论人工湿地在生态城市建设中的作用

人工湿地在盘锦市水环境生态规划中的作用　Ｔｈｅ　Ｒｏｌｅｓ　ｏｆ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　Ｗｅｔｌａｎｄｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｅｃｏ——ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐａｎｊｉｎ　Ｃｉｔｙ　郑昊Ｚｈｅｎｇ　Ｈａｏ　

摘要：生态城市的建设依赖于科学利用有限资源。随着我　国城市化进程加快，水体污染日益严重，加剧了水资源的短缺。　人工湿地是利用生物自净功能，低投入、低运行费、低能耗的环　保型的污水处理技术。不仅可进行水资源的循环利用，而且美＿ｌｌ＿　化环境、保护生物多样性。本文分析提出，人工湿地是生态城市　建设中水资源利用最有效模式，应大力发挥人工湿地在我国生　态城市建设中的作用。　关键词：人工湿地水资源生态城市可持续发展　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｃｏｃｉｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｄｅｐｅｎｄｓ　ｏｎ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｕｓｅｓ　ｏｆ　ｌｉｍｉｔｅｄ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ，　ｗａｔｅｒ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｔｉｍｅｌｙ　ｂｅｃｏｍｅｓ　ａ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｓｃａｒｃｉｔｙ　ｉｓ　ｃｏｎｃｅｍｅｄ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｗｅｔｌａｎｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ａｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｂｉｏ——ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｌｏｗ　ｉｎ——　ｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｉｍｂｅｃｉｌｉｔｙ，ｌｏｗ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｆｅｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｅｃｏｖａｌｕｅ．Ｗａ—　ｔｅｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｉｔ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｎａｔｕｒＮ　ｈａｂｉｍｔｓ　ｆｏｒ　ｏｒｇａｎｉｓｍｓ　ａｎｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｈｕｍａｎ　ｂｅｉｎｇｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｗｅｔｌａｎｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ａｌｍｏｓｔ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｍｏｄｅ　ｆｏｒ　ｗａｔｅｒ　ｕｓｅ　ｗｉｔｈ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｓｏｃｉａｌ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｈｕ—　ｍａｎ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｓ　Ｗｅ　ｓｕｇｇｅｓｔ　ｔｈａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｗｅｔｌａｎｄ　ｉｎ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｅｃｏｃｉｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｓｔｒｏｎｇｌｙ　ｅｎｃｏｕｒａｇｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｗｅｔｌａｎｄ；ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ；ｅｃｏｃｉｔｙ；　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　盘锦地处河海交汇处，且气候相对较为温暖，故有丰富的　鱼类资源及各种动植物资源，盘锦更以盘锦大米闻名全国，实　为关东的鱼米之乡，可与江南相媲美，所以盘锦也素有东北小　宁波之称。但是大量的人口与工业企业，促使水资源供应与需　求问题日益突出，水污染问题严重，人类与水环境生态平衡关　系遭到破坏，河流自净功能丧失殆尽，对农业生产、人们的身心　健康造成极为不利的影响；开发利用与环境保护之间确实存在　些问题，对水环境产生的污染对城市规划也造成了一定影　响。本文从生态学的角度出发，研究如何保护并利用湿地系统、　调整城市生态系统、保持可持续发展的良性发展态势，建设人　工湿地，改善盘锦市水环境，建设一个生态的、健康的水系，保　证盘锦市社会经济可持续发展。　一．国内外湿地研究概况　早在１９１２年，美国的天然沼泽湿地就开始接纳污水，将　天然湿地作为污水排放点。对湿地处理污水的试验研究则开始　于２Ｏ世纪５Ｏ年代，１９５３年，德国的Ｓｅｉｄｅｌ在其研究工作中　１Ｏ２　发现芦苇能去除大量有机物和无机物。Ｓｅｉｄｅｌ通过进一步实验　发现一些污水中细菌在通过种植的芦苇时消失（大肠菌、肠球　菌、沙门氏菌）（Ｓｅｉｄｅｌ，１９６４，１９６６）［　。　在２Ｏ世纪６０年代中期，Ｓｉｄｅｌ与Ｋｉｃｋｕｔｈ合作并由　Ｋｉｃｋｕｔｈ在６０年代中期开发了“根区法”（Ｒｏｏｔｚｏｎｅ　ｍｅｔｈｏｄ）。　此根区法由一种有芦苇的矩形池子组成。土壤经选择含有钙、　铁、铝添加剂，以改善土壤结构和对磷的沉淀性能。水以地下潜　流水平流过芦苇根。污水流过芦苇床时，有机物降解，Ｎ被硝化　反硝化，Ｐ与Ｃａ、Ｆｅ、ＡＩ共沉淀积累于土壤中（Ｓｅｉｄｅｌ　ｅｔ　ａｌ，　１９７８，１９９６）。而作为人工湿地系统的提出是在２０世纪７０年　代，并于２Ｏ世纪８０年代得到迅速发展。它是在长期应用天然　湿地净化功能基础上发展起来的一种水净化资源化生态工程　技术（Ｈａｍｍａｒ．，ｅｔ　ａ１．，１９８９）。【　２０世纪８Ｏ年代末和９０年代初，在美国和英国相继召开　了人工湿地研讨会ｌ４＿　，提出了人工湿地的有关机理和一些可供　参考的设计规范和数据，标志着人工湿地系统作为一种独具特　色的污水处理技术方式进入环境科学技术领域。【　进入２０世纪９０年代，人工湿地技术在北美、欧洲一些国　家得到广泛地应用，尤其是用于营养物质的去除（宋铁红等，　２００５　ｏ在欧洲和北美，数以千计的天然湿地和人工湿地被广　泛应用于处理多种废水，其中包括城市污水、工业废水、农业径　流、城市暴雨、填埋场沥滤液、造纸废水和矿山酸性排水（朱夕　珍等，２００３　ｏ　根据美国环保局（ＵＳＥＰＡ，１９８８，１９９３，１９９９，２０００）的调查，　目前在美国有６００多处人工湿地工程用于处理市政、工业和　农业废水。其中４００多处人工湿地被用于处理煤矿废水，５０多　处人工湿地用于处理生物污泥，近４０处人工湿地应用处理暴　雨径流，超过３Ｏ处人工湿地系统用于处理奶产品加工废水；　在丹麦、德国、英国等欧盟成员国家至少有２００处人工湿地　（主要为地下潜流湿地）系统在运行（Ｂｒｉｘ，１９９８）；新西兰也有　８０多处人工湿地系统被投入使用。　我国对人工湿地处理系统研究开始于“七五”期间。９Ｏ年　代后期，我国与德国同行合作，研制开发出新型人工湿地一复　合垂直流湿地系统，该湿地净化污水的同时还可与园林景观结　合，产生良好的生态效益和经济效益［８１。　目前，人工湿地系统已被用来处理各类受污染水体，包括　家畜与家禽的粪水、尾矿排出液、工业污水［９－”１、农业废水、垃圾　场渗滤液、暴雨径流、生活污水、富营养化湖水等。人工湿地技　术在我国部分城镇已经应用。由于该法的去污效果受到气候、　水生植被、基质、进水水质、

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对城市人工湿地景观的生态性及其设计的探讨

刘媛

（北京林业大学，北京+)))A@）

摘要：城市的人工湿地是模拟湿地的一种形式，在现代城市建设中起到了重要的作用。针对其生态作用，就景观设计的功能性与手段进行了一些探讨。关键词：人工湿地；生态作用；景观；水生植物；功能中图分类号：B>@+&(CC文献标识码：5CC在我国，湿地是一个新词，过去的沼泽也就是今天所称的湿地。自人们有能力“开发”以来，湿地的命运受到影响，许许多多的沼泽、湖泊、草甸消失了，而如今，人们又唤起了对湿地的美好记忆，城市中的湿地更显得难能可贵。在城区内，人们利用跨区域的河流、大小不一的湖泊等为载体，以滨河绿带、街边游园、主题公园等各种形式为表现，创造着各种人工湿地，这是一种对自然湿地的记忆与重现，也是城市生态性发展的重要体现。所谓人工湿地，是经过设计和人工建设形成的用于模仿天然湿地，供人类利用并给人类带来益处的由饱水基质、挺水或沉水植物、动物与水组成的复合系统［+］。这种对天然湿地的模拟，成为自然湿地的有益补充。广义的人工湿地包括池塘、水塘、灌溉地、运河、排水渠和地下输水系统等组成，甚至包括水稻田，而狭义的人工湿地目前泛指一些具有更强生态功能的人工湿地。本文所探讨的就是这种在城市中生态功能更强的狭义的人工湿地。CC一、城市人工湿地建设的生态作用与景观功能CC湿地是地球上具有多种功能和价值的独特生态系统。如果湿地被誉为“地球之肾”的话，那么人工湿地可以说是地球的“人造肾”，在城市中人工湿地的生态作用与景观功能也表现得很突出。（一）生态作用城市湿地具有其他城市自然生态系统不可替代的生态服务功能，被认为是陆地生态系统的最佳利用方式［(］。其具体的生态作用可在多方面表现：（+）净化水质，降解污染物。模拟自然湿地的净化过程，也可起到很好的净化污水的作用。如今人工湿地的净化手段发展已日渐成熟。通过沉淀、曝气、生物降解等各种手段使水中杂质沉淀分解、过度繁殖的藻类下降、降低去除水中的毒素等。（(）调节保护城市的小气候环境。人工湿地与其组成的大量水生植物群落，不仅增加了城市的绿地面积，改善局部环境，由于湿地的蒸发量大，也减轻了城市的热岛效应，使区域内温度降低，并增加空气湿度，降低周围地区的气温。（@）提供可利用资源。人工湿地的生态性不仅主要表现在改善水质环境等方面，提供可利用的资源或使资源能够循环利用也是其生态性的体现。人工湿地资源丰富，其水生植物如果加以合理利用也可带来可观的经济效益，如芦苇等可以做编织的原料等；被污染的水源经过人工湿地的净化也可以再次进行利用，形成循环，大大减小了城市用水的无谓消耗。（"）给动植物多提供一个家园。候鸟是湿地的主人，因为有湿地才有了候鸟生存的空间，或许湿地冬夏变幻、南北各异的景观造就了候鸟神秘的迁徙。城市中的人工湿地虽然比不得大型的自然湿地那样绚丽多彩，亦幻亦真，但也可在形式和结构上模拟自然湿地生态系统，植物的多样性也可为迁徙过冬的鸟类和各种湿地生物提供充足的食物和休息、中转或生活的空间。（二）景观功能在城市中，人工湿地无疑离不开人的存在、作用与参与。人的参与和人工湿地的生态性发展其实是并不矛盾的。湿地可以依据其规模的大小设计成为国家公园、城市公园、滨水绿带、街区游园、小区绿地乃至庭院小景等等。它可以是一个公共空间、半公共空间、或是私人住所的空间。湿地是这块绿地的主要性质，它承载着自身重要的生态作用，但又被赋予了新的功能，这是相对于自然湿地而言在人口聚集的城市所独具的功能———增加这一区域的景观美学价值及为人提供参与的空间。这种参与的空间可以是远观的，可以是近赏的，可以是人嬉戏玩耍的，也可以是人休闲游憩的，等等。CC二、基于其生态作用与景观功能下所能采取的设计手段CC人类从来没有停止过对自然的干扰。城市、乡村、甚至包括偏远的国家森林公园等所有的景观形式，可以说都

人工水系在城市生态建设中的作用

人工水系在城市生态建设中具有多重作用，包括但不限于以下几个方面：

1. 景观与休闲：人工水系可以美化城市环境，为城市增添自然元素，提供美丽的景观。人们可以在河岸、湖畔或沿水边的公园中休闲、散步、钓鱼等，享受自然的美好。

2. 调节气候：水体具有较大的热容量，可以吸收和释放热量。人工水系能够在炎热的天气中起到降温的作用，缓解城市“热岛”效应。同时，水面的存在可以增加城市空气湿度，改善城市环境。

3. 生态平衡和生物多样性：人工水系可以为城市提供一个生态系统，容纳多种生物。湖泊、河流和湿地等水体为多种动植物提供了栖息地，促进了生物多样性。

4. 防洪和排水：人工水系可以起到排水的作用，减少城市内涝风险。同时，具有一定容积的水体也可以吸收和减缓洪水，保护城市免受洪灾的影响。

5. 交通运输：在一些城市中，人工水系可以作为水路交通的一种方式，用于货物运输和人员交通，减轻陆路交通的压力。

6. 水质净化：一些人工湿地和水体可以作为自然的净化系统，帮助净化城市排放的污水和废水，改善水质。

7. 文化和历史价值：人工水系常常具有一定的文化和历史价值。许多城市的水系是城市的发展历史的见证，体现了城市的文化传统和社会变迁。

然而，人工水系的建设也需要科学合理的规划和管理。如果规划和管理不当，可能会导致水资源的浪费、生态环境的破坏以及公共安全问题。因此，在建设人工水系时，需要充分考虑当地的环境、气候、水资源等因素，确保人工水系的建设能够真正地促进城市的生态建设和发展。

人工湿地的特点及生态意义

湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，是重要的生存环境和自然界最富有生物多样性的生态景观之一。其价值主要体现在物质循环、生物多样性维护、水量平衡、休闲旅游和环境演变信息等方面。人工湿地是以污水处理为目标的人为模拟“自然湿地”建造的系统，有着建造和运行费用便宜、易管理、有效可靠、可降低污染负荷、直接和间接提供效益等优势。

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1 湿地的特点

湿地是地球上水陆相互作用而构成的独特的生态系统，是重要的生存环境及自然界最富生物多样性的生态景观之一。在抵御洪水、调节径流，改善气候，控制污染污染，美化环境、维护区域生态平衡等方面有其它系统所不能替代的作用，被誉为“地球之肾”、“生命的摇篮”、“文明的发源地”和“物种的基因库”。所以，在世界自然保护大纲中，海洋、湿地和森林是全球三大生态系统。因为湿地学属于一门自身科学体系有待进一步完善的学科，湿地科学定义还众说纷纭，目前已统计到的定义近60种。

在世界各个自然地带都分布有湿地。初步统计显示，在世界陆地面积中，湿地约占6.4%的比例。我国拥有亚洲最大的湿地面积，在世界上排名第四，甚至囊括了国际湿地公约中的所有湿地种类，同时世界唯一的青藏高原湿地也分布于我国。因为湿地涵盖了水陆两类生态系统的部分特点，所以具备社会价值和经济价值，且生态功能也呈现多样化。目前，湿地已成为人类赖以生存及发展的自然资源宝库。所以，很多科研机构开始注重湿地的开发和研究。

2 湿地的功能

湿地是地球上广泛分布的陆地生态系统之一，由于其生态结构的复杂性和生态功能的多样化，它支承着独具特色的物种和较高的自然生产力，为人类生活和社会生产提供极为丰富的自然资源。对湿地价值的认识首先是从水禽栖息地开始的。由于其本身的脆弱性和人类干扰的强劲，其面积和生态功能都在下降。因而，湿地的保护引起普遍的关注，湿地便成为唯一有其国际性保护公约的生态系统。

生态学所强调的“整体性”原则，使得保护学家从珍稀、濒危水禽的个体生态和种群生态水平上将视野拓宽到生态系统的水平上，重视水禽栖息地的保护和湿地生态系统的综合研究。湿地物种减少和致危最重要、最直接的原因是湿地大面积损失和生境破碎化。造成这种恶果的原因除了自然因素（如气候变干）外，更主要的是人类的强度干扰。现在，湿地那些无法用金钱来衡量的价值都得到广泛的注意。随着对这类生态系统的呼声日渐提高，对湿地的生态系统水平的研究也逐渐加强。