貴州沉水植物資源及其園林應用初步研究

謝　偉，白新祥，周虹宏，李　璨，馮　麗，張　然

(貴州大學 林學院，貴州　貴陽　550025)

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貴州沉水植物資源及其園林應用初步研究

謝偉，白新祥*，周虹宏，李璨，馮麗，張然

(貴州大學 林學院，貴州貴陽550025)

摘要：通過調查統(tǒng)計貴州省內沉水植物約有31種，隸屬于9科，12屬，分布在全省大小河流、濕地、湖泊、溝渠等地。目前在園林中應用較廣的有水鱉科和眼子菜科部分種類，還有很多優(yōu)秀種類亟待開發(fā)利用。所以研究貴州省內沉水植物資源種類、分布特性及其園林應用和生態(tài)應用研究現(xiàn)狀，探討沉水植物園林造景及其營建策略，對沉水植物在水體景觀生態(tài)設計中的應用提出建設性意見具有重大研究意義。

沉水植物(Submerged plants)是指整個植株常年都生活于水中，部分植株只在花期將花及少部分莖葉伸出水面的水生植物[1]。沉水植物作為水生態(tài)系統(tǒng)中一個重要初級生產者，承擔著其物質、能量與信息的交換以及水體景觀環(huán)境藝術與自然的營造[2]。隨著生態(tài)設計概念的提出，沉水植物作為水生植物的重要組成部分，其具有的生態(tài)學意義和景觀意義也越來越受到人們的廣泛關注。尤其是近年來園林水景的流行與發(fā)展，沉水植物資源及其園林應用的研究成為未來水下景觀建設中迫切需要研究的重點問題。貴州典型的喀斯特地形地貌孕育了獨特而多樣的沉水植物資源。所以對貴州沉水植物資源展開調查研究，對貴州園林水景觀營造及其水體生態(tài)修復與保護具有重大研究意義。

1沉水植物資源應用研究現(xiàn)狀

1.1沉水植物的景觀應用研究

沉水植物雖是水下景觀的一大重要基礎，但沉水植物的在園林中的應用和開發(fā)還處于初級階段?？讞钣碌葘Τ了参镅芯楷F(xiàn)狀做了相關研究，總結出沉水植物應用種類相對有限，缺乏專業(yè)的生產機構，建植與養(yǎng)護管理還不夠成熟[1]。貴州甚至有一些觀賞價值較高的本土種類還未得以系統(tǒng)開發(fā)研究，如貴州水車前(圖1)。王艷麗等對沉水植物綜合開發(fā)利用做了初步研究探討，大多沉水植物因其生長環(huán)境要求較高，所以開發(fā)利用條件艱苦[3]。袁果等曾對貴州水生植物資源進行調查，并總結了一些觀賞價值較高的沉水植物種類，如沉水海菜花、貴州水車前等[4]。郭海燕等對邯鄲市區(qū)沉水植物資源調進行調查發(fā)現(xiàn)沉水植物因其生理上的特點，極端依賴于水環(huán)境，所以，沉水植物建植要根據(jù)不同水域面積，水深等結合其他類型的水生植物配置[5]。

近年來，隨著園林景觀行業(yè)的快速發(fā)展，水生植物造景功能的探索，沉水植物的生態(tài)凈化及造景功能的應用也隨之增多，并取得良好的景觀效益和生態(tài)效益。但是，在園林中，沉水植物的應用相對濕生植物、挺水植物、浮葉植物和漂浮植物等類型的水生植物還有很大的發(fā)展空間。

圖1　貴州水車前

1.2沉水植物的生態(tài)應用研究

隨著工業(yè)化發(fā)展，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象及水環(huán)境污染日趨嚴重。在治理水體富營養(yǎng)化和水體污染的多種措施中， 水生植物恢復具有低耗、高效和環(huán)境安全的特點， 是一種有效、經濟且生態(tài)的好方法。尤其是沉水植物，作為水生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產者， 在水生態(tài)系統(tǒng)中有著不可替代的作用。Ursula Stephan、Brian等對水生植物生態(tài)治理研究發(fā)現(xiàn)沉水植物影響水體流速，從而去除水中的懸浮顆粒物，凈化水質，其影響往往隨植株高度的增加而增大[6-7]。江亭桂等研究沉水植物在靜止水體中對懸浮固體的作用得出：沉水植物由于整個植株都處于水中，其根、莖、葉等都可以吸附降解水中的懸浮顆粒[8]。在水體生態(tài)系統(tǒng)中， 沉水植物和藻類同屬初級生產者， 均以水體中營養(yǎng)鹽、光照和生長空間為生長資源， 兩者之間通過激烈的競爭而相互影響，高等水生植物可以抑制低等藻類的生長，例如馬來眼子菜對銅綠微囊藻、小球藻、衣藻和四尾柵藻的生長都具有明顯的抑制作用，苦草對小球藻、衣藻和纖細席藻的生長都具有明顯的抑制作用[9]。徐勤松等對沉水植物吸收重金屬離子凈化水質的研究發(fā)現(xiàn)，不同種類的沉水植物對某些重金屬元素有一定的吸收凈化能力[10]。如菹草主要吸收Cd 、Zn等重金屬離子，而金魚藻、苦草和黑藻則吸收 Cu、Cr、Fe、Mn、Pb等重金屬離子凈化水體污染。此外，大型沉水植物與甲烷氧化菌相結合的生物群落能降低沉淀物中甲烷氣體的濃度，并減少濕地環(huán)境中甲烷氣體的釋放量。在淺水湖中，沉水植物分布較密集的區(qū)域都具有特別清澈的水質，營養(yǎng)物濃度低，浮游植物少，就是因為大型水生植物的降解和吸收污染物質的效果。

上述大量研究表明，沉水植物在水體生態(tài)調節(jié)與治理方面的應用相對比較成熟。其治理主要表現(xiàn)在吸收水中多余營養(yǎng)元素或污染元素凈化水質、抑制藻類植物的生長，防止水體富營養(yǎng)化和為水生生物提供豐富的食物，提供棲息生境和繁殖場所，有利于保持生物多樣性和維持整個水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，對水生態(tài)平衡起著極其重要的作用，如馬來眼子菜生長地水體清澈透明(圖2)。

圖2　馬來眼子菜

2貴州省內沉水植物資源分布概況

貴州省內大小河流、湖泊、水庫、溝渠、農田、山塘、沼澤、草甸眾多，濕地資源與類型較為豐富。通過調查貴州一些有代表性的濕地、湖泊及河流(銅仁錦江河濕地、威寧草海濕地、荔波小七孔濕地、貴州花溪河濕地等濕地)，發(fā)現(xiàn)貴州省內沉水植物種類分布特點為東部少，中部較多，西部最多。依據(jù)相關文獻資料鑒定統(tǒng)計，貴州省內沉水植物有31種，隸屬于9科，12屬，其中屬數(shù)最多的是水鱉科有4個屬，7個種，而種類最多的是眼子菜科有8個種(表1)[11-12]。

表1　貴州省沉水植物資源科屬種組成

貴州省內常見沉水植物有水鱉科的黑藻屬(Hydrilla)、苦草屬(Vallisneria)、水車前屬(Ottelia)，小二仙草科的狐尾藻屬(Myriophyllum)，金魚藻科的金魚藻屬(Ceratophyllum)，眼子菜科的眼子菜屬(Potamogetoncrispus)等。有很多種類具有良好的景觀效果和生態(tài)效果，目前在園林水景中應用較廣的種類主要水鱉科(Hydrocharitaceae)和眼子菜科(Potamogetonaceae)(表2)，但因缺乏系統(tǒng)的研究及相關生產技術的不成熟，有很多優(yōu)秀種類尚未得到廣泛推廣應用。

3沉水植物在水體景觀中的應用探討

3.1沉水植物的園林造景

觀賞類沉水植物可與巖石、沉木、魚類搭配于一體可以構成自然生態(tài)景觀，增加園林水景藝術與自然的營造[13]。如水車前、海菜花、黃花貍藻、輪藻等觀花沉水植物，在開花季節(jié)部分伸出水面，花立于水面之上，繁星點點，極其美觀。不同種類的沉水植物也能在水中形成獨立的群落景觀，形成水下一道獨特的風景線(圖3、圖4)。在現(xiàn)代園林水景觀中，沉水植物還可以結合瀑布、疊水、噴泉及觀賞魚類等構建別具特色又豐富多彩的水體景觀。在不同類型的園林水景中，以各種水生植物的形態(tài)、色彩、質感、季相變化等觀賞性狀為基礎，結合沉水植物的生態(tài)凈化功能，遵循生態(tài)設計原則，依據(jù)一定的藝術構圖原理，合理配置沉水、挺水、浮葉和漂浮植物，可以加強水體的層次感和立體美感。自然環(huán)境下的沉水植物常伴生在挺水植物和浮葉植物群落中，層次豐富，景觀效果及生態(tài)效果俱佳，模擬這種類似于喬灌花草的立體結構進行沉水植物的配置，可以發(fā)揮更大的生態(tài)和景觀功能，這也是沉水植物在園林中應用的一大發(fā)展趨勢[14]。

表2　貴州可開發(fā)利用的優(yōu)秀沉水植物

3.2提出沉水植物景觀營建與養(yǎng)護策略

3.2.1建植——以群落為單位進行建植自然水體中，植物大多以群落結構組合生活在一起，且生長良好。所以可以依據(jù)自然生長的植物群落進行沉水植物的建植，以增強其生物間的互助作用，提高成活率。沉水植物可以通過斷枝、塊莖和種子等組織或器官進行建植。主要建植以扦插為主。如狐尾藻、黑藻、范草主要以莖插為主，苦草則以播種為主。在城市水體沉水植物建植過程中，不僅要保證水體清澈透明，有良好的生長環(huán)境，還應保持物種的多樣應，適當增加食物鏈，保持物種平衡。根據(jù)水體的生態(tài)環(huán)境狀態(tài)和植物繁殖特點進行不同方式的群落建植，使沉水植物群落能在良好的生態(tài)環(huán)境條件下快速成長。

3.2.2沉水植物配置——近自然植物群落模擬沉水植物是水景觀營建的生命基礎，常定植在比較深的水域中，其配置應根據(jù)水域的面積、駁岸的樣式、水體的深度和湖底狀況等來確定沉水植物的具體種植模式和范圍。根據(jù)植物造景與生態(tài)設計原則，以群落為單位，尤其是近自然植物群落模擬配置，不僅能挺高沉水植物生長效率，增加植物園林藝術效果，植物間還能互補互益，吸收凈化水質，挺高植物生態(tài)凈化功能。

圖3　黑藻、苦草群落

圖4　貴州水車前、苦草群落

沉水植物景觀設計必須要根據(jù)沉水植物的生活習性、分布特點、水流特點和生態(tài)效益等多方面綜合考慮進行群落的合理配置。根據(jù)景觀與生態(tài)應用的需要，把形態(tài)各異的沉水植物混合種植形成群落，可以很好地提高城市水體的可觀賞性，維持水體生態(tài)平衡，且能更好地發(fā)揮沉水植物對富營養(yǎng)化和重金屬污染水體的凈化作用，并為許多水生生物提供良好的棲息環(huán)境。

3.2.3養(yǎng)護沉水植物的生長和分布受多項環(huán)境因子的影響，其中，水中光強、水溫和礦質元素是最重要的因子。由于沉水植物生理上依賴水環(huán)境的特點，對水質的變化十分敏感，水體的透明度直接影響沉水植物的光合作用，所以，沉水植物需要合理配置，定期養(yǎng)護。園林設計師在合理配置設計的基礎上，要結合貴州省喀斯特山區(qū)河流、湖泊等水景景觀建設，通過機械、物理、化學和生物等方式加強對沉水植物的養(yǎng)護管理，適時打撈和補植，避免競爭造成物種多樣性的減少。合理控制植物的生長，增加其景觀效果和生態(tài)效益。

4結語

貴州是典型的喀斯特地形環(huán)境，濕地類型豐富多樣，加上其冬無嚴寒、夏無酷暑、四季分明的亞熱帶濕潤季風氣候，為沉水植物提供了優(yōu)良的生長環(huán)境，所以，其沉水植物種類豐富多樣。但是，目前貴州省內沉水植物資源在園林中開發(fā)利用有限，尤其是很多優(yōu)良野生沉水植物資源尚未得到開發(fā)利用，存在資源開發(fā)多樣性、生態(tài)適應研究及應用方式不足等問題，需要各行業(yè)加大力度探索和研究。在園林中沉水植物的應用能發(fā)揮很大的生態(tài)功能和景觀功能，所以，研究貴州省內沉水植物資源種類及其分布特性，探索沉水植物水生態(tài)景觀營造的發(fā)展策略，因地制宜，利用合理的植物造景理論創(chuàng)造出美好的園林水體景觀，對園林水景景觀恢復和建設提供指導性作用。

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關鍵詞：沉水植物；園林造景；生態(tài)應用；水體景觀

A preliminary research of Guizhou submerged plants and their landscaping application

XIEWei，BAIXin-xiang*，ZHOUHong-hong，LICan，F(xiàn)ENGLi，ZHANGRan(CollegeofForestry，GuizhouUniversity，GuizhouGuiyang550025)

Abstract：The submerged plants were investigated in Guizhou Province， China. Thirty-one species in 12 genera of nine families are recorded from a variety of water habitats， including rivers， wetlands， lakes， creeks in the province. Some species of the family Hydrocharitaceaeand and the family Potamogetonaceae have been widely used in the landscaping gardens， and there are many more excellent species to be discovered. The paper also deals with the research on the submerged plant species， their distributional characteristics， and the current status of their landscaping utilization and ecological application in Guizhou Province. Garden landscaping and construction strategy using submerged plants are discussed. These are of great significance in water ecological landscaping design and constructive proposal.

Key words：submerged plants; Garden landscape; Ecological application; Water landscape

文章編號：1008-0457(2015)05-0056-04國際

DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2015.05.011

中圖分類號：S688

文獻標識碼：A

通訊作者：*E-mail：254715174@qq.com。

基金項目：貴州省科技廳自然科學 [黔科合J字(2008)2047號]；貴州省科技廳社會發(fā)展科技攻關項目[黔科合SY字(2008)3020號]；貴州大學人才引進基金項目[貴大人基合字(2007) 41號]。

收稿日期：2015-08-29；修回日期：2015-10-07