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文档简介

摘要 摘要 我国的国家风景名胜区,源于古代的名山大川,是国家乃至世界最珍贵的自然文化 遗产。我国幅员辽阔,从北到南跨越五个主要气候带,由西向东地形垂直高度相差8 0 0 0 多米,自然条件多变,地质状况复杂,形成了丰富多彩的动植物区系和千姿百态的地貌 景观。雄奇瑰丽的名山大川、奇峰怪石、飞瀑流泉、雪山草地、森林原野、名画奇葩等 天然、人造景观,游览不尽。另外还有闻名于世的稀有动、植物资源和人文资源,这些 为我国风景区的兴起和发展提供了得天独厚的条件。 在2 1 世纪,随着经济的增长和信息化程度的不断提高,风景区迎来了它前所未有 的发展机遇和挑战,同时也为风景区规划提出了新的设计理念、要求和方法,生态化的 设计理念,高科技的设计方法必然被大多数设计者采用。 本文运用国内外先进的地理信息系统( g i s ) 软件,在深入研究风景区规划的理论 及其发展趋势的前提下,以生态设计为理念,借鉴g i s 在其它领域的成功经验,较恰当 地将g i s 应用于风景区规划,并对其应用的理论进行了总结、整理、归纳。而后引入内 蒙古乌尔旗汉风景区规划的应用作为实践案例进行研究。本论文选取a r c v i e w 软件,详 细地介绍并阐述了该软件在内蒙古乌尔旗汉风景区的规划布局方面的提供技术支持的方 法。通过插入大量的操作过程界面,展示一套具有创新意识的技术支持方法。 关键词地理信息系统风景区规划布局应用 广j 摘要 摘要 本文在对东北地区野生水生植物资源调查的基础上,以紫萼( h o s t av e n 驴i c o s a ) 、 鸭舌草( m o n o c h o r i av a g i n a l & ) 、泽泻( a l i s m ao r i e n t a l e ) 、红蓼( p o l y g o n u m o r i e n t a l e ) 和水蓼( p o l y g o n u mh y d r o p i p e r ) 等具有观赏价值的水生植物为试验材料, 进行了试验。分析了这5 种水生植物与净化富营养化水体能力之间的关系,探讨了这些 水生植物的净化能力与叶绿素含量以及根系活力之间的关系。通过调查和试验得出以下 结论: 1 紫萼、鸭舌草、泽泻、红蓼和水蓼对富营养化水体均有明显的净化作用。在富营养 化水体中栽种这5 种植物后,各处理水体中t n 浓度均有不同程度的下降,各处理 t n 浓度下降的趋势基本相同,试验开始后的前3 d 各处理t n 浓度下降迅速,3 d 以 后t n 浓度下降比较平稳。t n 浓度为1 5 0 0 m g l 一组处理比浓度为1 0 0 0 m g l 的处 理水体中t n 浓度下降更快。 2 t p 浓度为o 5 1 6 m g l 时,t p 浓度在前5 d 下降迅速,5 d 后下降比较平稳;t p 浓度 为0 0 5 1 6 m g l 时,鸭舌草、泽泻、红蓼和水蓼的处理,t p 浓度在前3 d 下降迅速, 到第5 d 接近最低:t p 浓度为0 0 1 0 3 m g l 时,紫萼、鸭舌草、红蓼和水蓼的处理 t p 浓度在前3 d 下降迅速,到第5 d 接近最低。t p 浓度为o 5 1 6 m g l 一组比浓度为 0 0 5 1 6 m g l 和0 0 1 0 3 m g l 一组各处理t p 浓度下降更明显。 3 5 种植物t n 去除率随着时间的增长,t n 去除率逐渐增高,并且t n 浓度越高去除 率越高。5 种植物中前3 d ,t n 浓度为1 5 0 0 m g l 一组,红蓼的t n 去除率最高,达 8 6 8 8 ,t n 浓度为1 0 0 0 m g l 一组,紫萼的t n 去除率最高,达8 2 2 7 。到第1 5 d 无论哪组处理,5 种植物t n 去除率都在9 0 以上。综合来看,前3 d 净化效果较好 的植物为紫萼和红蓼,到第1 5 d ,紫萼、泽泻、红蓼和水蓼的净化效果都比较好。 4 5 种植物t p 去除率随着时间的增长,t p 去除率逐渐增高。5 种植物t p 浓度为 0 5 1 6 m g l 一组的去除率都要高于t p 浓度为0 0 5 1 6 m g l 和0 0 1 0 3 m g l 一组,t p 浓度为0 5 1 6 m g l 一组t p 去除率在前3 d 就都在9 0 以上,紫萼、泽泻和红蓼表现 良好;t p 浓度为o 0 5 1 6 m g l 一组t p 去除率在第3 d 在8 0 以上,t p 浓度为 0 0 1 0 3 m g l 一组t p 去除率,泽泻、红蓼和水蓼在前3 d 也达6 0 以上。 5 t n 各处理中,植物体内叶绿素含量的变化基本一致,先迅速升高,而后略有下 降,然后平稳回升。t n 去除率高的紫萼叶绿素含量最高,其次是泽泻,然后是红 蓼和水蓼,最后是鸭舌草。不同植物在不同的t p 浓度处理下叶绿素含量的变化不 同。t p 浓度为0 0 5 1 6 m g l 和浓度为0 0 1 0 3 m g l , 5 种植物体内叶绿素含量的变化 表现一致,紫萼和鸭舌草体内叶绿素含量变化平稳,随时间增加叶绿素含量略有下 降,而泽泻、水蓼和红蓼体内的叶绿素含量在前3 d 上升,到第5 d 又略有下降,而 后又缓慢上升。 东北林业大学硕士学位论文 6 5 种植物根系的活跃吸收面积百分比在各处理中变化不明显。 7 各处理中5 种植物生长最好的紫萼,其次是红蓼和水蓼,泽泻叶片蒸发量大,有叶 子枯干现象;鸭舌草前5 d 生长较好,l o d 后生长不良。 8 水生植物既有良好的景观效果又可以净化水体,可以在城市景观水体中加以利用。 试验的5 种水生植物无论是景观效果还是净化富营养化水体的能力都表现良好,可 以作为修复植物应用于城市的富营养化景观水体中,尤其是紫萼、红蓼和水蓼,花 叶均有观赏价值,且对环境要求不高,适应性强,并有很好的经济价值,只要满足 其生态习性就可达到很好的景观效果。 关键词水生植物、富营养化、p 去除率、n 去除率、水体景观生态设计 蛙: 彝 1 多 东北林业大学硕士学位论文 a b s t r a c t o u rn a t i o r l a ln a t u r a lr e s o r t s ,o r i g i n a t i n g 矗。o ma n c i e n tf a m o u sm o l m t a j n sa n dr i v e r s ,a r eo u r m o s tp r e c i o u sn a n 砌a n dc l l l t u r a lh e d t a g e o u rv a s ts i z ee x t e n d sf i v em 撕nc l i l i l a t i cz o n e s f m mt l l en o m lt ot l l es o u 廿l ,c o v e r sd i 虢r e n tv e n i c a lh e i g h t s8 0 0 0m 鼬e r so rs o6 - o mm e 、e s tt o t h ee a s t w i mv a r i o u s 彻t l l r a lc o n d i t i o na n dg e o g r a p l l i cs i t u a t i o nf o m e dc o l o r 如lb i o l o g i c a l d i s 仃i c t i o n sa n dd i v e r s eg e o g r 印1 1 i cs c e n e r y q u e e rr o c k s ,c u r r e n tf o u i 】妇i n s ,s n o wm o u i n a i l l s a n d g m s sm e l l o w sm a k eu pn a t u r a la n da i t i f i c i a lb e a u t i 如ls i g h t s ,w m c ha 心a c tt o u r i s t sa uo v e r n l ew o r l d f 删l e 肋o r e ,o 廿l e rw o d d k n o w nr a r ea i l i m a l ,p 1 觚t 觚dh u n l a nr e s o i u - c e sh a v eb c e n o 髓r i n gs p e c i a lc o n d i t i o i l so nw m c h o u r s c c n e 巧z o n e sr i s e 锄dd e v e l o p w i t l lt 1 1 ee c o n o m i cd e v e l o p m e n ta j l di ti i n p r o v e m e mi nt h e2 1 8 c e n _ t l l 珂s c e n e 珂r e s o n sa r e c o i l f r o n t e d 晰lv a l u a b l eo p p o m m i t i e sa i l dc h a l l e n g e so nt l l eo n eh 锄也a 1 1 dn e e dp r o p o s i n g n e wd e s i g nn o t i o n s ,r e q u i r e m e n t sa n dm e m o d 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e st o d e m o n s 缸a t eac r i 孝a t i v ec o n s t n l c t j o nm e t h o d k 岛啊o r d s g e o g r a p l l i ci n f o m a t i o ns y s t e ms c e n e 巧z o n ep l a i l 印p l i c a t i o n i i _麓。良e o 。瞄卧酽 a b s t r a c t a b s t r a c t t h ee x p e r i m e n tw a st a k e no nt 1 1 eb a s i so fr e s o u r c es u r v e y st om ew i l da q u a t i cp l a i l t si n t h en o r t h e a s t r e g i o n s a n d胁s 触 v e 门护f c d s q 朋r d n d c d ,勿v 锯? f ,2 口,西 彳,西俄口 o r 沱,2 胁比, 尸d 砒弘,z “,zo ,f p 门胁尾a n d 尸d 砂g d ,2 “m 矗m 帅勿p ,、e r ec h o o s e nf o re x p e r i m e n t t h ep a p e r a i l a l y z e dm er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h e s ea q u a t i cp l a n t sa i l dm e i rp u r i f i c a t i o n c 印a c i t yt o e 咖p h i c a t i o nw a t e r ,a 1 1 dd i s c u s s e dm er e l a t i o n s l l i pb e 觚e e nt l l ep u r i f i c a t i o nc a p a c i t ya n d c h l o r o p h y l lc o n t e n ta i l dr o o ts y s t e mv i t a l i t y t h r o u 曲r e s e a r c ha n de x p e r i m e n t 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a b l ea r e rf i v ed a y s t pc o n c e n 触t i o nd e c l i n e dr 叩i d l yi ne a r l yt h r e ed 硝sa n d w a s c l o s et om el o w e s tc o n c e n t r a t i o ni nt h e5 md a 【yi nm et r e a t m e n t so f 朋d 甩d c 而d ,妇1 ,口苫f 玎口,坦 爿,括肌口o ,f p ,z 幻彪,p d 砂g d 以“肌d ,把门幻彪a n dp d 砂g d 玎“肌矗咖p 咖p rw h e n t h et pc o n c e n t r a t i o n w a l so 0 5l6 m l i tw a st h es a m et i e n d si nt l l et r e a t m e n t so f 爿撕肠1 ,p 刀驴f c 傩口,朋0 ,l d c 办d ,妇 v a g f 疗口,坦尸d 砂g d 玎“朋o ,把玎砌彪a n d 尸d 咖g d 门“朋矗膨脚印p ,w h e nm et pc o n c e n t r a t i o n 、a s 0 0l0 3 m l t pc o n c e n t r a t i o nd e c l i n e dm o r ev i s i b l ei nt h eg r o u po f0 5l6 m lt r e a t m e n t 也a nt h e 酽o u po f 0 0 5 1 6 m g la l r l d0 0 1 0 3 m g lo n e 3 t nr e m o v a l r a t e so ff i v ea q u a t i cp l a n t si n c r e a s e dg r a d u a l l y 砸t ht i m e t h eh i g h e rt n c o n c e n t r a t i o n sa n dh i g h e ro ft nr e m o v a lr a t e s t h et nr e m o v a lr a t eo f 尸d f y g d 门“m 匆咖p e w a st h eh i 曲e s to ff i v ea q u a t i cp l a m sa m o u n t i n g8 6 8 8 i nt h eg r o u po f1 5 0 0 0 m 叽t r e a t i i l e n ti ne 砌yt h r e ed a y s a n di t 、懈舶j 胁w ,z 护f c d s 口锄。吼t i n g8 2 2 7 i nt l l e 伊o u po f1 0 0 0 0m lo n e t nr e m o v a lr a t e so ff l v ea q u a t i cp l a n t sw e r em o r et h a n9 0 i na n y c o r l c e n t r a t i o nt r e a t m e n t si nt h e15 m t a k e nt o g e m e r 胁s 细w 玎印f c o s 口a n dp d 砂g d 甩甜,l 向砌叩驷p , h a dg o o dp u r i f i c a t i o ne f | f e c ti ne a r l y 廿l r e ed a y s ,a r l d 胁s 幻v p 玎驴f c d s 口j 彳,括朋口 o ,f e 聍f 口比,尸d f ) 倡- d 以“md ,f e ,z f 口,pa n d 尸d f ) 倡口,z 甜聊矗) ,( 却勿e ,a uh a dg o o dp u r i f i c a t i o ne a e c ti n m e1 5 m 4 t pr e m o v a lr a t e so ff i v ea q u a t i cp l a r i t si n c r e a s e d 伊a d u a l l y 丽mt i m e t pr e m o v a lr a t e o fm eg r o u po f0 516 m lt r e a t m e n tw a sh i g h e rt h a nt h e g r o u p s o f0 0l0 3 m la n d 0 0 5l6 m g lo n e t pr e m o v a l r a t eo ft h eg r o u po 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db y 尸d 6 留d 刀”聊d ,f p 胛f 口沱a n dp d f i g d ,l “聊 矗脚唧p r ,6 n a l l yf o l l o w e db y 如 d c f l o ,蛔v 乜g f ,l 口凰1 1 1 ec t l l o r o p h y uc o n t e n tc h a l l g e so f d i 舵r e n ta q u a t i cp l a n t sw e r ed i 艉r e n ti nd i 虢r e n tt pc o n c e n t r a t i o nt r e a t m e n t s t h ec h l o r o p h y u c o n t e n tc h a n g e so ff i v ea q u a t i cp l a n t sc o n s i s t e m e dp e r f o m l a n c ei nt h et pc o n c e n t r a t i o n t r e a t m e n t so fo 0 5l6 m la n do o10 3 m g l t h ec h l o r o p h y nc o n t e n t so f 月o s 以v p 玎护f c d j 口锄d 如甩d c 矗d ,砌v c 曙f ,z 口,括c h a n g e ds t e a d i l ya n dd e c r e a s e ds l i g h t l y w i mt i m e t h ec h l o m p h y u c o n t e n t so f 彳,f s m 口o r 把门细,p ,尸。砂g d 门“朋d ,把玎幻彪a n d 尸o f y g d 门“,l ,! m 吻驴p ,r i s e di ne a r l y t h r e ed a y sa n dd e c r e a s e ds l i g h t l yi nm e5 t hd a ym e nr i s e ds l o w l y 6 t h ep e r c e n t a g ec h a n g e so ft h ea c t i v ea b s o r ba r e ao fr o o ts y s t e mv 妇l 时o ff i v ea q u a t i c p l a n t s 、e r en o ts i g n i f i c a m 7 胁s 幻v e 玎驴f c d s 口g r e wb e s ti na l lc o n c e n t r a t i o nt r e a t m e n t s 锄o n gf i v ea q u a t i cp l a m s i t f l o w e db y 尸d 巧倡- d 玎甜聊矗y c 卸勿e ,a n d 尸d 6 倡r d 门 小d ,- f p 门f 日z p t t l el e a v e so f 彳,括,”口d ,_ f p 玎r 口昆 w e r e 诚m e r e db e c a u s eo fh i 曲e v a p o r a t i o n a 如胛d c d ,妇v q 酽m 凰g r e wb e 骶ri ne a r l y 伽e d a y sb u tn o ts t r o n ga f t e rt e nd a y s 8 a q u a t i cp l a n t sw e r en o to n l yp u r i f i e dw a t e r b u ta l s oh a dg o o dl a n d s c 印ee f f e c t ,a l l di t c o u l db eu s e di nt 1 1 eu r b a l ll a n d s c a p ew a t e r f i v ea q u a t i cp l a n t sc o u l db eu s e dr e s t o r a t i o np l a n t s t ot r e a te u t r o p h i c a t i o nw a t e ri nu r b a nl a l l d s c a p ew a t e r b e c a u s em e yh a dn o to n l yg o o d l a i l d s c a p ee 虢c tb u ta l s op 嘶f i c a t i o ne 疏c t e s p e c i a l l y ,m e n o 、v e r sa n dl e a v e so fh d s 砌 v p 玎护f c d s 巩尸d ,崾d ,2 “聊d ,招,z 幻彪a r l d 彳,括m ad ,抬甩胁跆a uh a do m a m e n t a lv a l u e ,a n dt 1 1 e y 、v e r e n o ts t r i c to nt h ee n v i r o 啪e n tb e s i d e so fg o o da d a p t a b i l i 够a n de c o n o m i cv a l u e ,a sl o n ga sm e e t t h e i re c o l o g i c a lh a b i t st og o o dl a i l d s c a p ee f f e c t k e y w o r d sa q u a t i cp l a n t s ;e u t r o p h i c a t i o nw r a t e r ,t pr - e m o v a lr a t e ;t nr e m o v a l r a t e ; ,a t e re c o l o g i c a ll a n d s c a p ed e s i g n 1 v l 绪论 l 绪论 1 1 水生植物净化富营养化水体的研究进展 水是人类生命的命脉,是人类和生物赖以生存不可或缺的基本物质。地球表面虽然 2 3 被水覆盖,但是9 7 为无法饮用的海水,只有不到3 是淡水,其中又有2 封存 于极地冰川之中。在仅有的l 淡水中,2 5 为工业用水,7 0 为农业用水,只有很少 的一部分可供饮用和其它生活用途。随着地球上人口的激增,生产的速发展,水已经变 得比以往任何时候都要珍贵。然而,自上世纪6 0 年代以来,随着工业化和城市化的提 高,工业污水和城市生活污水的排放量不断增加,在不少城市出现了严重的水污染。2 1 世纪世界水资源委员会的一份报告指出,全世界有一半以上的水域已被污染,水域生态 体系遭到严重破坏。我国水体污染也比较严重,据统计,在流经全国4 2 个大中城市的 4 4 条河流中,有9 3 被污染:湖泊和水库的水质也较差,7 5 以上的湖泊、水库富营 养化加剧。虽然我国每年排放污水量达数百亿吨,然而处理率低,全国年排污水3 6 3 亿 吨,只有2 4 的工业污水和州的生活污水经过处理,8 0 的饮用水源遭到污染,已建成 的传统的污水处理厂远远不能满足污水处理的需要【lj 。我国每年因水污染而造成的经济 损失更达4 0 0 多亿元。 1 1 1 水体富营养化及其净化技术 排入水体的污染物质一旦超过了水体的自净能力,使水体恶化,达到了影响水体原 有用途的程度时,水体就被污染了。而当污染的物质是n 、p 等营养物质时,水体中的 藻类等浮游生物就会增殖旺盛,这样就破坏了水体的生态平衡,使水体失去原有的价 值。 水体富营养化是水污染的一个重要问题。社会经济的迅猛发展和人口的剧增,大量 未经处理的工业废水和生活污水肆意排入江河湖泊,加速了水体富营养化的进程。水体 富营养化问题若不尽快控制与治理,将危及人们的身体健康,阻滞国民经济的发展,甚 至威胁人类生存。 水体富营养化后水体混浊,外观呈现各种颜色,影响水体景观:由于藻类和其它生 物产生的土腥素及硫醇、吲哚、胺类等物质,使得水体散发土腥味、霉腐味和鱼腥味; 由于藻类大量死亡,耗氧微生物分解藻类消耗大量的氧气,使水体的溶解氧下降,同时 导致水生生物大量死亡。水体富营养化一般发生在阳光充足的缓慢湖泊、河口、海湾、 内海等场所,夏季是高发季节。 水体富营养化治理已成为当今世界性环境难题。2 0 世纪6 0 年代以来各国先后对其 进行了大量研究,并提出了相应的对策、措施,根据田伟君等【2 】的研究将目前国内外的 水体净化技术分为以下几种: 物理净化法:即:采用物理的、机械的方法对污染水体进行人工净化。它包括: 东北林业大学顶j 二学位论文 引水稀释和底泥疏浚技术i j j 化学净化法:通过向污染水体投加化学药剂,使药剂与污染物质发生化学反应, 生成化学沉淀的,从而达到去除水体中污染物的目的。抑制藻类大量繁殖可投加化学杀 藻剂硫酸铜;除p 可投加药剂有氧化钙( 形成磷酸钙) 、硫酸铝、氯化铁等。 微生物净化法:利用微生物的氧化分解有机物的能力,通过人工措施来创造更有 利于微生物生长和繁殖的环境,从而提高对污染水体有机物的氧化降解效率。它包括投 菌技术、生物膜技术和曝气充氧技术1 4 j 。 自然净化法:通过恢复水体自净功能去除降解污染物质的一种方法。自然净化法 应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理,结构与功能相关的原则,充分发挥资源 的生产潜力,防止环境的再污染,达到净化水体的目的。 上述净化方法各有利弊,物理净化法工艺设备简单、易于操作,处理效果十分明 显,但往往治标不治本,常用作短期救急的辅助方法,而且引水稀释和底泥疏浚都会对 水域生态系统的结构和使用功能造成一定影响:化学净化法由于投加的是化学药剂,不 仅治理费用较高,而且还易造成二次污染。单独使用效果不佳,常与其他方法配合使 用;微生物净化法能逐渐恢复污染水体的自净能力,是比较常用的方法,尤其是曝气充 氧技术由于设备简单、易于操作而被许多国家优先选用;自然净化法是当前国内外水体 生态修复研究开发的重点,以这一理论为指导的人工湿地技术已在欧洲得到推广应用, 在美国和加拿来大等国也迅速发展。与传统的微生物处理方式相比,自然净化法的优势 在于低投资、低能耗、处理过程与自然生态系统有着更大的相融性等。 自然净化法的实质就是生态恢复,即通过调控水生生态系统结构,恢复自然、健康 和稳定的水生生态系统功能,增强对外界干扰的缓冲能力,使水生生态系统处于良性和 可持续循环当中【5 】。因此提高水体自身的生物净化作用才是解决水体富营养化的根本。 作为水生生态系统的生产者,水生植物便成为了自然净化法的关键因素。因为在水生生 态系统中,植物处于核心地位,它的光合作用使系统可以直接利用太阳能;而植物的生 长带来的适宜的栖息环境,使多样化的生命形式在系统中的生存也成为可能,并且正是 植物和这些生物的联合作用使污染物得以降解【6 】。 1 1 2 净化富营养化水体的水生植物 水生植物h y 出0 p h y t e ,( 或a q u a t i cp l 锄t s ) 其前缀h y d r 0 原意为植物群落生活在水 中或水分充足的环境中,h y d m 曲叫e 本意为生长在水中或非常湿的土壤中的植物,这些 种主要是草本植物【7 1 。有关h y d r o p h y t e 的最近定义如下: 植物群落学讲义中定义( 1 9 6 8 ) :生长在由于水分充足而至少是周期性缺氧 的基质上的植物。 美国( f w s 湿地和深水生境分类) 中定义( 1 9 7 9 ) :生长在水中及周期性缺氧的 基质上的植物。 工程湿地联合描述手册中定义( 1 9 8 7 ) :生长在水中或由于水分充足而周期 l 绪论 性缺氧的基质上的大型植物,主要是湿润生境的植物。 e p a 湿地鉴别和描述手册中定义( 1 9 8 8 ) :生长在以水为主的或至少是由于 水分充足而周期性缺氧的基质上的大型植物,如水生苔藓、苔类植物、大型藻类和维管 植物等,包括水生植物和湿地植物。 美国f i c w d :鉴别和描述管理湿地联合手册中定义( 1 9 8 9 ) :生长在水中或 至少是由于水分充足而周期性缺氧的基质上的任何大型植物( 包括水生植物或水生大型 藻类) ,尤其是在湿地和其它水生生境中的植物。 本文认可的定义是m i c h a e lp m a s s e r ( 1 9 9 9 ) 的关于水生植物的定义:凡生长在水 中或湿土壤中的植物,以大型的草本植物为主,包括水生、湿生和沼生植物。本论文当 中的水生植物就是指这一定义所指的含义。 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【8 1 ,主要包括两大类:水生维管束植物( a q u a t i cv a s c u l a rp l 锄) 和 高等藻类,本文的水生植物就是指水生维管束植物。它们具有发达的机械组织,植物个 体比较高大。水生维管束植物通常具有4 种生活型( 1 i f e f o n l l ) 【9 】:挺水 ( e m e r g e n t ) 、浮叶( n o a t i n g - l e a v e d ) 、漂浮( 丘e e d r i r i n g ) 和沉水( s u b m e r g e n t ) ,具 体指: 挺水植物:根茎生于底泥中,植物体上部挺出水面。例如:芦苇、香蒲。 浮叶植物:根茎生于底泥,叶漂浮于水面。例如:睡莲、荇菜。 漂浮植物:植物体完全漂浮于水面,具有特化的适应漂浮生活的组织结构。例 如:风眼莲、浮萍。 沉水植物:植物体完全沉于水气界面以下,根扎于底泥或漂浮于水中。例如:狐 尾藻、金鱼藻。 这些生活型的水生植物在用来净化水体的时候,主要形成3 大类生态系统:漂浮植 物系统、挺水植物系统和沉水植物系统【l o 1 7 】。目前研究应用得最多的是挺水植物系统, 并且工艺设计己渐成熟:漂浮植物系统设计简单,但相关的工艺优化的研究较少,应用 受制约:沉水植物系统的操作和实施难度较大,研究和应用较少【l8 1 。这些系统中,植物 处于核心地位,它的光合作用使系统可以直接利用太阳能;而植物的生长带来的适宜的 栖息环境,使多样化的生命形式在系统中的生存成为可能,并且正是植物和这些生物的 联合作用使污染物得以降解【i 圳。 美国对芦苇、香蒲、灯心草、水葱等植物净化污水进行过大量的研究,据资料记 载,世界上研究得较多的水生高等植物有凤眼莲( e f c 办 d 埘妇c ,绷咖e 5 )、喜旱莲子草 ( 彳抛,z 口n 砌e 阳础f ,弧e 加f 如s )、浮萍( 绷耐力甜) 、紫萍( 勋打d 幽儿 p o 咖砌j z a )、水鳖( 蜘c 办口r 括鲫妇f f c 姗)、荇菜( m 榭p d f 如s 那胁f “聊)、满江 红( 彳z d 砌f 聊6 ,f 叩幻) 等【2 0 之1 1 。这些植物是耐污能力强、根系发达、茎叶茂密、抗病虫 害能力强,且有一定经济价值的植物。朱斌【2 2 】通过调研,近1 0 a 水生植物在净化水质方 面的部分国内外期刊文献( 共9 5 篇) ,对不同水生植物的被研究次数进行了统计,结果 1 1 绪论 选择多种植物进行搭配组合进行水体净化效果的研究。根据国内外的研究发现, 利用多种水生高等植物和水生植被组建人工复合生态系统在治理水体富营养化时具有独 特优势,它可以克服单一水生植物季节性变化明显,生物净化作用不稳定的缺点,发挥 多种水生高等植物在时间和空间上的差异,实现优势互补,从而稳定地净化湖泊水生生 态系统【4 0 4 1 1 。尤其可以适当选用常绿水生植物,根据李文朝【3 i 】的研究,选用耐寒植物伊 乐藻和喜温植物风眼莲及菱,组建成的常绿型人工水生植被,不仅使试验区内长年保持 较好的水质,而且对外来污染冲击有很强的缓冲能力。所以今后应加强这方面的研究工 作。 研究水生植物净化水体后生物量的资源化利用。人们在利用水生植物对湖泊进行 净化时,通常只根据环保性能来选择水生高等植物,而没考虑它们的经济效益、资源化 利用程度以及该植物在水体中的布局对整个水生生态系统群落结构的影响。今后,要选 择一些具有较高环保性、经济上可行、同时可资源化利用的水生高等植物。 重视水生植物生态功能和景观功能相结合的研究。水生植物不仅极大地丰富了园 林的水体景观,还可以与水质处理系统、生态系统保护巧妙地结合为一体。例如:四川 成都,为了处理受污染的府河水在岸边建造的活水公园1 2 3 1 ,其中的水生植物塘系统既营 造了公园的主要景观,又可有效地进行污水的处理。今后的水域景观,必然要向水域景 观与水质处理系统相结合方向发展。: 寻求能从废水中有效去除过剩营养并使废水得以再利用的污水处理新技术始终是环 境科学家们关注和探索的焦点。随着研究应用的深入,科学家们正在趋向于以水生植物 为结合点,把污水处理和其他功能统一起来,使其扬长避短。中国科学院水生生物所在 传统生物塘基础上改进的综合生物塘系统,把污水处理和水产养殖结合的一个尝试l 4 2 l : 加拿大约翰托德教授的“活机器( 1 i v i n gm 蛐) 系统,在一个温室内把人工湿地 处理和水产养殖综合系统结合在一起,充分利用空间,。创造出个高效的废水处理系统 h 3 】 o 1 2 水生植物净化富营养化水体研究的目的和意义 园林发展至今已由传统的重视建筑等实体空间景观转向注重植物造景等生命景观的 生态园林阶段。城市有水则活,水赋予了城市灵性,水体景观也是园林景观的一个重要 方面,然而水体富营养化就象城市水体这个淡妆浓抹的少女脸上的瑕疵,让景观水体顿 失风采,与地球上其他形式的水体一样,园林水体景观也面临着这样尴尬的局面:水中 蚊蝇滋生、气味难闻、富营养化严重,已毫无美景可言,游人恐避之而不及【i 训。而城市 当中的水体除了景观作用,在城市建设和经济发展方面也有着重要作用,有些甚至是城 市饮用水的重要来源。所以对受污染的城市水体进行人工强化净化技术研究,是当前社 会发展和生态环境建设的迫切需要。 水生植物通过它们洒脱的姿形,优美的线条,绚丽的色彩,创造出了一幅幅优雅的 园林景观。人们不仅可以观叶、赏花,还能欣赏它们在水中的倒影;芦苇、香蒲、慈 2 材料

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