人工濕地中潔水植物的景觀生態(tài)設計研究

關鍵詞：人工濕地;潔水植物;景觀設計

中圖分類號：P901 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）21-0-03

1 人工濕地

濕地是地球上最重要的生態(tài)系統之一，介于水生態(tài)系統（深水湖和海洋）與陸地生態(tài)系統（森林和草地）之間。濕地面積大小從幾平方千米到幾萬平方千米，從農村到城市，從內陸到沿海都有分布[1]。

人工濕地[2]指因人為活動而產生的濕地，主要有水塘水庫、輸水河、運河、水田等。其中我國的稻田濕地主要分布在熱帶與亞熱帶地區(qū)。人工濕地具有一系列與人類生產、生活息息相關的功能和作用，如農業(yè)灌溉、蓄水、發(fā)電和城市景觀等，不僅能夠滿足城市居民的物質生產需求，還有助于更高效地建設生態(tài)文明型城市。

人工濕地能處理并利用城市污水，使城市中的資源運用更為有效且極具潛力，再通過這一綜合性生態(tài)系統中所運用的物種的共生以及循環(huán)功能，達到城市與自然的協調發(fā)展，對廢水中的污染物質進行生物降解并進行再次利用。人工濕地中的植物還能夠增強水體的活性并將氧氣輸送進水體。此外，其在降解有害物質、控制水質污染等方面也發(fā)揮著重要作用[1，3-4]。人工濕地在形態(tài)以及處理方式上主要有三種分類：一是自由表面流人工濕地系統，二是水平潛流人工濕地處理系統，三是垂直潛流人工濕地處理系統。

2 潔水植物

潔水植物指生長于水中或生長于飽和含水量的土壤并將水作為生長媒介的植物，其對凈化水質具有重要作用。潔水植物在污水處理的過程中可以將污水中的營養(yǎng)物質直接攝取并利用。潔水植物不僅可以對受污染水體進行凈化降解，吸收并富集其中的重金屬以及有毒害成分，還可以起到為根部附近微生物的生長生活提供氧氣的作用[5]。合理利用適宜的潔水植物，營造濕地景觀并完善景觀功能，有利于提升城市的品位。此外，潔水植物還具有調節(jié)氣候的功能，能改善微氣候。

一般依生活方式將潔水植物分為以下五種：浮葉植物、挺水植物、沉水植物、漂浮植物和濕生植物。

2.1 浮葉植物

浮葉型潔水植物具有葉片浮于水面、根狀莖發(fā)達、無明顯的地上莖或莖不能直立等特點。常見的浮葉植物有芡實、荇菜、王蓮、萍蓬草、睡蓮等。

萍蓬草屬和睡蓮屬植物扎根在池塘底部，花葉飄浮于水面上，為池塘生物提供庇蔭，并能有效抑制水藻生長。

2.2 挺水植物

挺水植物具有植株體型高大、莖葉分明并且花朵鮮艷等特點，極具觀賞價值。此種植物根部深扎于水中，花葉上部伸出水面，姿態(tài)挺拔美觀。挺水型植物種類較多，如千屈菜、荷花、菖蒲、黃菖蒲、水蔥、香蒲、澤瀉、茭白、蘆葦等。

2.3 沉水植物

沉水型潔水植物整個植株沉入水中，具有利于進行氣體交換的組織。葉型多為絲狀或細長狀，以便在水體光線較差的情況下進行光合作用，在水中進行養(yǎng)分的汲取。但水體的透光性對植物的生長影響較大，沉水植物對于水質有一定要求。除部分植物外，沉水植物大多花型較小并且花期短，以觀葉為主。

沉水植物在控制水體的狀態(tài)方面具有明顯的效果，其不僅可以供養(yǎng)，還能吸收富營養(yǎng)水體中多余的養(yǎng)分。如輪葉黑藻、苦草、金魚藻、菹草、海菜花、水菜花、海菖蒲等。

2.4 漂浮植物

漂浮型潔水植物具有根不生于水體底部泥土、植株漂浮于水面、隨風和水流移動等特點，以通過莖葉為水面遮陰并起到景觀效果的賞葉植物為主。漂浮植物具有遮陰效果，能吸收水體中多余的養(yǎng)分，能對水體中的藻類起到抑制作用。但有些漂浮植物生長、繁衍非常迅速，具有危害水體的風險，需要定期清理和控制。

2.5 濕生植物

濕生植物生長在水體周圍含水量較高的土壤中，根部完全浸泡在水中，如石菖蒲、圓葉貍藻、金錢蒲等。

3 人工濕地中潔水植物的景觀生態(tài)研究

潔水植物不僅是濕地生態(tài)系統的基本組成部分，還起著重要的視覺美化作用。潔水植物可以利用其植物特性富集并分解和轉化水中的重金屬以及含有毒害物質的成分，同時潔水植物能通過光合作用增加水中的溶解氧的含量，可以達到減輕或消除水污染、改善水質的效果。

在各類景觀營造中，水景一直是景觀要素的重點，而水景中意境的營造則需要植物的配合。對水體中的植物群落進行改造使其造型種類更加豐富，在很大程度上可提升水體景觀的美學效果。以西安為例，當前水體景觀污染主要來自植物季相落葉和風雨沖淋等自然因素以及城市中污水排放等人為因素。因此，在水體景觀營造過程中要注意水體的凈化。在水體景觀的生態(tài)設計中，潔水植物既要滿足觀賞要求，又要具有抗污染 、保持水土等作用以滿足生態(tài)平衡的需要。

在西安的城市綠地系統中合理運用潔水植物的景觀特性和生態(tài)作用，對于促進城市與自然和諧共生、促進經濟與自然資源長久良性發(fā)展、恢復景觀結構的物種多樣性并體現獨特的濕地自然景觀、為市民帶來便利具有十分關鍵的意義[5]。

3.1 潔水植物的凈化功能與配置

3.1.1 潔水植物的凈化功能

潔水植物可以作為衡量水生態(tài)環(huán)境的一個重要指標，在天然和人工濕地中都具有十分重要的生態(tài)意義，大多數潔水植物都可以集中吸收并處理水體中的富余營養(yǎng)物質，供養(yǎng)水體中的各類生物，并對快速繁殖生長的不受控藻類進行抑制，以達到水體的生物平衡，對水質進行生態(tài)方式的凈化。在水體景觀營造過程中科學配置植物，可以改善富營養(yǎng)化水體，使水體清澈。水體周圍的濕生植物可為多種生物提供棲息地，體現了生態(tài)學中的廊道作用，是人工濕地系統發(fā)揮凈化功能不可或缺的因素。因此，作為構建水體生態(tài)性重要基礎的潔水植物成了研究焦點。

3.1.2 潔水植物的凈化配置原則

在潔水植物的配置方面，不僅要考慮景觀的美學效果，還要考慮如何最大限度地發(fā)揮其凈化作用，在進行植物配置時需要依據植物的生長特性考慮其對水深的要求[6]。除部分浮水植物外，水的深度作為對潔水植物影響最大的因素，直接關系到潔水植物的生存。

植物的生長特性。在配置時，應優(yōu)先選擇環(huán)境適應能力較強、年生育周期長、根系發(fā)達且吸收能力強的本土植物，并注意謹慎使用生長能力超強的容易出現泛濫的品種，如水芹菜、水葫蘆等。

在季相變化上要根據不同植物的習性進行合理搭配，盡量避免因植物種類單一而出現季節(jié)功能失調現象。

3.2 潔水植物的景觀功能與配置

3.2.1 潔水植物的景觀功能

潔水植物在發(fā)揮重大生態(tài)效應之余，在景觀營造方面也發(fā)揮了很大的作用。

潔水植物不僅可以觀花、賞葉及聞香，還能夠與水體中的倒影共同形成獨特的意境。例如，荷花清秀雅潔并有宜人清香，寬厚的荷葉碧色連天，與水體共同組成令人陶醉的景色。菖蒲作為常綠潔水觀葉植物，與水體旁的碎石十分相配。蘆葦叢植于水邊，在風的作用下會形成動靜結合的豐富景觀。總之，潔水植物的獨特景觀效果能使游人感到清新舒暢。不同類型的潔水植物有其各自的景觀特點和生態(tài)功能，能產生不同的姿態(tài)及韻味。

3.2.2 潔水植物的造景配置原則

在潔水植物的配置過程中，不僅要考慮其豐富獨特的觀賞價值，還要考慮景觀自身的穩(wěn)定性。在使用潔水植物進行景觀配置時應遵循如下四大原則。

第一，協調性原則。在進行水生植物的造景配置時，應注重潔水植物與周圍環(huán)境以及其他植物的聯系和協調性，只有這樣景觀才能帶給游人自然的美感。

第二，一致性原則。在同一水域內，水生植物的配置需要體現一定的一致性，在形態(tài)、色彩、形式等方面需要具有一定的和諧視覺效果，并在此基礎上表現出一定的變化和差異，體現出景觀的多樣性。

第三，景觀多樣性原則。該原則是指在進行水中植物配置時應考慮到植物群落的穩(wěn)定性，使用不同種類的潔水植物，采用富有變化的搭配使群落具有不同種類植物的生物學特性，使景觀在垂直空間環(huán)境差異下形成不同的空間，使其具有更強的穩(wěn)定性。

第四，景觀生態(tài)性原則。水生植物造景不僅要具有供人觀賞的美學功能，同時還應考慮具有一定的生態(tài)功能。在配置時要考慮到植物凈化水質的能力，從而營造出同時具備景觀價值和生態(tài)意義的水體景觀。

3.3 潔水植物在人工濕地中的空間布局

近年來，潔水植物被廣泛應用于人工濕地，借助潔水植物凈化水質進而營造和諧的生態(tài)濕地環(huán)境。人工濕地選擇的凈水植物應具有抗污能力強、去污效果好的特點。合理配置潔水植物可提高污水演化能力，有效維護生態(tài)環(huán)境，既可以分擔和緩解城市污水處理壓力，又可以體現自然之美，為人們提供舒適自然的休憩場所。以下是兩種人工濕地潔水植物的空間布局。

3.3.1 寬水域的水生植物配置

在水域的寬度超過10米時，應主要考慮遠觀效果。例如，對于植株單體的觀賞效果，可應用細膩的手法進行設計。注重單株的姿態(tài)、色彩及高度，在配置時不宜過于擁擠，從而讓其與水體中的倒影共同形成獨特的景觀效果。在植物配置時主要營造群落景觀，以體現具有規(guī)模且連續(xù)的視覺效果，以量取勝，給游人帶來開闊、舒暢的觀賞感受。例如，睡蓮、荷花、蘆葦、千屈菜或多種水生植物的群落組合等。

3.3.2 小面積水域的水生植物配置

在水域面積較小時，配置主要考慮近觀效果，如植株單體的觀賞效果應用細膩的手法設計。注重單株或少量植物的姿態(tài)、色彩以及高度，在配置時不宜過于擁擠，從而讓其與水體中的倒影共同形成獨特的景觀效果。

4 人工濕地潔水植物的景觀設計

4.1 潔水植物的景觀設計原則

4.1.1 堅持景觀生態(tài)學原則

生態(tài)是人工濕地規(guī)劃設計的重中之重，生態(tài)設計的理念應始終貫徹其中。

第一，環(huán)保優(yōu)先原則。將生態(tài)保護作為設計前提，在保護生態(tài)的基礎上結合利用，保護生物的多樣性，維護自然生態(tài)穩(wěn)定性，并為動植物群落提供適宜的環(huán)境。

第二，可持續(xù)發(fā)展原則。設計將可持續(xù)發(fā)展作為前提，尊重濕地自然生態(tài)演替過程，遵守自然規(guī)律，珍惜和保護人類賴以生存的自然資源，在不損害后世利益的同時發(fā)揮濕地公園的觀賞經濟價值。

第三，人、物和諧共生原則。在功能布局中遵循自然規(guī)律，綜合考慮濕地資源分布以及濕地中動植物群落保護情況以及周邊現狀，展開合理規(guī)劃。

4.1.2 堅持功能綜合性原則

在人工濕地景觀中，潔水植物不僅具有供游人觀賞和優(yōu)化環(huán)境的功能，還具有生態(tài)、人文與科普教育的功能。在設計中應創(chuàng)造具有當地特色的本土景觀，需要綜合考慮本土的風土人情、地形地貌、氣候水文等，以便挑選最適宜的植物種類。

4.1.3 遵循整體優(yōu)化原則

在提升人工濕地的景觀效果時，應考慮到整個生態(tài)系統，進行綜合考量。不僅要單獨配置水體中的植物，在種植的過程中還應結合周邊的濕生植物以及岸邊的喬木灌木，達到整體優(yōu)化。

4.2 潔水植物與其他景觀設計要素的配合

潔水植物在遵循美學原則配置時，除了要考慮植物之間的配合之外，還要考慮與其他景觀設計要素之間的關系。

4.2.1 水體要素

水體是植物最根本的要素，能保障植物的生長以及發(fā)育，濕地潔水植物與水體息息相關。不同種類的水體會呈現出不同的特征，在設計時應考慮與不同的植物群落搭配，體現出不同的美感。例如，在池塘湖泊中種植睡蓮或荷花可展現水體的高潔純凈之美。

4.2.2 道路系統要素

人工濕地景觀要滿足人們的生產、管理、游覽、休閑等需要，要建設完善的道路系統。在不同類型的道路兩側配置不同種類及形態(tài)的植被，既可以減少對自然生態(tài)環(huán)境的干擾，又可以滿足游人的需要并營造和諧的環(huán)境氛圍。

5 結語

為了豐富人工濕地水體景觀，在進行濕地設計時要因地制宜，結合濕地景觀的本土特色和潔水植物的生態(tài)特性，在形態(tài)多變的濕地水體營造中配置多種潔水觀賞植物，這樣既可以增添濕地景觀的觀賞景觀價值，又可以潔凈水源，減輕污水處理壓力，發(fā)揮自然的自潔作用，從而使?jié)嵥^賞植物得到有效利用，最終實現人與自然和諧共生。

參考文獻：

[1] 邵輔唐，孫珊訂，李強，等.濕地水生植物的利用途徑與凈化污水作用研究[J].生態(tài)經濟，2005（4）：66-69.

[2] 張玲，李廣賀，張旭，等.滇池人工濕地的植物群落學特征研究[J].長江流域資源與環(huán)境，2005，14（5）：570-573.

[3] 何雨薇，邢會歌.我國城市水污染現狀及其對策[J].水利科技與經濟， 2006（1）：49-50.

[4] 張輝軍.關于城市水資源高效利用問題的探討[J].建筑工程技術與設計，2015（18）：1245.

[5] 陳紹玲，林延生，張貴珍，等.水生植物的景觀價值及凈化作用的研究[J].武夷科學，2007，23（1）：4.

[6] 陳永華，吳曉芙，蔣麗鵑，等.處理生活污水濕地植物的篩選與凈化潛力評價[J].環(huán)境科學學報，2008，28（8）：6.

作者簡介：杜雨佳（1996—），女，陜西西安人，碩士在讀，研究方向：風景園林。