹草、芦苇等)，构成一个湿地生态系统。

　　三、人工湿地的类型

　　在废水处理中，主要应用两种类型，即表层流人工湿地（废水水平流动，通过湿地而沉淀）和渗漏人工湿地（废水垂直流入，经渗透沉积后排水去除），它们具有不同的作用，可以根据需要选择。

　　目前，美国、澳大利亚、日本、英国、荷兰、德国等国家已广泛应用表层流人工湿地来处理废水。废水从它表面流过，一般有一个或几个填料床组成，床底填有基质，并有防漏层来阻止废水渗入地下而污染地下水，在系统中种植一些水生植物如水葫芦、芦苇、菹草等，废水经常同表层水流相混合，在湿地内流动，持续时间一般为10天左右。这种类型的湿地，对生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、悬浮物等指标的去除率高于渗漏人工湿地。渗漏人工湿地使污水从湿地表面纵向流入填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水，但其缺点是对有机物的去除能力不如表层流人工湿地。

　　四、人工湿地处理废水的效果

　　随着研究的发展，对湿地去污能力的研究不再停留在定性上，而是更注重定量的研究。其中一个反映湿地去污能力的重要数据库是NADB（North American Data Base），它是通过对100多个废水处理型湿地的调查研究而建立（Knight et al.，1992）。该数据库说明湿地对BOD、COD的去除率可达80～90%，但对氮、磷的去除率相对较低，而且变化也较大，一般在50%左右。J.T.A.Verhoeven和A.F.M.Meuleman（1999）通过对渗漏湿地十年的研究，也得出了反应湿地去污能力的一些数据。从实践的角度来说，人工湿地的去污能力会更强。因为它们的目的性更明确，而且可在最大程度上受人为控制。在欧洲和美国，凡是投入运行并达到成熟的人工湿地，基本上都能达到尾水排放标准。

　　五、前景展望与实践应用

　　从人工湿地成功的应用实例可以看出，它是一种正在得到不断研究、应用的废水处理技术。尽管运用人工湿地来处理工业废水、日常生活污水、农业废水等方面的研究已有三四十年的历史，但是迄今为止应用人工湿地处理养殖废水的研究却只有510年的时间，而且具体的研究事例也尚未多见（R. L. Knight et al.， 2000）。所以在现阶段我们的研究主要是应用人工湿地来净化蛋鸭养殖过程中所产生的污水（见图3）。本研究以德清县利虹禽业有限公司的蛋鸭养殖场(见图4)为基地，该蛋鸭养殖场是浙江省较大的蛋鸭养殖场，占地面积达80亩，全年饲养蛋鸭、种鸭10万只。养殖场采用循环水人工池，鸭场水清鸭壮，病害少。但到夏天，特别是高温季节，排水量增加，过多过肥的池水又造成了水田肥害，河水的富营养化。因此，我们通过构建人工湿地来净化这些富营养水体，并要进行长期的实验来说明湿地的去污能力。

参考文献
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[15]胡康萍，刘少宁.一种经济、有效、简便、可靠的污水处理技术人造湿地系统[J].环境工程，1991，9(2):6-10
[16]杨士军.湿地的价值[J].环境，1998，(1):41-4

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图片显示的为一  多级垂直潜流式人工湿地

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从植物学特性述人工湿地植物的选择与配置
    随着环境保护的迅速发展，人们对湿地功能也有了广泛的认识。湿地作为“地球之肾”，担负着对地球自然水体的净化和处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐减少和消亡，因此人工湿地以其独到的优越性受到了越来越多的关注和发展。

　　人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。

　　人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置。如何选择和搭配适宜的湿地植物，并且将其应用于不同类型的湿地系统中成了我们在营建人工湿地前必须思考的问题。

1．人工湿地污水处理系统植物的选用原则（1）（2）

1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能；

　　管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。

1.2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势；

① 抗冻、抗热能力

　　由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。

② 抗病虫害能力

　　污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。

③ 对周围环境的适应能力

　　由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物,因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。

1.3 所引种的植物必须具有较强的耐污染能力；

　　水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。

1.4 植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物；

　　人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。

1.5 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性；

1.6 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。

　　若所处理的污水不含有毒、有害成分,其综合利用可从以下几个方面考虑:①作饲料,一般选择粗蛋白的含量>20%(干重)的水生植物；②作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较高,易分解；③生产沼气,应考虑发酵、产气植物的碳氮比,一般选用植物体的碳氮比为25～30.5/1；④工业或手工业原料，如芦苇可以用来造纸，水葱、灯心草、香蒲、莞草等都是编制草席的原料。

　　由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊,同时面积较大,故美化景观也是必须考虑的。

　　然而在实际工作中，很多人工湿地的工艺设计者和建设者考虑得最多的是植物的独有性和观赏价值等表在因素，没有考虑到栽种该植物后的植株生长效果、湿地的运行效果、生长表现以及对生态的安全性等，导致人工湿地在运行一段时间后功能骤降或运行费用剧增，最后导致系统瘫费或闲置。

2．人工湿地植物特性的研究及植物配置分析

2．1 根据植物类型分析

2．1．1 漂浮植物

　　漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。

　　根据对这些植物的植物学特性进行分析，发现它们具有以下几个特点：①生命力强，对环境适应性好，根系发达；②生物量大，生长迅速；③具有季节性休眠现象，如冬季休眠或死亡的水葫芦、大薸、水蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。生长的旺盛季节主要集中在每年的3-10月或9月-次年5月；④生育周期短，主要以营养生长为主，对N的需求量最高。

　　由于漂浮植物具有上述的植物学特性，因此，在进行人工湿地植物配置的时候我们必须充分考虑它们各自的优点：①由于这类植物的环境适应能力强，因此在进行植物配置时应当作地方优势品种予以优先考虑；②人工湿地系统中，水体中养分的去除主要依靠植物的吸收利用，因此，生物量大、根系发达、年生育周期多和吸收能力好的植物成为我们选择的目标；③利用植物季节性休眠特性，我们可以给予正确的植物搭配，如冬季低温时配置水芹菜而夏季高温时则配置水葫芦、大薸等适宜高温生长的植物，以避免因植物品种选择搭配单一而出现季节性的功能失调现象；④由于这类植物以营养生长为主，对N的吸收利用率要高，因此，在进行植物配置时应重视其对N的吸收利用效果，可作为N去除的优势植物而加以利用，从而提高系统对N的去除效果。

2．1．2 根茎、球茎及种子植物

　　这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。它们或具有发达的地下根茎或块根，或能产生大量的种子果实，多为季节性休眠植物类型，一般是冬季枯萎春季萌发，生长季节主要集中在4-9月。

　　根茎、球茎、种子类植物具有以下特点：①耐淤能力较好，适宜生长在淤土层深厚肥沃的地方，生长离不开土壤；②适宜生长环境的水深一般为40-100CM左右；③具有发达的地下块根或块茎，其根茎的形成对P元素的需求较多，因此，对P的吸收量较大；④种子果实类植物，其种子和果实的形成需要大量的P和K元素。（3）

　　由于这类植物具有以下特点，因此在进行人工湿地植物应用配置时应予以充分考虑：①基于这些植物的特性，其应用一般为表面流人工湿地系统和湿地的稳定系统；②利用这些植物的生长（主要是块根、球茎和果实的生长）需要大量的P、K元素的特性，将其作为P去除的优势植物应用，以提高系统对P的去除效果。

2．1．3 挺水草本植物类型

　　这类植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等，为人工湿地系统主要的植物选配品种。这些植物的共同特性在于：①适应能力强，或为本土优势品种；②根系发达，生长量大，营养生长与生殖生长并存，对N和P、K的吸收都比较丰富；③能于无土环境生长。

　　根据这类植物的生长特性，它们可以搭配种植于潜流式人工湿地，也可以种植于表流式人工湿地系统中。

　　根据植物的根系分布深浅及分布范围，可以将这类植物分成四种生长类型，即深根丛生型、深根散生型、浅根丛生型和浅根散生型。

（1）深根丛生型的植物，其根系的分布深度一般在30CM以上，分布较深而分布面积不广。植株的地上部分丛生，如皇竹草、芦竹、旱伞竹、野茭草、薏米、纸莎草等。由于这类植物的根系入土深度较大，根系接触面广，配置栽种于潜流式人工湿地中更能显示出它们的处理净化性能。

（2）深根散生型植物根系一般分布于20-30CM之间，植株分散，这类植物有香蒲、菖蒲、水葱、藨草、水莎草、野山姜等，这类植物的根系入土深度也较深，因此适宜配置栽种于潜流式人工湿地。

（3）浅根散生型的一些植物如美人蕉、芦苇、荸荠、慈姑、莲藕等，其根系分布一般都在5-20CM之间。由于这些植物的根系分布浅，而且一般原生于土壤环境，因此适宜配置于表流式人工湿地中。

（4）浅根丛生型的植物如灯心草、芋头等丛生型植物，由于根系分布浅，且一般原生于土壤环境，因此仅适宜配置于表面流人工湿地系统中。

2．1．4 沉水植物类型

　　沉水植物一般原生于水质清洁的环境，其生长对水质要求比较高，因此，沉水植物只能用作人工湿地系统中最后的强化稳定植物加以应用，以提高出水水质。

2．1．5 其它类型的植物

　　一些如水生景观植物之类的，由于长时间的人工选择，使其对污染环境的适应能力比较弱，因此也只能作为最后的强化稳定植物或湿地系统的景观植物而应用。

2．2 根据植物原生环境分析

　　根据植物的原生环境分析，原生于实土环境的一些植物如美人蕉、芦苇、灯心草、旱伞竹、皇竹草、芦竹、薏米等，其根系生长有一定的向土性，配置于表面流湿地系统中，生长会更旺盛。但由于它们的根系大都垂直向下生长，因此，净化处理的效果不及应用于潜流式湿地中；对于一些原生于沼泽、腐殖层、草炭湿地、湖泊水面的植物如水葱、野茭、山姜、藨草、香蒲、菖蒲等，由于其生长已经适应了无土环境，因此更适宜配置于潜流式人工湿地；而对于一些块根块茎类的水生植物如荷花、睡莲、慈姑、芋头等则只能配置于表面流湿地中。

2．3 根据植物对养分的需求类型分析

　　根据植物对养分的需求情况分析，由于潜流式人工湿地湿地系统填料之间的空隙大，植物根系与水体养分接触的面积要较表流式人工湿地湿地广，因此对于营养生长旺盛、植株生长迅速、植株生物量大、一年有数个萌发高峰的植物如香蒲、水葱、苔草、水莎草等植物适宜栽种于潜流湿地；而对于营养生长与生殖生长并存，生长相对缓慢，一年只有一个萌发高峰期的一些植物如芦苇、茭草、薏米等则配置于表面流湿地系统。

2．4 根据植物对污水的适应能力分析

　　不同植物对污水的适应能力不同。一般高浓度污水主要集中在湿地工艺的前端部分。因此，在人工湿地建设时，前端工艺部分如强氧化塘、潜流湿地等工艺一般选择耐污染能力强的植物品种。末端工艺如稳定塘、景观塘等处理段中，由于污水浓度降低，因此可以更多考虑植物的景观效果。

3．小结

　　一个人工湿地系统的建立，植物的选择和配置是很重要的考虑因素。在系统建立和植物栽种配置时要将系统的主要功能与植物的植物学特性充分结合起来考虑。只有这样，才能充分发挥不同植物各自的优势，达到更好的处理净化效果。

　　湿地植物的栽种配置要根据具体的应用环境和系统工艺来确定，对于一些应用工艺范围较广的植物类型，要充分考虑其在该工艺中的优势，能使其充分发挥自己的长处而居于主导地位。

　　为达到全面的处理和利用效果，应进行有机的搭配，如深根系植物与浅根系植物搭配，丛生型植物与散生型植物搭配，吸收N多的植物与吸收P多的植物搭配，以及常绿植物与季节性植物的季相搭配等。在进行综合处理的一些工艺或工艺段中，切忌配置单一品种，以避免出现季节性的功能下降或功能单一。作为湿地公园规划建设的人工湿地还要考虑景观搭配。

主要参考资料：

（1）陈长太等人工湿地植物的选择原则《中国给水排水》2003Vol.19

（2）云南今业生态建设集团《耐污染水体净化水生植物筛选及培育技术研究》总结报告

（3）赵有为中国水生蔬菜北京中国林业出版社1999.12

（4）赵家荣等水生观赏植物北京化学工业出版社2003.7

井底蛙

浅析水生植物在人工湿地中的应用

作者：彭　娟　刘姗姗　于　洁　　时间：2009-4-10 12:43:00　　来源：论文天下论文网


[论文关键词]： 水生植物; 人工湿地; 选择与配置; 应用
　　[论文摘要]：人工湿地治理污水已经成为当前污水处理的一次革命，水生植物作为污水处理系统的重要组成部分和湿地景观的重要造景元素，成为污水处理革命成败的关键。文章阐述了在人工湿地营建中水生植物的选择、配置，及应用现状中存在的问题。

　　
　　随着工业的不断发展，水污染的日益加剧，污水环境治理的问题成为了目前社会的焦点。人工湿地作为一种污水生物处理技术，因其具有独特的优势，而得到广泛的应用。其中，水生植物在这个过程中扮演了重要的角色。首先水生植物的应用达到了污水净化的目的，与此同时水生植物的景观营造也是人工湿地中的一道靓丽独特的风景线。因此科学的选择和配置水生植物对人工湿地系统和景观的营建具有极其重要的意义。
　　
　　1. 人工湿地概述
　　
　　湿地，作为地球上具有多种功能的生态系统，可以沉淀、排除、吸收和降解有毒物质，使潜在的污染物转化为资源，因而被誉为“地球之肾”。
　　人工湿地是在天然湿地的净化功能基础上，参与人为因素的一种由人工将砾石、砂、土壤、煤渣等介质按一定比例构成的底部封闭并有选择性的植入水生植物的污水处理系统。利用系统中基质一水生植物一微生物的物理、化学、生物的三者协同作用，通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。
　　
　　2. 水生植物概述
　　
　　水生植物是指生长在水体、沼泽地的植物，包括草本和木本植物。
　　目前国内通用的分类方法是把水生植物分为4类:
　　（1） 挺水植物 。 挺水植物是指茎叶挺出水面的水生植物。常见的有荷花、千屈菜、菖蒲、香蒲、黄菖蒲、燕子花、慈姑、芦苇、灯心草、蒲苇等。
　　（2） 浮叶植物。 浮叶植物是指叶片浮在水面的水生植物。常见的有凤眼莲、王莲、睡莲、萍蓬草、芡实等。
　　（3） 漂浮植物。 漂浮植物的根不生于泥中，植株部分漂浮于水面之上，部分悬浮于水里。如满江红、水鳖、浮萍等。
　　（4） 沉水植物。 沉水植物的整个植株全部没于水中，或仅有少许叶尖或花露于水面。如金鱼藻、菹草、苦草、黑藻等。
　　
　　3. 水生植物在人工湿地中的作用
　　
　　3.1 水生植物的景观功能
　　水生植物能够给人一种清新、舒畅的感觉，它不仅可以观色、闻香、还能赏姿，并欣赏映照在水中的倒影，令人浮想联翩。荷叶青翠而洁净，叶型如伞，大而美观。荷花淡雅清香，气质高贵。菖蒲是常绿水生观叶植物，与碎石相配以增加景观效果。芦苇丛植于水边，微风轻拂，哗哗作响，体现了动和静集合。
　　3.2 水生植物的生态功能
　　在人工湿地中水生植物的生态功能主要体现在对水质的净化功能上：
　　（1） 直吸收利用污水中可利用态的营养物质，吸附和富集重金属和一些有毒有害物质；
　　（2） 为根区好氧微生物输送氧气；
　　（3） 增强和维持介质的水力传输。
　　水生植物除了可以改善水质外，还具有维护物种多样性，改善气候、净化空气、改善土壤等生态功能。
　　
　　4. 人工湿地对水生植物的选择
　　
　　在对人工湿地水生植物选择时要根据不同的地区，不同的水质做出具体的分析后遵循一定的原则进行选择。
　　人工湿地中水生植物的选择原则：
　　（1） 植物要具有良好的生态适应能力和生态营建功能；
　　（2） 耐污能力和抗寒能力强，对不同的污染物采用相应的植物种类；
　　（3） 抗病虫害能力强；
　　（4） 选择在本地适应性好的植物，最好是本地植物；
　　（5） 根系发达，生物量大；
　　（6） 植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物；
　　（7） 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性；
　　（8） 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。
　　5. 水生植物在人工湿地中的配置
　　
　　水生植物在人工湿地中的配置不仅仅要考虑到它的景观效果，同时还要考虑到它的生态效益，要形成生态良好的植物群落，才能真正的既达到污水处理的功效，又起到美化丰富水体景观，维护生物多样性的效果。
　　5.1 从景观功能角度配置水生植物
　　（1） 水域宽阔处的水生植物配置
　　此配置应以营造水生植物群落景观为主，主要考虑远观。植物配置注重整体大而连续的效果，主要以量取胜，给人一种壮观的视角感受。如荷花群落、睡莲群落、千屈菜群落或多种水生植物群落组合等。
　　（2） 水域面积较小处的水生植物配置
　　此配置主要考虑近观，更注重植物单体的效果，对植物的姿态、色彩、高度有更高的要求，运用手法细腻，注重水面的镜面作用，故水生植物配置时不宜过于拥挤，以免影响水中倒影及景观透视线。配置时水面上的浮叶及漂浮植物与挺水植物的比例要保持恰当，一般水生植物占水体面积的比例不宜超过1/3，否则易产生水体面积缩小的不良视角效果，更无倒影可言。水缘植物应间断种植，留出大小不同的缺口，以供游人亲水及隔岸观景。
　　（3） 人工溪流的水生植物配置
　　人工溪流的宽度、深浅一般都比自然河流小，一眼即可见底，此类水体的宽窄、深浅是植物配置重点考虑的因素，一般应选择株高较低的水生植物与之协调，且体量不宜过大，种类不宜过多，只起点缀作用。
　　5.2 从生态功能角度配置水生植物
　　在人工湿地中配置水生植物，不能当作是在园林水景中配置，只把好看放在第一位，美观代替一切的设计是不正确的，否则结果往往会适得其反，导致蚊蝇滋生，水生植物生长失控，水体发黑发臭等负面效应出现。在设计时，一定要以人工湿地的水质处理作为设计依据，模拟自然湿地生物生态群落系统，形成由“挺水植物—浮叶植物—漂浮植物—沉水植物”优化组合的良好生态群落，防止单一种群的侵害，同时也抑制了低等藻类植物的水体富营养化。
　　 可以采用人工湿地植物塘床系统，人工湿地塘床系统中的大型水生植物群落是人工湿地生态系统的骨架,起着支撑系统的作用,同时还发挥着净化、美化、绿化环境的作用。成都的活水公园便是一个成功的案例。
　　
　　6. 存在的问题和建议
　　
　　（1） 对水生植物的生态功能不能充分的发挥
　　许多植物种植设计过多地考虑园林美学的要求，忽视了生态系统的建立，一些污水净化效果好的漂浮植物和沉水植物应用较少。仅使用挺水植物和浮叶植物所建立的水体生态系统是非良性循环的。应在充分考虑景观的基础上，必须以建立稳定的生态系统平衡及物种的多样性为最终目标。
　　（2） 在水生植物的选择上不顾立地条件和实际情况，随意使用
　　 在人工湿地的植物选择上，应采用谨慎的态度，因地制宜，选择适应本地区域的既具较高观赏价值又能净化水质的水生植物，尽可能营造出景观价值与生态意义俱佳的水景。
　　（3） 水生植物应用种类单调
　　我国水生观赏植物的种质资源极为丰富，但实际应用的植物种类还十分有限，许多具有较高观赏价值的水生植物没有得到应用.并且品种之间的搭配形式比较单调。
　　（4） 季相变化单调，冬季景观差
　　 对季相变化的考虑较少，冬季常出现枯败的景象，一方面要运用各种手法培育耐寒的新品种，一方面考虑岸边湿生植物和陆地常绿植物的相互搭配，以弥补不足。
　　
　　7. 小结
　　
　　 在目前我国的水污染状况已经到了不能不治理的阶段，人工湿地，这种低成本，耗能少，又具有良好的景观效果的有效手段，从1998年成都活水公园开辟了先河以来如雨后春笋般不断的兴起。而水生植物作为在人工湿地中具有强大的净化功能的重要组成部分，已经凸现出了其广阔的市场前景。
　　
　　参考文献
　　[1] 李志炎, 唐宇力, 杨在娟, 等. 人工湿地植物研究现状[J]. 浙江林业科技,2004,24(4):56一59.
　　[2] 王建军. 人工湿地在污水处理中的应用初探[J]. 辽宁城乡环境科技，2004,(6):1-2.
　　[3] 李洋, 周孝德, 苗得雨, 江和侦. 浅谈人工湿地污水处理技术, 水利科技与经济, 2007,13(1):55-57.

韩哈哈

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