第21卷第1期2005年1月水资源保护
W ATER RES OURCES PROTECTI ON V ol.21N o.1Jan.2005
基金项目:国家“十五”重大科技专项(2003AA601070);水利部科技创新重点项目“生物生态技术处理新沂河污水示范工程研究”.
作者简介:吴建强(1977—
),男,江苏宜兴人,硕士研究生,研究方向为环境规划管理与评价.E 2mail :wutong7779@https://www.doczj.com/doc/2715126864.html, 人工湿地中水生植物的作用和选择
吴建强,阮晓红,王 雪
(河海大学环境科学与工程学院,江苏南京 210098)
摘要:综述国内外有关人工湿地水生植物在污水净化过程中的作用及其选择的研究成果,提出了人工湿地系统水生植物有待进一步研究的问题。人工湿地水生植物的主要作用为:吸收利用和吸附富集污染物质、传输氧到湿地系统、为微生物提供栖息地、维持系统的稳定、积累有机物质。人工湿地系统要选择栽种耐污能力强、去污效果好、适合当地环境、根系发达、有一定经济价值的水生植物。关键词:人工湿地;污水处理;水生植物中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号:1004Ο6933(2005)01Ο0001Ο06
Selection and function of aquatic plants in constructed w etlands
WU Jian 2qiang ,RUAN Xiao 2hong ,WANG Xue
(College o f Environmental Science and Engineering ,Hohai Univer sity ,Nanjing 210098,China )
Abstract :The effects and selection of aquatic plants in constructed wetlands during the process of wastewater purifying is expounded in detail.And the issues to be further studied on aquatic plants in the constructed wetland system are presented.The main functions of aquatic plants in constructed wetlands include assimilating ,utilizing ,ads orbing and enriching pollutants ,transmitting oxygen to the constructed wetland system ,providing habitat for microorganisms ,maintaining the stability of system ,and accumulating organic substances.Aquatic plants planted in the constructed wetlands should be those with high tolerance against pollution ,g ood decontamination efficiency ,developed root system ,and those has economic value and fit for local area.
K ey w ords :constructed wetland ;wastewater treatment ;aquatic plants
人工湿地是依据土地处理系统及水生植物处理污水的原理,由人工建立的具有湿地性质的污水处理生态系统。采用人工湿地(constructed wetlands )净化污水始于1953年德国的Max Planck ,该研究所的Seidel 博士在研究中发现芦苇能去除大量有机和无
机物[1]。20世纪60年代末,Seidel 与K ickuth 合作并由K ickuth 于1972年提出了根区理论[2],该理论的提出掀起了人工湿地研究与应用的热潮,标志着人工湿地作为一种独具特色的新型污水处理技术正式进入水污染控制领域。现在国外已广泛运用人工湿地处理市政、工业、农业和城市暴雨径流废水技术[3],而在我国这些都处于起步阶段。人工湿地具有以下特点[4～6]:投资省,运行费用低,出水水质好,
具有较强的氮、磷处理能力,运行维护管理方便,管理水平不高,并能和稳定塘联合用于高纯度废水处理或者废水三级处理。
前人对人工湿地中水生植物的研究报道大多着眼于某一种或某几种植物的某一或某几个方面。本文在前人所做工作的基础上,对人工湿地中水生植物的作用及其选择作一个较为系统和全面的阐述。
1 水生植物的作用
介质、水生植物和微生物是人工湿地的基本构成[7]。其中,水生植物是其特点所在,也是湿地处理系统最明显的生物特征,它是人工湿地的主要组成部分,并在其中起着重要作用。其作用主要体现在:
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1?
①吸收利用、吸附和富集作用;②氧的传输作用;
③为微生物提供栖息地;④维持系统的稳定;⑤有机物的积累作用。另外,水生植物还具有美观可欣赏性、可以通过收割回收以达到一定经济效益、可作为介质所受污染程度的指示物、有助于酶在湿地系统的扩展等作用。
1.1 吸收利用、吸附和富集作用
水生植物能直接吸收利用污水中的营养物质,供其生长发育。废水中的有机氮被微生物分解与转化,而无机氮(氨氮)作为植物生长过程中不可缺少的物质被植物直接摄取,合成蛋白质与有机氮,再通过植物的收割而从废水和湿地系统中除去。无机磷也是植物必需的营养元素,废水中的无机磷在植物吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA 等有机成分,然后通过植物的收割而移去[8]。生根植物直接从砂土中去除氮磷等营养物质,而浮水植物则在水中去除营养物质[4]。许多根系不发达的沉水植物,例如金鱼藻属(Ceratophyllum)也能直接从水中吸收营养物质[4]。大型挺水植物的茎和叶以及浮水植物的根还可以用来减缓水流速度和消除湍流,以达到过滤和沉淀砂粒、有机微粒的作用[4]。有人在城镇污水处理试验中发现[9],种植水烛(Typha angustifolia)和灯芯草(Juncus eff uses)的人工湿地基质中氮、磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%～28%和20%～31%,可见水烛和灯芯草吸收利用了污水中部分的氮和磷物质。在海涂,芦苇(Phragmites australis)床湿地系统是削减进入海洋过量营养物质的强有力手段之一[10]。池杉(Taxodium ascendens)人工湿地对污水中总氮和氨氮的净化效果明显地好于对照,对重金属亦具有良好的去除作用[11]。
水生植物还能吸附、富集一些有毒有害物质,如重金属铅、镉、汞、砷、钙、铬、镍、铜、铁、锰、锌等,其吸收积累能力为:沉水植物>飘浮植物>挺水植物,不同部位浓缩作用也不同,一般为:根>茎>叶,各器官的累积系数随污水浓度的上升而下降[12～15]。研究认为,植物对有毒有害物质的吸收以被动吸收为主,增加植物和废水的接触时间,可增强植物对其的去除率[16～19]。垂直流人工湿地处理低浓度重金属污水的试验表明,风车草(Cyperus alternifolius)能吸收富集水体中30%的铜和锰,对锌、镉、铅的富集也在5%～15%[20]。E llis等[21]的研究结果表明,湿地中宽叶香蒲(Typha latifolia)和黑三棱(Spargnium sp.)是摄取同化、吸附富集高速公路径流油类、有机物、铅和锌的较适宜植物种类。芥菜(Brassis juncea)根际附着大量的细菌后,能加速硒的富集和挥发[22]。高粱(Azospirillum brasilense)也能利用根际细菌加速硝酸盐、钾和磷酸盐的富集[23]。另外一些研究也显示了植物的吸收和吸附作用,栽种植物的湿地对污水中的营养物质及重金属的去除能力高于无植物系统的[24,25]。
1.2 氧的传输作用
湿地环境对很多微生物来说是一种严酷的逆境,最严酷的条件是湿地土壤缺氧。缺氧条件下,生物不能进行正常有氧呼吸,还原态的某些元素和有机物的浓度可达到有毒的水平[26]。人工湿地中污染物所需要的氧主要来自大气自然复氧和植物输氧。有研究表明,水生植物的输氧速率远比依靠空气向液面扩散速率大,植物的输氧功能对人工湿地降解污染物好氧的补充量远大于由空气扩散所得氧量。植物输氧是植物将光合作用产生的氧气通过气道输送至根区,在植物根区的还原态介质中形成氧化态的微环境[27]。输送过程以及氧在湿地中的分布状态如图1所示(以芦苇床为例)[28,29]。这种输氧作用使根毛周围形成一个好氧区域,其中好氧生物膜对氧的利用使离根毛较远的区域呈现缺氧状态,更远的区域则完全厌氧。这种连续呈现好氧、缺氧、厌氧的状态,相当于许多串联或并联的A/A/O 处理单元,这样植物在为湿地系统输氧的同时,还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用使氮、磷从废水中去除。因此,水生植物在人工湿地去除铵、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、SS和BOD 等方面间接或直接地起着重要作用[4]
。
图1 湿地中氧的分布及植物输氧过程
通常人工湿地的输氧能力T0在5～45gO2/(m2?d)
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2
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之间,一般为20gO 2/(m 2?d )。处理过程的需氧量R 0可以用式(1)进行估算。植物的供氧能力P 0可以用式(2)来估算[30]。
R 0=115Q (S 0-S a )
(1)P 0=A s T 0
(2)
式中:R 0为处理过程的需氧量,gO 2/d ;Q 为流量,m 3/d ;S 0为进水BOD 5质量浓度,mg/L ;S a 为出水BOD 5质量浓度,mg/L ;P 0为处理过程的需氧量,gO 2/d ;A s 为湿地床面积,m 2;T 0为植物的输氧能力,gO 2/(m 2?d )。
人工湿地中植物根毛的释放氧气也有助于在好氧情况下湿地中物质的传递和变化,如图2所示[28,29]
。
图2 植物根毛释放氧气作用下湿地
中的物质传递及变化过程
1.3 为微生物提供栖息地
微生物是人工湿地净化污水的主要“执行者”,它们把有机质作为丰富的能源,将其转化为营养物质和能量。人工湿地中微生物的种类和数量是极其丰富的,因为人工湿地水生植物的根系常形成一个网络状的结构,并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境,为各种不同微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境,也为人工湿地污水处理系统提供了足够的分解者。很多湿地的大型挺水植物在水中部分能附生大量的藻类,这也为微生物提供了更大的接触表面积[4]。研究表明,有植物的湿地系统,细菌数量显著高于无植物系统,且植物根部的细菌比介质处高1～2个数量级,植物的根系分泌物还可以促进某些嗜磷、氮细菌的生长,促进氮、磷释放、转化,从而间接提高净化率[8]。1.4 维持系统的稳定
维持人工湿地系统稳定运行的首要条件就是保证湿地系统水力传输,水生植物在这方面起了重要作用。植物根和根系对介质具有穿透作用,从而在介质中形成了许多微小的气室或间隙,减小了介质的封闭性,增强了介质的疏松度,使得介质的水力传输得到加强和维持[31,32]。成水平进行的人工湿地处理污水的试验中发现[33],经过3～5个月的污水处理后,不种植物的对照土壤介质板结,发生淤积,
而种有水烛和灯芯草的人工湿地渗滤性能好,污水能很快地渗入介质。据报道[32],即使较板结的土壤,在2～5年之内,经过植物根系的穿透作用,其水力传输能力仍可与砂砾、碎石相当。植物的生长能加快天然土壤的水力传输程度,且当植物成熟时,根区系统的水容量增大[31,34]。当植物的根和根系腐烂时,剩下许多的空隙和通道,也有利于土壤的水力传输[31]。有人认为植物根系可维持湿地沙的疏松状态,也有研究表明,植物根的生长和扩展,会在基质上层建立一个较密集的根区,从而使孔隙度下降[35]。牛晓音等[36]的试验研究发现,少量根系的存在对基质的孔隙度的影响不大。1.5 有机物的积累作用
人工湿地中有机物的来源主要是污水和植物,湿地系统中植物的年生长量是相当高的,植物地上部分衰落时的残留物、根系及根系分泌物都有助于系统中有机物积累量的增加,因而植物是系统中最大的额外有机物来源。研究实验表明[37],种植植物的系统中积累的有机物量比在相同条件下没种植植
物的高112～2kg/m 2,高出部分的有机物可能是由植物所贡献的。
有机物的积累容易造成湿地系统的堵塞。Laak [38]指出,湿地系统在未达到平衡状态之前,堵
塞仅仅依靠有机负荷,而当湿地系统达到平衡、有机物积累达到一定程度之后,沉积在湿地表面的有机物形成了一层黑色粘膜,包括厌氧分解产物(如多糖类物质和聚尿类物质[39])以及由于受低温限制而没有发生化学变化的有机化合物[40],导致了系统孔隙的外部堵塞。这种堵塞有很大部分原因是由于植物向系统贡献了较多的有机物,因此选择合适的植物和对植物进行定期收割以尽可能减少植物有机质在基质中的积累是解决湿地系统堵塞问题的关键。定期收割植物还在一定程度上促进了氮、磷等营养元素的去除,使其在湿地去除富营养化成分时起很大的作用[35,41,42]。
2 水生植物的选择
目前,全球发现的湿地高等植物多达6700余种,而已被用于处理湿地且产生效果的不过几十种,很多植物还从未试用过[43]。现在国际上公认的湿地淡水水生植物优势品种有宽叶香蒲(Typha
latifolia )、芦苇(Phragmites )、苦草(Vallisneria americana )、软水草(Hydrilla verticillata )和狐尾藻(Myriophyllum spicatum )[44～46]。一些地处热带和亚
热带的发展中国家,有丰富的湿地物种,但由于受经
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费限制,在开展湿地技术时无力开展观测研究,通常照搬发达国家的成果,包括在物种的利用上,而对本国本地区很有净化潜力的植物视而不见,再加上使用和管理水平有限,其处理效果不是很理想[47,48]。欧美许多国家建立了大量的湿地处理系统,应用于小城镇的污水处理[49];我国深圳白泥坑也建立起保护水源的人工湿地[9]。但湿地中有些水生植物生长不良,影响净化污水的效果,水生植物的越冬也是个问题。因此,对于人工湿地处理系统而言,选择合适的水生植物显得尤为重要。选择植物时考虑的因素很多,但主要考虑以下几个方面:①耐污能力强、去污效果好;②适合当地环境;③根系的发达程度;
④有一定的经济价值。
2.1 耐污能力强,去污效果好
耐污能力强和去污效果好是选择湿地植物的首要原则。湿地系统应根据不同的污水性质选择不同的湿地植物,如选择不当,可能导致植物死亡或者去污效果不好。例如,当污水中凯氏氮的浓度达到5415mg/L(或氨氮2417mg/L)时人工湿地中的香蒲叶将枯黄或致死,且短期内难以恢复[33,41]。又如,用宽叶香蒲(Typha latifolia)和Ipones spp.建植的湿地系统处理含铜的工业废水,结果BOD的去除率很差,有时甚至还升高10%[50];同样,用芦苇和宽叶香蒲形成的人工湿地结合一个厌氧的消化系统来处理屠宰场污水,结果磷在污水中也出现积累的趋势[51]。
2.2 适应当地环境
人工湿地选择的植物还必须适应当地的土壤和气候条件,否则,难以达到理想的处理效果。例如在向陆的浅滩地区通常分布有季节性、突发性的植物品种,而在常年淹水的地区则通常分布有大量沉水植物或者是水百合(water lilies)。在热带地区浮萍属(Lemna)中的水萍(duckeed)、凤眼兰属(Eichhorhia)中的风眼蓝(water hyacinth)、大浮属(Pistia)中的水浮莲(water lettuce)等都被当地用来和稳定塘一起处理污水[52～54]。在美国北卡罗来纳州地区,通过实验证明挺水植物类中的灯芯草(Juncus eff uses)和庶草(Scirpus validus)适合当地环境条件,并被成功地运用于小型污水处理设施[55]。灯芯草作为湿地中一种普通的淡水挺水植物,在英国的牧场、沼泽地和其他潮湿地区作为一种优势物种随处可见。Thom ps on和G rime(1979)在对2块具有代表性湿地的调查研究中,明确把灯芯草列为该地区的优势物种,并广泛推广运用[56]。据文献报道[57～61],小叶浮萍在滇池地区具有较强的生长适宜性,在许多池塘均能发现。成水平等[33]发现香蒲、灯芯草是武汉及北纬30°附近地区人工湿地较为适宜的水生植物,特别是灯芯草冬季生长良好,是该地区更为理想的净水植物。李亚治[62]进行的水葫芦—水草人工湿地研究发现,在气温变化不大的南方地区,水葫芦—水草人工湿地废水处理系统运行稳定且受季节变化的影响较小。除此之外,每个地区不同季节水生植物的处理效果也不一样。K.R. Reddy等研究了凤眼莲等几种水生植物净化污水的能力,结果发现,夏季水生植物除氮效果的顺序为:凤眼莲>浮莲>水鳖>浮萍>槐叶萍>紫萍> egeria,而冬季的顺序为:水鳖>凤眼莲>浮萍>浮莲>紫萍>槐叶萍>egeria,夏季除磷效果最好的是凤眼莲和egeria,冬季除磷效果最好的是水鳖和浮萍[12]。
2.3 根系的发达程度
水生植物的净化功能与其根系的发达程度和茎叶生长状况(密度和速度)密切相关,因此选择人工湿地的水生植物时,必须全面考虑它的根系状况。在正常运行的人工湿地中,污染物主要是靠附着生长在水生植物根区表面及附近的微生物去除的。一般而言,根系越发达,湿地系统的去污效果越好。选择根系比较发达、根系较长的水生植物,能够大大扩展人工湿地净化污水的空间,提高其净化污水的能力。据报道, 草根系深度可以达到0176m[41],芦苇根系深度为016～017m,茳芏、席草和灯芯草的根系深度为0145～016m[63]。人工湿地的设计深度一般是按水生植物的根系自然扩展深度来确定的,所以,在设计人工湿地时要充分考虑所选水生植物根系的因素。在考虑根系密度的同时,还必须充分考虑根系表面积和地下茎(引起氧扩散进入根系的结构),它们也是选择植物的主要指标。根系密度、根系表面积、地下茎密度三者具有明显的相关性,但针对不同植物,这种相关性需要进一步研究[64]。
2.4 有一定的经济价值
建造人工湿地时考虑一定的经济价值可以实现多种经营、经济上可持续发展的生态工程管理模式,这在欧美等发达国家早就被高度重视,且被广泛采用,而对于亚非拉等发展中国家来说,虽然这一点有其特殊意义,但目前研究、运用较少。在气候温和(纬度在32°N左右)的淡水湿地中,灯芯草作为经济植物被广泛运用于各种湿地,其产量用AFDM表示,可达10kg/(m2?a)[65]。在我国四川地区,灯芯草也是农民常栽种的经济作物,每年收割1～2次,用于编织草席外售,有一定的经济价值。试验表明,在四
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4
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川地区选择灯芯草作为湿地植物是适宜的[66]。
3 展 望
迄今为止,绝大多数有关人工湿地处理污水的观测都表明,它是高效的或是有效的。在我国,人工湿地的研究起步较晚,因此有关湿地植物的研究还需不断深入、探索。今后我国人工湿地水生植物的研究可以着重关注以下几方面:①人工湿地生境条件下水生植物的生理生态研究;②人工湿地水生植物对有毒有害污染废水净化方面的研究;③人工湿地水生植物种类的筛选及其适宜人工生境的研究与创建;④通过人工湿地水生植物种类的选择或对水生植物的管理来激发新根生长以提高氧的传递;
⑤关于收割植物对人工湿地有机质影响的研究。参考文献:
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(收稿日期:2003Ο09Ο04 编辑:傅伟群)
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湿地公园的植物配置特色 摘要（summary）：湿地是重要的生态系统，其中对于湿地公园的研究具有重要的意义。湿地公园作为一种特殊的公园形式，我们可以通过对其中的植物进行研究，从而更好 的进行植物的配置，在景观上达到比较好的景观效果，创造更大的景观效益。这次 我们通过对七桥翁湿地公园进行了解、分析、研究，发现湿地公园的植物在配置方 面有它自己独特的特征，与在其他设计方面有很大的区别，下面我从湿地植物的配 置特色、配置方式、造景效果方面对起进行分析。 关键词（key words）：湿地公园植物规划配置特色配置方式造景效果湿地是水陆相互作用形成的特殊自然综合体，是地球上非常有特色的一部分区域，是一种独特的生态构成形式，也是最重要的环境资源之一；有丰富的生物资源和巨大的环境调节功能与生态效益。湿地与森林、海洋被并称为全球三大生态系统，从景观角度来看，也是非常独特与富有观赏性的。无论是天然湿地还是人工湿地，都是自然界最具生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，都具有组成生态系统不可缺少的成分——植物。显然湿地植被是动物，特别是水禽的栖息地，是湿地生态系统的核心元素、生态学金字塔的基础、生物网和食物链中关键性的链环和物、能流入口，是生态系统形态结构的骨架，而湿地植物的季象、外貌、结构、生态、动态、类型，则以植物种类成分，及湿地植物为基础。因此，如何利用湿地植物的潜能，使其景观、生态及社会效益有机结合是植物景观配置中的需要解决的重要课题之一。 湿地公园（wetland park）：是保持该湿地区域独特的近自然景观特征，维持系统内部不同动植物物种的生态平衡和种群协调发展，并在不破坏湿地生态系统的基础上建设不同类型的辅助设施,将生态保护、生态旅游和生态教育的功能有机结合，突出主题性、自然性和生态性三大特点，集湿地生态保护、生态观光休闲、生态科普教育、湿地研究等多功能的生态型主题公园。 1.植物规划 植物造景就是以自然乔、灌、藤、草本植物群落的种类、结构，层次和外貌为基础，通过艺术手法，充分发挥其形体、线条、色彩等自然美进行创作，形成山水—植物、建筑—植物、街道—植物等综合景观，让人产生一种实在的美的感受和联想。植物造景是应用乔木、灌木。藤本及草本植物为题材来创作景观的，就必须从丰富多彩的自然植物群落及其表现的形象汲取创作源泉，植物造景中栽培植物群落的种植设计，必须遵循自然植物群落的发展规律。自然植物群落的组成成分、外貌、季相，自然植物群落的结构、垂直结构与分层现象，群落中各植物种间的关系等。这些都是植物造景中栽培植物群落设计的科学性理论基础。 规划原则：在当地自然条件、自然植被、城镇绿化种类、比例、古树名木、历史资料等方面进行全面调查后，可着手进行植物规划。 具体要求就是： （1）在满足园林绿化综合功能的基础上，要兼顾各绿地类型及城市性质进行规划 （2）适地适树，以乡土树种为主，适当选用已驯化的外来树种 （3）以乔木为主，结合灌木、藤本、地被、花卉，给人工栽培群落提供丰富的素材（4）快长树—慢长树，常绿树—落叶树相结合 植物的配置就是为了达到一个比较好的景观效果，从而实现人化的生存环境，一个和谐的环境。植物的规划不仅单纯的是植物的规划与配置，更多的是和环境的融合，和周围景观的协调，和设计者思想的融合，只有这些方方面面都结合为一体才能称为具体意义上的植物设计规划。 2. 配置特色 七桥翁湿地公园的植物配置特色主要体现在这几方面：
生态修复中水生植物的运用 一、我国水资源概况 2013年，全国地表水总体为轻度污染，部分城市河段污染较重。 河流 长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为71.7%、19.3%和9.0%。与上年相比，水质无明显变化。主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和五日生化需氧量。 湖泊（水库） 2013年，水质为优良、轻度污染、中度污染和重度污染的国控重点湖泊（水库）比例分别为60.7%、26.2%、1.6%和11.5%。与上年相比，各级别水质的湖泊（水库）比例无明显变化。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。
2013年重点湖泊（水库）水质状况 *指太湖、滇池和巢湖 富营养、中营养和贫营养的湖泊（水库）比例分别为27.8%、57.4%和14.8%。 利用植物或微生物对水体中的污染物进行处理，从而使水体得到净化，这一用生态—生物的方法来修复水体的技术，廉价实用，适用我国江河湖库大范围的污水治理。
二、水生植物在生态修复中的运用 1、水生植物介绍 水生植物是一个生态学范畴上的类群，是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型。
污水治理中应用的水生植物，需要尽快达到吸附污染物、净化水体的作用，最好选择生长速度较快、根系发达的植物，以求尽快达到治污的作用，如芦苇、香蒲、菖蒲等。有些工程还需要对水体进行杀菌消毒、吸附重金属以减少污染，可使用水葱、大漂、水葫芦等。 2、水生植物的应用 2.1 水生植物的生态功能： a)净化所需的能源由光合作用提供； b)具有美学价值，能改善景观生态环境； c)植物可被收割和利用，创造新的价值； d)能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源进一步扩散； e)为降解微生物提供了良好的栖息场所。 环境中的重金属和一些有机物并非是植物生长所需要的，并且达到一定程度后具有毒害作用。对于此类化合物，一些植物也演化出了特定的生理机制使其脱毒。植物通常是通过螯合和区室化等作用，来耐受并吸收富集环境中的重金属，这种机制也存在于许多水生植物中。 水生植物的根系常形成一个网络状的结构，并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，为各种不同微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境，也为人工湿地污水处理系统提供了足够的分解者。 植物的根系还可分泌一些有机物从而促进微生物的代谢,这样就为好氧微生物群落提供了一个适宜的生长环境,而根区以外则适于厌氧微生物群落的生存。
常用水生植物 1、千屈菜 形态特征：多年生草本，根茎横卧于地下，粗壮；茎直立，多分枝，高30-10 0厘米，全株青绿色，略被粗毛或密被绒毛，枝通常具4棱。叶对生或三叶轮生，披针形或阔披针形，长4-6(-10)厘米，宽8-15毫米，顶端钝形或短尖，基部圆形或心形，有时略抱茎，全缘，无柄。 花组成小聚伞花序，簇生，因花梗及总梗极短，因此花枝全形似一大型穗状花序；苞片阔披针形至三角状卵形，长5-12毫米；萼筒长5-8毫米，有纵棱12条，稍被粗毛，裂片6，三角形；附属体针状，直立，长1.5-2毫米；花瓣6，红紫色或淡紫色，倒披针状长椭圆形，基部楔形，长7-8毫米，着生于萼筒上部，有短爪，稍皱缩；雄蕊12，6长6短，伸出萼筒之外；子房2室，花柱长短不一。蒴果扁圆形。 生长习性：生于河岸、湖畔、溪沟边和潮湿草地。喜强光，耐寒性强，喜水湿，对土壤要求不严，在深厚、富含腐殖质的土壤上生长更好。
2、鸢尾 形态特征：常绿水生鸢尾属多年生常绿草本，系由六角果鸢尾（I.Hexag）、高大鸢尾(I.giganticae)、短茎鸢尾（I.brevuilei）等杂交选育而成，根状茎横生肉质状，叶基生密集，宽约2厘米，长40至60厘米，平行脉，厚革质； 花葶直立坚挺高出叶丛，可达60至100厘米，花被片6，花色有紫红、大红、粉红、深蓝、白等，花直径16至18厘米左右。 生长习性：常绿水生鸢尾喜光照充足的环境，能常年生长在20厘米水位以上的浅水中，可作水生植物、湿地植物或旱地花境材料。常绿水生鸢尾特别适应冷凉性气候，据江苏盐城表现看该品种在-9℃的低温条件下，能保持常绿且进行分蘖；在长江流域一带，该品种11月至翌年3月分蘖，4月份孕蕾并抽生花葶，5月份开花，花期为20天左右，夏季高温期间停止生长，略显黄绿色，在35℃以上进入半休眠状态，抗高温能力较弱。 值得注意的是，常绿水生鸢尾为杂交品种，很少结籽或不结籽，故生产上常用分株或组培的方法繁殖。 常绿水生鸢尾的叶形、株形、习性与其他水生类鸢尾相似，在黄菖蒲、玉婵花、溪荪等水生植物的应用范围内均可种植，但该品种因其叶厚革质不易下垂、冬季翠绿且花色丰富，其他鸢尾类植物只能望其项背。
人工湿地的植物种植和后期维护管理 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，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。 一、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。 二、水生植物在人工湿地中的作用 （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。 （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。 三、人工湿地植物的选用原则 （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。 （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
科属植物中名类型学名应用工艺 香蒲科香蒲挺水Typha orientalis 表流湿地、潜流湿地 禾本科芦苇挺水Phragmites australis 表流湿地、潜流湿地 皇竹草湿生、挺水Sympnytum peregrjnum lede 潜流湿地 菰挺水Zizania latifolia 表流湿地、潜流湿地 芦竹湿生、挺水Arundo donax Linn. 潜流湿地 薏苡湿生、挺水Coix lacryma-jobi 表流湿地、潜流湿地 水稻挺水Oryza sativa L 表流湿地 花叶芦竹湿生、挺水Arundo donax var.versicolor 潜流湿地 虉草湿生、挺水Phalaris arundinaced 表流湿地、潜流湿地 李氏禾浮水Leersia Sw hexandrs Sartz. 氧化塘 莎草科荸荠挺水Heleocharis dulcis 表流湿地 水葱挺水Scirpus validus 潜流湿地、表流湿地 风车草湿生、挺水Cyperus alternifolius ssp.flabelliformis 潜流湿地 纸莎草挺水Cyperus papyrus 潜流湿地 藨草挺水Scirpus triqueter 潜流湿地、表流湿地 针蔺挺水、浮水Eleoch aris congesta subsp. Japonica 表流湿地、氧化塘茳芏挺水Cyperus malaccensis 潜流湿地、表流湿地 睡莲科荷花挺水Nelumbo nucifera 表流湿地 芡实浮叶Euryale ferox．景观塘 荇菜浮叶Nymphoides peltatum 景观塘 萍蓬草浮叶Nuphar pumilum 景观塘、氧化塘 睡莲浮叶Menyantehes trifolia 氧化塘、景观塘 天南星科菖蒲挺水Acorus calamus 潜流湿地、表流湿地 马蹄莲湿生、挺水Zantedeschia aethiopica 潜流湿地、表流湿地 大薸浮水Pistia stratiotes 氧化塘 芋挺水Colocasia esculenta 表流湿地 海芋挺水Alocasia macrorrhiza (L.) Schott 潜流湿地 泽泻科泽泻挺水Alisma plantago-aquatica 表流湿地 慈姑挺水Sagittaria trifolia 表流湿地 泽苔草挺水、湿生Caldesia parnassifolias 表流湿地、潜流湿地 三白草科蕺菜湿生Houttuynia cordata 表流湿地 伞型花科水芹菜浮水、挺水Oenanthe javanica 氧化塘、表流湿地 十字花科豆瓣菜浮水Nasturtium officinale 氧化塘、表流湿地
人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态泌净化处理方法，其基本原理就是在人工;显地填料上种植特定得湿地植物，从而建立超一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时, 其中得汚染物质与营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。 人工溫地系统水质净化得关键在于工艺得选择与对植物得选择及应用配置?如何选择与搭配适宜得湿地植物，并且将其应用于不同类型得湿地系统中成了我们在营建人工湿地荊必须思考得问题。 1?人工湿地疔水处理系统植抽得选用原則(1)(2) K 1植物在具有良好得生态适应能力与生态营建功能; 管理简单.方便就是人工;显地生态汚水处理工程得主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿，而生长量较小得植物，将会减少管理上尤其就是对植物体后处理上得许多麻烦.一般应选用当地或本地区天然湿地中存在得植物。 K 2植物具有很强得生命力与旺盛得生长势; ①抗冻、抗热能力 由于汚水处理系统就是全年连续运行得，故要求水生植物即使在恶劣得环境下也能基本正常生长，而那些对自然条件适应性较;M?或不能适应得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得植物易滋生病虫害，抗病虫害能力直接关系到植物自身得生长与生存，也直接影响其在处理系统中得净化效果。 ③对周囤环境得适应能力 由于人工;显地中得植物根系要长期浸泡在水中与接触浓度较离且变化较大得污染物，因此所选用得水生植物除了耐汚能力要强外，対当地得％候条件.土壤条件与周囤得动植物环境都要有很好得适应能力。 K 3所引种得植物必须具有较强得耐汚染能力; 水生植物对汚水中得B0D5. COD. TN. TP主要就是靠附着生长在根区表面及附近得微生物去除得，因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强得水生植物. K 4植物得年生长期长，最好就是冬李半枯荽或常绿植物;
水生植物的生态效应 水生植物除了直接吸收、固定、分解污染物外,通常只是间接地参与污染物的分解,通过对土壤中细菌、真菌等微生物的调控来进行环境的修复,植物在水污染控制中生态效应主要表现在以下方面。 1.1物理作用 覆盖于湿地中的水生植物,使风速在近土壤或水体表面降低,有利于水体中悬浮物的沉积,降低了沉积物质再悬浮的风险,增加了水体与植物间的接触时间,同时还可以增强底质的稳定和降低水体的浊度。此外,植物的存在削弱了光线到达水体的强度,阻碍了植物覆盖下的水体中藻类的大量繁殖,尤其是在浮萍类植物的湿地系统中比较常见。植物的存在对基质具有一定的保护作用,在温带地区的冬季,当枯死的植物残体被雪覆盖后,植物则对基质起到很好的保护膜作用,可以防止基质在冬季冻结,以维持冬季湿地系统仍具有一定的净化能力。植物对基质的水力传导性能产生一定的影响,植物的根在生长时对土壤具有干扰和疏松作用,当根死亡或腐烂后,会留下一些管型的大孔隙,在一定程度上增加了基质的水力传导性。淹没于水中的水生植物的茎和叶形成的生物膜,为大量的光合细菌、藻类和原生微生物等在植物组织上的生长提供了一定空间,埋藏于土壤中的根和根区也为微生物的活动提供了巨大的物理活动表面,植物根系也是重金属和某些有机物的沉积场所。因此,植物地上和地下的生物膜对于湿地中发生的所有微生物过程都具有重要作用。 1.2植物对污染物的吸收作用 植物的生长和繁殖离不开营养物质,水体中的相当部分的营养物被植物转化或保存在植物体内。对于不同生活型的水生植物,普遍认为漂浮植物吸收能力强于挺水植物,沉水植物最差。与木本植物相比草本植物对污水中的污染物则具有较高的去除率,如有芦苇的湿地对NH+4-N的去除率接近100%,而无芦苇时,仅为40%～75%。定期和持续地从湿地系统中收获成熟的植物,并能妥善处理收获的植物,是保证污水中的养分被有效去除和防止对水体造成二次污染的唯一途径。植物的对污水的净化作用是植物吸收和微生物综合作用的结果,植物的存在有利于硝化、反硝化细菌的生存。张鸿等研究表明,在种植水芹、凤眼莲的湿地中,硝化和反硝化细菌的数量均高于没有植物的湿地,水芹湿地的细菌数量多于凤眼莲湿地的细菌数量,但前者对氨氮的去除率却低于后者,说明人工湿地系统中对N的去除植物的吸收占主导地位。吴振斌等在进行的上、下行流的复合人工湿地系统的研究中,分别种植不同植物的湿地对COD、BOD5、TN、TP的去除效果均好于没有种植植物的对照湿地。湿地植物直接吸收和利用可利用态P,起到去P的作用,并且植物的生长状况直接影响到植物的去除效果,植物的良好长势是对P去除的保证。 1.3植物根系释放 湿地系统具有明显的缺氧环境,湿地中氧的传播速率约为陆地环境氧的传播速率的万分之一。水生植物则具有适合在缺氧条件下生存的结构与特征,包括茎肥大,茎和根的中心具有较大的组织,茎中空,具浅根系等。植物的这种特殊结构,有利于氧在其体内的传输并能传递到根区,不仅满足了植物在缺氧环境的呼吸作用,而且还可以促进根区的氧化还原反应与好氧微生物的活动。将光合作用产生的氧传递到根区,在根区的还原态的介质中形成氧化的微环境,根区有氧区域与缺氧区域的共同存在为根区的好氧、兼氧和厌氧微生物提供了各自的小生境,使不同微生物都能发挥各自的作用。氧在植物根部的释放主要取决于植物内部氧的浓度、周围基质的需氧量以及植物根壁的渗透性。植物通过吸收而在根部释放氧是由其本身的结构所决定的,植物的结构阻止了其在径向的泄露,并努力使释放到根区的氧的损失减少到最小。氧的释放率一般在根的亚顶端区域最高,并随距离根尖的增大而降低。水生植物具有对流型通气组织,其根区和根部都具有较高的内部氧的浓度,这种对流型的气体的流动明显增加了可供氧根的长度,同时还可以通过氧化和脱毒减少根部一些潜在的有害物质。除了根系可以释放氧外,根系还可以释放其它物质。一些植物的根系分泌物能杀死污水中的细菌
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 1.1 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
人工湿地植物的作用和选择 环科1101 牛海鹏 人工湿地是一种新型的污水处理模式,是以污水处理为目的的人工设计建造和监督控制的与沼泽类似的地面。其设计和建造是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而进行的,也正是利用这3种作用的协同关系进行的废水处理,使水质得到不同程度的改善,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物的生长,实现污水的资源化和无害化。植物是人工湿地的核心,不但可以去除污染物,还可以促进污水中营养物质的循环和再利用,同时还能绿化土地,改善区域气候,促进生态环境的良性循环。 1植物在人工湿地中的作用 湿地植物能通过吸收、吸附和富集等作用去除污水中的污染物,包括对 氮、磷的吸收利用及对重金属的吸附和富集。徐德福等的研究表明,种植 美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇的湿地,对氮、磷去除率分别是10.91%～ 59.32%和50.13%～87.26% 〔1〕进行城镇污水处理试验中发现,种植水烛和灯心草的人工湿地中氮、 磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%～28%和20%～31%, 可见水烛和灯心草吸收利用了污水中部分的氮和磷。污水中的氮以有机 氮和无机氮两种形式存在,其中无机氮作为植物生长过程中不可缺少的 营养物质,能以离子形式(NH+4和NO-3)被植物吸收利用;部分有机氮被 微生物分解成氨氮后,也能被植物吸收利用。当植物从污水中吸收氮元素 后,将氮元素合成植物蛋白质等有机氮,最后通过对植物的收割将它们从 湿地系统中去除。 对风车草净化生活污水的实验表明,每克干重风车草能净吸收污水中2.25mg氮。无机磷也是植物必需的营养元素,废水中的无机磷在植物 吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA等有机成分,然后 通过植物的收割而移去。通过建立小试系统,对有植物湿地系统和无植物 湿地系统进行了比较研究,结果表明有植物湿地系统春夏季平均磷的去 除率在60%以上,即使在冬季也能达到40%以上,出水总磷浓度达到或低 于国家地面水三级标准,处理效果接近二级生化处理厂,而且出水水质稳 定,冬季仍能正常运行,而无植物湿地系统磷的去除率仅为28% 植物通过根部直接吸收水溶性重金属,还能通过改变根际环境来改变污染物的化学形态,达到降低或消除重金属污染物化学毒性和生物毒 性的作用。垂直流人工湿地处理低浓度重金属污水的试验表明风车草能 吸收富集水体中30%的铜和锰,对锌、镉、铅的富集也在5%～15%。研 究发现种植在湿地中的宽叶香蒲等植物能够吸附和富集铜、镉、铅、铁 和油类,吸附后的重金属主要分布在根部 有机污染物的吸收是通过植物和微生物共同作用完成的,其降解机制分为三方面:转化、结合、分离。茭白、慈菇对城市污水BOD的去除 率可达80%以上。水葱可使食品厂废水中COD降低70%～80%,使BOD 降低60%～90%
中国常见水生植物简介——挺水植物 1、芦苇 【科属分类】禾本科芦竹亚科芦苇属 【中文别名】苇、芦、芦芛、蒹葭、苇茭 【拉丁学名】Phragmites australis 【应用价值】园林、苇秆可作造纸、嫩芽作饲料、花序可作扫帚、花絮可填枕头、全株分别入药【地域分布】全国各地 2、 2、蒲草 【科属分类】香蒲科香蒲属 【中文别名】水腊烛、水烛、香蒲 【拉丁学名】Typhaangustifolia 【应用价值】编织加工材料、造纸、草芽作野菜、饲料、雄花花粉俗称"蒲黄"，具有药用和滋补功能【地域分布】东北、华北、南方水乡
3、荸荠 【科属分类】莎草科荸荠属 【中文别名】马蹄、水栗、芍、凫茈、乌芋、菩荠【拉丁学名】Eleocharis dulcis 【应用价值】菜、入药 【地域分布】江苏、安徽、浙江、广东、湖南等地区
4、莲 【科属分类】睡莲科莲属 【中文别名】荷花、芙蕖、鞭蓉、水芙蓉、水芝、水芸、水旦、水华【拉丁学名】Nelumbo nucifera 【应用价值】藕、叶、叶柄、莲蕊、莲房入药，莲子、莲藕食用【地域分布】全国各地
5、水芹 【科属分类】伞形科水芹菜属 【中文别名】水英、细本山芹菜、牛草、楚葵、刀芹、蜀芹、野芹菜【拉丁学名】Oenanthe javanica (Blume) DC 【应用价值】菜、入药 【地域分布】长江流域
6、茭白 【科属分类】禾本科稻亚科菰属 【中文别名】出隧、绿节、菰菜、茭首、菰首、菰笋、菰蒋子、菰手、茭笋、茭粑、茭瓜、茭耳菜、高笋【拉丁学名】Zizania latifolia (Griseb.) Stapf 【应用价值】菜、入药 【地域分布】全国各地
人工湿地中植物选择与配置
目录 引言 (3) 1 人工湿地植物选择的原则 (3) 1.1 应选择适合本地生长的植物 (3) 1.2 选择抗逆性强的植物 (3) 1.3 净化能力强的植物 (4) 1.4 具有发达的根系和较强的输氧能力的植物 (4) 1.5 注意多种植物的组合 (5) 1.6 经济价值和景观效果好 (5) 2人工湿地植物种类及配置 (6) 2.1 人工湿地植物类型及计量方法 (6) 2.2 人工湿地植物种类 (8) 2.3 人工湿地植物的配置 (9)
人工湿地中植物选择与配置 引言 湿地植物是人工湿地的重要组成部分，不但可以吸收、降解水体中的污染物质，还能形成景观要素、美化环境。但不同的湿地植物生活习性、去污能力等存在一定差异，所以湿地植物的科学选择以及合理配置是人工湿地的功能与作用得以实现的前提和基础，对污水处理效果和景观要素形成具有重要的影响，是人工湿地设计过程中必须考虑的问题。适宜的湿地植物不仅可以提高污水净化效果，方便后期管理，而且能增加景观效果。 1 人工湿地植物选择的原则 湿地植物是人工湿地的基本组成部分，也是受地域和自然条件影响最大、最难控制的因素之一。同时，湿地植物的差异会显著影响湿地的净化效果，因此植物的选择对提高湿地的净化效果起着重要的作用。 1.1 应选择适合本地生长的植物 不同地区具有不同的环境背景，存在地域的差异和特殊性等，这些均是在人工湿地生态系统设计的植物选择中要考虑的重要因素。必须做到因地制宜，最起码要使所选植物能在该地区正常生长，适合当地的立地条件。一般地，多选用当地适宜种植和移栽的植物。王庆海等对北京地区常见9种水生生物污染物去除能力和生活力进行研究，表明水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物，菖蒲、香蒲和荻等次之，泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活。四川地区以选择灯芯草作为净化污水的湿地植物是适宜的。灯芯草是武汉及北纬30地区人工湿地污水处理系统较理想的水生植物，但在白泥坑人工湿地污水处理系统中因不能适应当地生境而遭淘汰。 1.2 选择抗逆性强的植物 由于人工湿地中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
水生植物的生态作用 保存生物多样性 水生植物群落为亲水的水鸟、昆虫和其他野生动物提供食物来源和栖居场所。水生动植物以及非生物物质的相互作用和循环往复，使得水体成为具有生命活力的水生生态环境，从而保存了水生环境的生物多样性。 净化水质 水生植物进行光合作用时，能吸收环境中的二氧化碳、放出氧气，在固碳释氧的同时，水生植物还会吸收水体中许多有害元素，如氮、磷，重金属及有机污染物，从而消除污染，净化水质，改善水体质量，恢复水体生态功能。 美化水景 水生植物以其洒脱的姿态、优美的线条和绚丽的色彩，点缀着形形色色的水面和岸边，并容易形成水中美丽的倒影，具有很强的造景功能。水生植物历来是构建水景的重要素材之一，像风吹苇海、月照荷塘这类风光，都会令人触景生情产生美的遐想；而曲水荷香、柳浪闻莺这类景点，皆是因为用水生植物造景而远近闻名。 固坡护岸 水生植物的生长蔓延繁殖，增加了土壤中有机质的含量，提高了土壤的持水性，改善了土壤的结构与性能。另外，水生地被植物栽于水陆交界之处，其发达根系较强的扭结力，能减少地表径流，防止水的侵蚀和冲刷。
水生植物的管理 水生植物的管理一般比较简单，栽植后，除日常管理工作之外，还要注意以下几点： 1、检查有无病虫害 2、检查植株是否拥挤，一般过3至4年时间分一次株； 3、定期施加追肥； 4、清除水中的杂草，池底或池水过于污浊时要换水或彻底清理 水生植物如何分类？
根据水生植物的生活方式，一般将其分为以下几大类：挺水植物、浮叶植物，沉水植物和漂浮植物。 挺水植物 挺水型水生植物植株高大，花色艳丽，绝大多数有茎、叶之分；直立挺拔，下部或基挺水植物 部沉于水中，根或地茎扎入泥中生长，上部植株挺出水面。挺水型植物种类繁多，常见的有荷花、千屈菜、菖蒲、黄菖蒲、水葱、再力花、梭鱼草、花叶芦竹、香蒲、泽泻、旱伞草、芦苇等。 浮叶植物 浮叶型水生植物的根状茎发达，浮叶植物 花大，色艳，无明显的地上茎或茎细弱不能直立，叶片漂浮于水面上。常见种类有王莲、睡莲、萍蓬草、芡实、荇菜等。浮叶植物有：睡莲、荇菜、水鳖、芡实等。 漂浮植物 漂浮型水生植物种类较少，这类植株的根不生于泥中，株体漂浮于水面之上，漂浮植物 随水流、风浪四处漂泊，多数以观叶为主，为池水提供装饰和绿荫。又因为它们既能吸收水里的矿物质．同时又能遮蔽射入水中的阳光，所以也能够抑制水体中藻类的生长。漂浮植物的生长速度很快，能更快地提供水面的遮盖装饰。但有些品种生长、繁衍得特别迅速，可能会成为水中一害，如水葫芦等。所以需要定期用网捞出一些．否则它们就会覆盖整个水面。另外．也不要将这类植物引入面积较大的池塘，因为如果想将这类植物从大池塘当中除去将会非常困难。沉水植物有：轮叶黑藻、金鱼藻、马来眼子菜、苦草、菹草等。 沉水植物 沉水型水生植物根茎生于泥中，整个植株沉入水中，具发达的通气组织，利于进行沉水植物 气体交换。叶多为狭长或丝状，能吸收水中部分养分，在水下弱光的条件下也能正常生长发育。对水质有一定的要求，因为水质浑浊会影响其光合作用。花小，花期短，以观叶为主。沉水植物，如软骨草属（Lagaro-siphon）或狐尾藻属(Myriophyllum)植物，在水中担当着“造氧机”的角色，为池塘中的其他生物提供生长所必需的溶解氧；同时，它们还能够除去水中过剩的养分，因
中国常见水生植物简介——浮水植物（附图） 江南水乡，水网密布，水里和水边的植物自然是我们生活中常见植物。 许多这类植物娇嫩可人，本人偶然兴起，特介绍一些给朋友们欣赏（不限于江南）。 本文将不断更新，力图做到比较全面 1、茶菱 【科属分类】胡麻科茶菱属 【中文别名】 【生长习性】常群生在池塘或湖泊中，适应性广，最适温度为18～32oC。植株形体小，生长速度较慢。适应全日照环境。 【园林用途】用于小型水体边缘或浅水水体绿化，常作成片栽培，形成水体覆盖景观。容器栽培可在庭院、室内造景观赏。 【产地分布】分布我国东北、华北、华东和华中地区
2、莼菜 【科属分类】睡莲科莼菜属 【中文别名】蒪菜、马蹄菜、湖菜、菁菜 【产地分布】主产于浙江、江苏两省太湖流域，湖北省西部利川市境内
3、大薸 【科属分类】天南星科大薸属 【中文别名】大薸、大萍、水莲、肥猪草、水芙蓉 【生长习性】性喜高温高湿，不耐严寒 【园林用途】在园林水景中，常用来点缀水面。庭院小池，植上几从大薸，再放养数条鲤鱼，使之环境优雅自然，别具风趣。有发达的根系，直接从污水中吸收有害物质和过剩营养物质，可净化水体 【产地分布】我国长江以南各省区均有分布或栽培。
4、凤眼莲(水葫芦) 【科属分类】雨久花科凤眼莲属 【中文别名】水葫芦、凤眼蓝、水葫芦苗 【生长习性】凤眼莲喜欢在向阳、平静的水面，或潮湿肥沃的边坡生长。在日照时间长、温度高的条件下生长较快，受冰冻后叶茎枯黄。 【园林用途】常是园林水景中的造景材料。植于小池一隅，以竹框之，野趣幽然。除此之外，凤眼莲还具有很强的净化污水的能力。 【产地分布】我国华北、华东、华中和华南地 区
人工湿地植物选择和种植 1）荷花，多年生宿根挺水植物，可以用于氧化塘。花期6－9。景观效果好，但是冬季叶片会枯萎。【施工栽植】选光照充足、水肥稳定、底土层深厚（30cm）的水域进行栽植，荷花适宜生长的水深范围为20~80cm；水深超过100cm时，考虑到荷花施工栽种后的成活率，水温恒定在10℃以上时方可进行栽种，水深超过70厘米时，可以考虑用盆栽或客土袋栽方式。根据品种的不同确定其株行距，一般在一1.5m ×一2.0m 左右。 2)香蒲，多年生水生或沼生草本植物，地上茎粗壮，高1一2.5m。叶片条形，叶片长45一95cm，宽一1.5cm，光滑无毛，上部扁平，背面中部以下逐渐隆起;下部横切面近新月形，细胞间隙大，呈海绵状，叶鞘抱茎。 雌雄花序紧密连接。【施工栽植】在进行生产栽植和工程应用时，必须注 意香蒲栽植的深度，防止栽植过深而影响植株新芽的萌发。香蒲的植株脆 嫩，植株孔隙大，容易蓄积水分，因此栽植初期对水质的要求高，不宜直 接栽种于水深过高的污水中。香蒲为强光性植物品种，生长量大，对养分 的需求大，须栽种于疏松肥沃、光照充足的水域_香蒲的叶面积大，须根 据施工水域的具体水位情况进行叶片的修剪，一般深水位施工时保留的植 株高度较大，浅水时则相应减短。香蒲对环境的适应能力较强，沼泽湿地 施工时，可将香蒲植株均匀摆放于泥底层，7天左右即可萌发生根。50cm 以下的水域进行施工时，可采用直栽的形式，即将香蒲直接栽种于底泥层， 如此栽种的香蒲生长恢复快，成活率高。超过50cm水深的水域无风浪时， 可采用拉线栽植的形式，将香蒲均匀拴布于绳线上，以立柱固定于水中。 采用拉线栽植的香蒲成活率高，但不适宜于水体养分贫瘩的水域。具有一 定风浪且水深超过50cm的水域施工时，直接将香蒲绑于立柱上，每株根据立柱的大小绑缚3一20株不等，植株的人水深度在20cm左右，以此法栽种香蒲克服了风浪大植株不易固定的缺点，属于无土栽植的形式。香蒲20－25株/ 平方米。 3）水葱，多年生宿根挺水草本植物。株高1一2m，茎杆高大通直，圆柱状，中空。根状茎粗壮甸甸，须根多。茎杆基部有3一4个膜质管状叶鞘，鞘长可达40cm。常绿。 【施工栽植】水葱为乡土植物品种，对环境的适应能力较强，但水葱对养分的需求量较大，水质痔薄时，常生长细瘦。水葱适宜生长的水深为30－60cm,因此，在进行施工栽植时，注意施工区域的水位，不 同水位采用不同的施工栽植方法。 浅水水域采用直接栽植的施工形式，栽植后10天左右即可恢复生长，常应用于水层深度在30cm左右的水域。水深超过30cm时，常采用育苗袋栽的形式，即将水葱于花盆、植生袋或无纺布袋体中浅水育苗，植株生长恢复后，再将袋体投人施工区域，保证水葱有部分叶片露出水面。此法栽种的水葱，最深能适应lm左右的水位环境。如果需要植入砾石填料中，可以用植生袋或无纺布袋包裹后植入填料中。水葱 15－20芽/丛、8－12丛/平方米。 4）芦苇，芦苇为多年生宿根草本植物，地下根状茎发达。地上部分干高1一5m。【施工栽植】芦苇在潜流式人工湿地栽植时，由于芦苇根茎蓄积的淀粉物质较少，因此生长恢复困难，成活率较低，须进行假植育苗，待芦苇的根系生长恢复并萌发新稍时进行移栽，以提高成活率。冬季枯萎的芦苇施工栽植不能晚于9月中旬，芦苇一般于8月中下旬开始抽穗开花，生长开始缓慢，于10月中旬开始停止生长，因此，为保证施工后的芦苇能安全越冬，必须在9月中旬前完成其栽植，以保证其有1个月左右的生长时间。人工湿地碎石床中的芦苇栽植，成活率较低，为提高芦苇移栽的成活率，应带土移栽或移栽前进行一段时间的假植，并去掉芦苇的部分枝稍，减少蒸发面积，降低蒸腾作用。芦苇16－20株/平方米。 5）风车草，多年生湿生、挺水植物，高40一160cm。径秆粗壮，直立生长，茎近圆柱形，丛生，上部较为粗糙，下部包于棕色的叶鞘之中。叶状苞片非常显着，约有20枚，近等长，叶状苞片呈螺旋状排列在茎秆的顶端，向四面辐射开展，扩散呈伞状。【施工栽植】风车草常以直栽的形式进行工程施工应用，成活率较高。风车草栽植后的水深控制在淹没植株的根茎部即可，防止淹水过深而造成植株的死亡。生长恢复后可适当提高水位深度，但不能超过植株高度的1/3，风车草常作为漂浮植物进行栽植，在进行漂浮栽
水生植物在水体生态环境中的净化修复作用 【摘要】随着人类社会生活的进步及城市化的推进，水体生态环境的严重恶化已经逐步威胁到了人类的生存环境，如何净化修复水体环境在现如今就显得尤为的重要。水生植物可吸收、富集水体中的营养物质及其他元素，也有抑制有害藻类繁殖的能力，遏止底泥营养盐向水中的再释放，并可增加水体中的氧气含量，也能更有利于水体的生态平衡，故而可利用水生植物对水体进行净化修复，从而保证水质。【关键词】植物修复水体生态环境净化水生植物在飞速发展的现代社会生活中，随着城市化的进一步扩张，水体生态环境遭到了严重的破坏，并且已经威胁到了人类的生存，对于如何净化修复被污染的水体在现如今显得尤为重要，而生活与水体中的水生植物可担任这一角色并且可以有效地完成使命。 1、水体生态环境的恶化 随着城市化的程度不断的加大，城市人口的急剧增加，引起一系列的环境问题。一些掠夺性、破坏性的城市开发性行为不断发生，生产生活的污水的无理排放，垃圾的堆积，一些保存尚好的次生水系统被任意的掩盖、挤占、填埋【5】，都使水体生态环境遭到了严重破坏，使活水变成了死水。 现代的防洪措施改变了河床的形态和水文规律，使河道消失。不合理的修建水库，使河岸自身的水量调节能力变弱，使流域自然生态功能失调，破坏了相关的生态系统平衡。 2、水生植物在水体生态环境中的净化修复作用
植物修复是指以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物及共存微生物体系清除环境中污染物的一门环境污染治理技术。水生植物修复技术就是以水生植物忍耐和富集某种或某些有机、无机污染物为理论基础，利用水生植物或其与微生物的共生关系，清除水环境中污染物的一种环境生物技术。 在自然界中最好的水净化莫过于通过自然的沙石和水生动植物的相互作用。【5】水生植物能够有效地净化水体，提高水体的自净能力，让“死水”变成“活水”。通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的，是一种很有潜力的绿色技术。【3】 利用水生植物进行水体净化修复主要是利用水生植物的吸收和富集、吸附、沉降、过滤及抑制藻类生长的作用，并且多种水生植物的组合作用对水体环境的修复作用也是不容小觑的。 水生植物的生长环境只要求水质的PH值为6~8，在其生长过程中需要大量的N、P及微量元素，是再生能力很强的绿色能源植物，在生活污水或养殖业排放的污水中可以更加速生长。【6】水生植物有重要的生态功能，水草茂盛则水质清澈，水产丰盛，水体生态稳定；缺乏水草则水质浑浊，水产缺乏，水体生态不稳定。 3、集中用于净化修复水体环境的常见水生植物 3.1芦苇在水体环境中的净化修复作用 3.1.1芦苇的基本知识 芦苇是生长于湖泊、河岸旁、溪边多水地区、海岸淤滩的先锋植
园林常用水生植物水生湿 地植物的配置及应用 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012
园林常用水生植物水生湿地植物的配置及应用（组图） (2010-04-13 13:32:08) 标签： 水生湿地植物作为营造水景的重要要素，它的应用一直备受业内人士的关注。本文从植物的构建模式、优化配置、群丛模式、与水体关系角度分析了水生湿地植物，并且结合武汉市三大公园中的实际应用进行了对比分析。 1、生态水景的构建模式 生态水景的构建模式 （1）生态自然型 其景观自然形成，各群落分布自然合理，少有人工干涉，如：洪湖的荷花，白洋淀的芦苇。 （2）生态观赏型 其景观由人按生态原理并结合原地形地貌设计而成，各群落分布建植由人工而成，群落以观赏为主。同时运用各种手法使风景优美，使之成为旅游景点，如：杭州的西溪湿地、金银湖湿地公园等。 水生植物的群落模式
（1）物种多样化模式：陆生、湿生、挺水、浮水、沉水植物依序构成生态水景的组成部分，并逐步形成一个有机和谐统一的组合体，各组成部分比例协调，景观层次和色彩丰富，如：解放公园。 （2）优势种主导模式：优势种在水景中起主导作用，是景观的主体部分，也是景观的特色部分，其他物种为伴生物种。如大片的荷花形成的景观，点缀有香蒲、茭草和水葱。如杭州西湖曲院风荷的荷花。 （3）水质净化型模式：此类景观以大量的沉水植物和浮水植物为主，水域内点缀少量其它水生植物，主要以保持水质良好，水体透明为主。如：和平公园的人工湖，其中种植的大量菹草和黄花鸢尾。 植物群落的优化配置模式：通达人为设计将欲种植的水生湿地植物群落，根据环境条件和群落特性按一定比例在空间分布，时间分布方面进行安排。使其高效运行达到净化水质，并形成优美的景观效果和可持续利用的生态系统。群落配置包括以下两个方面： 水平空间配置：指水域平面上配置不同的植物群落。所配置的植物群落可分为生态型植物群落和观赏性植物群落，生态型植物群落以水体污染的治理，污水的净化，促进生态系统的建立和完善为主要目标，注重群落的生态效应，其建群种要求耐污，去污能力强，生长快，繁殖能力强，生态效益好的物种，如芦苇。观赏性植物群落要求株型美观，有花有色，有较高的观赏价值，易形成区域内观赏特色。如：荷花和睡莲。 垂直空间配置：指水生植物群落的垂直空间配置由水深决定，不同的水生植物群落对水深有不同的要求。群落配置从湖岸向湖心，随水深的不同分别选用不同的水生植物，即湿生植物群落，挺水植物群落，浮水植物群落，沉水植物群落。这些群落分别占据不同的空间生态位，能适应不同水深处的光照条件，能保持相对稳定。 2、水景中的水生湿地植物群落的优化配置 水生植物在园林中的应用主要分为水边的植物配置、驳岸的植物配置、水面的植物配置、堤、岛的植物配置等。配置时要考虑到物种搭配和生态功能，做到观赏功能和水体处理功能统一协调。物种搭配应主次分明，高低错落，符合各水生植物对生态位的要求，同时能