云龙湖水上花园营造技术研究.doc

徐州工程学院毕业设计(论文)图书分类号：密 级：毕业设计(论文)云龙湖水上花园营造技术研究Study on the construction of water garden at the Lake Yunlong in Xuzhou City ，China摘要当前，中国湖泊富营养化污染严重，为防止湖泊污染的发展,保持湖泊生态系统的稳定,对富营养化湖泊进行生态修复是十分必要的，水上花园营造是修复湖泊的最佳途径之一。本文以云龙湖为研究对象，在对云龙湖水质物理化学特性进行调查研究的基础上，充分研究了植物浮岛技术和水生植物造景配置技术，进而得出云龙湖水上花园营造的科学依据：（1）、云龙湖水上花园营造必须考虑云龙湖水质物理化学特性，云龙湖上覆水中东部区域的TP含量高于西部区域的TP含量，云龙湖沉积物中TP、TN的含量在游船码头和游泳场所附近较高；（2）、选择湿式人工浮岛；（3）、要依照云龙湖水质物理化学特性选择水生植物种类，以徐州乡土树种尤佳；（4）、重点考虑乡土水生植物和外来水生植物生物群落竞争特点及对N、P元素的吸收差异特征，进行植物群落合理搭配；（5）、人工种植或布置水生植物时要呈丛状或块状，有效的隔离，形成水生植物群落在云龙湖上自维持的良性循环。关键词：云龙湖；水上花园；浮岛；水生植物- II -徐州工程学院毕业设计(论文)AbstractThe eutrophication of lakes in China has become more and more serious, which must be paid attention to. It is very necessary to make the ecological restoration for such lakes so as to prevent the development of lake pollution and maintain the ecosystem stability. To create a water garden is one of the best ways.The paper serves Yunlong Lake as the research object. On the basis of analyzing the physical and chemical characteristics of water quality, it probes into techniques about floating island and disposing and landscaping of aquatic plants, and provides scientific basis for construction of Yunlong Lake Garden:Firstly, the physical and chemical characteristics of Yunlong Lake water quality must be taken into account. The TP content of its overlying water in the eastern region is higher than the western region, and the TP, TN content of its sediment in the cruise ship docks and swimming place are higher; Secondly, choose wet-artificial floating island.Thirdly, select aquatic plant species in accordance with the physical and chemical characteristics of Yunlong Lake water quality, such as native trees in Xuzhou;Fourthly, focus on the competitive characteristics of native aquatic plants and external aquatic plants and the absorption difference for the N, P elements. Allocate rationally among the plant communities;The end，produce plexus block to effective segregation when artificial planting or arranging aquatic plants. It is good for forming a good cycle for sustaining aquatic plant communities in the Yunlong Lake.Keywords：Yunlong Lake garden on water floating island aquatic plantIII徐州工程学院毕业设计(论文)目 录1 绪论11.1 我国湖泊现状及其生态修复概况11.1.1中国湖泊现状11.1.2湖泊生态修复概况11.2水上花园营造技术（浮岛技术）11.2.1水上花园的概念11.2.2水上花园修复湖泊的应用前景21.3选题的目的与意义22 研究区域概况42.1云龙湖地理概况42.2云龙湖水体现状43 研究内容与研究方法63.1研究内容63.1.1云龙湖水质物理化学特性63.1.2水上花园技术研究63.1.3云龙湖水上花园营造中水生植物应用特点研究63.2研究方法64 结果与分析84.1云龙湖水质物理化学特性分析84.2水上花园技术研究104.2.1水上花园技术原理104.2.2水上花园技术的基本特点104.2.3水上花园的制作解析114.2.4水上花园对污水的吸收、去除和富集134.3云龙湖水上花园营造中水生植物造景配置应用特点154.3.1水生植物的生活型和种类154.3.2水生植物生态学特征164.3.3水生植物的营建和管理16结论18致谢19参考文献20211 绪论1.1 我国湖泊现状及其生态修复概况1.1.1中国湖泊现状中国是一个多湖泊国家,大于 1km2的湖泊有2300多个,湖泊和水库总贮水量可达 6.3801011m3湖泊是内陆水体供水的主体，我国的湖泊资源对沿湖人民生活、生产、航运、旅游业的发展都有重要的影响,但随着经济的高速发展,人们对湖泊资源未能合理地利用和科学管理,使其出现了一些环境问题,主要包括:(1)湖泊咸化、萎缩、消亡；(2)泥沙淤积；(3)水位下降；(4)湖泊富营养化。其中以湖泊富营养化问题最为突出。湖泊富营养化主要是人类活动输入湖泊水体的氮、磷过量,导致水质恶化,生物多样性的稳定生态系统遭到破坏24,引起湖泊退化、衰亡。当前，中国湖泊污染具有严重、复杂和全面化等 3个特点，富营养化和有毒有害物质形成的复合污染是我国湖泊污染的显著特征。早期的工业污染，加上近年城镇化工农业活动的剧烈增加，农药、集约化家禽养殖中激素、抗生素大量使用，以及持久性有机污染物的大量排放，使得中国湖泊复合污染特征明显、生态健康效应复杂、科学问题突出。虽然这些有毒有害污染物的浓度处于微量或衡量水平，但其在生物体内存在着累积与毒性放大的过程以及多种污染物的联合毒理效应，这给区域饮用水安全、水产品质量以及人体健康带来了严重威胁。目前，水生生态系统安全和人体健康是湖泊水环境保护的核心。为防止湖泊富营养化的发生、发展,保持湖泊生态系统的稳定,对富营养化湖泊进行生态修复是十分必要的,也是可行的。1.1.2湖泊生态修复概况生态修复的概念自20世纪70年代提出以来,在美国、西欧等一些发达国家引起广泛重视,国际上曾多次召开专题讨论会进行了一些相关性研究；一些国家也开展了一系列的工程试验研究工作,并取得大量科研成果5。20世纪90年代以来,亚洲的中国、日本、韩国等国家对生态修复的研究也尤为重视,并且实施了一系列的生态修复工程,使河湖的水质得到改善,保证了饮用水的饮用6,并相继开展了一系列生态工程的实验研究,也取得了大量的研究成果7,8。中国湖泊的富营养化和污染形势严峻，水质的恶化加剧了水资源短缺的形势，严重威胁了饮用水安全以及生态环境健康。湖泊水环境污染已成为制约中国国民经济发展的重要因素，引起了国家和当地政府的高度关注，急需加强湖泊污染控制、治理和管理等方面的综合研究；但是，国家环境管理的创新跨越和环境战略目标的实现亟需适合中国区域特点的水环境基准作为科学依据,而湖泊水环境基准方面的系统研究尚未展开9。1.2水上花园营造技术（浮岛技术）1.2.1水上花园的概念水上花园（人工浮岛）又称人工浮床、生态浮岛,是一种像筏子似的人工浮体,在这个人工浮体上栽培一些芦苇之类的水生植物,放在水里。人工浮岛能支持许多植物的生长,并且具有漂浮结构10。早在 20 世纪 50 年代，人工浮岛技术就被用来为鱼类提供产卵礁石。它是一种可为多种野生生物提供生境的飘浮结构，由植被基（人工浮岛平台）植物和固定系统组成。由于采用漂浮的平台支撑植被生长，所以能随水位波动上下左右移动，从而可用于在一个水位波动的系统里恢复人类喜爱的湖滨植被。1.2.2水上花园修复湖泊的应用前景（1）自20年前德国BESTMAN公司开发出第一个水上花园（人工浮岛）之后,以日本为代表的国家和地区成功地将人工浮床应用于地表水体的污染治理和生态修复11,12。近年来世界上已有许多湖泊、池塘和河流采用了水上花园（人工浮岛）技术，中国也已有许多生态浮岛的工程实例，如北京罗道庄河、杭州南应加河、无锡五里湖和北京什杀海等，均获得很好的应用效果，而且获得了一些自主的知识产权。（2）人工浮岛在水体的综合治理中具有良好的推广应用前景。首先，在城市地表水体中,城市内河水量大、水体流速慢,停留时间长、波浪小、受区域城市污染物干扰大,容易引起富营养化。目前,国内外对这些水体的污染治理主要通过建立污水处理厂控制污水排放、底泥疏浚等各种治理措施 ,但这些措施存在建设周期长、耗资巨大等问题。而人工浮岛技术却有施工简单、工期短、对周围环境影响小、材料费用与施工费用低、供试植物和浮床载体材料来源广、结构组装方便、载体可移动拼装等特点。在净化城市内河水质方面，人工浮岛技术具有独特优势和可操作性，为处理污水、净化水质提供了另一条有效途径。其次，在水资源日益缺乏的今天，水资源再生利用显得越来越重要。由于城市污水处理厂的出水水质与景观用水要求有一定差异，污水处理厂出水不能直接作为景观用水。但人工浮岛可以作为污水处理厂出水和景观用水之间的过渡处理时期来，净化水质，使之达到景观用水标准。第三，当前环境问题越来越突出,国内外特别重视城市生态建设,而城市绿化是生态城市建设的一个重要部分。在水体中建造人工浮岛无疑是在水面上建造绿地,使水面成为绿化带,这对提高城市绿化面积，改善城市生态环境起着重要作用。不但如此,在人工浮岛上种植美人蕉等花卉植物，还可以美化景观，增加生物多样性。此外,由于人工浮岛是设置在水面,因而能有效节约土地资源 ,在土地日益紧张的城市更具有现实意义。水上花园（人工浮岛）技术是一种具有净化污染、修复生境、恢复生态、改善景观等多种功能的新型生态环境技术。目前中国湖泊急需修复，水上花园营造无疑是修复湖泊的最佳途径之一。1.3选题的目的与意义云龙湖是徐州市最大的淡水湖，是一座集旅游、水产养殖、灌溉、防洪等多功能的中型水库。其库容量达3330万m3，最大水深5.1 m，平均水深2.5m。2005年检测表明，总氮量为1.41mg/L，总磷量为0.224 mg/L，可溶性磷0.140 mg/L，是一个典型的富营养化湖泊13。随着经济的快速发展和人口的迅速增长，徐州云龙湖水体的水质污染逐年加重，不仅影响到沿湖人民的生产和生活环境质量提高，影响云龙湖风景区的旅游发展，而且影响区域社会经济的发展，更不利于徐州市卫生模范城市、生态园林城市的创建工作。因此保护好云龙湖水质，修复云龙湖水质，是保证云龙湖风景区的旅游健康发展，提高徐州生态质量急待解决的一项重要环境问题，进行云龙湖水上花园营造是十分必要、有意义的。2 研究区域概况2.1云龙湖地理概况云龙湖位于风景秀丽的徐州市区南部，原名“簸箕洼”又名“石狗湖”，是徐州市区最大的水域游览胜地。1984年被江苏省政府批准为省级风景名胜区。目前云龙湖水面面积已达到6.76平方公里（含小南湖景区），包括云龙湖、云龙山、珠山、大山头、韩山、西凤山在内的云龙风景旅游区核心区的规划面积达到14.4平方公里。已建成的景区有：水上世界及水面游览区、滨湖公园、湖东文化古迹游览区、小南湖生态游览观光区，以及将要建设的珠山佛教文化游览区。整个风景区四季景观交相更替，多处人文景观相映生辉，仿佛就是镶嵌在我们这座城市上的璀璨明珠。云龙湖东傍云龙山，南靠珠山、大山头、拉犁山，西依韩山，北临滨湖大堤，构成了“三面环山一面水”的自然景观。云龙湖底平均海拔30.8米，常年水位海拔33米左右，1978年开辟了一条穿云龙山的溢洪道，全长2000米。2003年为了保护云龙湖的水质，铺设了11公里长的环湖截污管道，新建了三座泵站，实现了云龙湖区域的雨污分流，达到了国家重点风景区二类湖泊水质要求。 2.2云龙湖水体现状 一、云龙湖流域云龙湖流域范围包括奎山乡、火花乡和汉王乡的部分地区，拥有23个行政村，总人口约 5.4万人，流域总面积约52.4km2 ，其中耕地面积约3000hm2，并以农业种植为主。流域内绿化覆盖率虽然达48% ,但分布不平衡，有的地方由于采石等人为因素造成了植被的严重破坏。总的来说 ,流域内植物群落较为简单，物种较少，植被发育不良，涵养和净化水源能力较差。由于云龙湖整个汇水区的地表径流最后均汇入云龙湖，因此云龙湖水质的好坏会受到整个汇水区综合环境的影响。二、主要水体云龙湖以及与其相通的闸河、军民河、玉带河和王窑大沟等构成流域内的主要水体。云龙湖分东、西两湖,水面积6.76平方公里（含小南湖景区），最近几年的平均水位为海拔33m 左右,平均水深1.67m ,相应库容量951.9万立方米。校核洪水位37.14 m ,相应库容量4346万立方米12。流域内河流在没有大雨和暴雨情况下,地面径流几乎为零。由此可见,云龙湖流域内水体具有容量小、水源缺乏、自净能力低、不具备纳污能力等特点。三、云龙湖水量平衡状况云龙湖库容量较小,蓄水能力有限，无法达到水量自然平衡。据测算，云龙湖的兴利库容量 1005 万立方米,最大库容量4382万立方米。该流域地面年径流量最大可达 2207 万立方米，年平均为 1089.8万立方米。云龙湖年平均蒸发量高达 792.5 万立方米，年渗透于地下水中的水量约 34万立方米，近湖农业灌溉用水 264 万立方米，以上三项合计每年却要损失1090.5 万立方米的水量，约等于流域年平均地面径流量14。单从上述测算结果来看，云龙湖的进出水是平衡的，既不需要调水补库，也不需要开闸放水。但实际上，由于徐州地区降水比较集中，而云龙湖作为水利设施又必须首先考虑市区汛期防洪的需要，云龙湖蓄水水位要远远低于理论上的最大蓄水位。因此，上游汇入的短时集中的地面径流很大部分只能通过开闸放水方式白白流失。据统计，云龙湖的年弃水量为(15941)万立方米。云龙湖在干旱年份则又必须从运河补充水源。四、云龙湖水体的主要功能（1）、防洪、农业蓄水和旅游景观云龙湖作为云龙风景区的核心组成部分，每年吸引数以万计的游客来徐旅游观光，给徐州带来可观的旅游收入，同时还带动相关产业的发展。（2）、增加大气湿度 ,稳定空气温度云龙湖每年通过蒸发升腾作用而消耗的水量约792.5 万立方米，通过农业灌溉间接进入大气的水量约260万立方米。这些被蒸发的大量水分进入大气，从而增加了空气湿度，缓解市区干燥的空气对人们生活和工作带来的不利影响。另外，由于水具有很高的热容性，因此，云龙湖水体对临近区域的气温具有缓冲和稳定的重要作用。（3）、维持地下水的平衡，减缓市区地面沉降据估算，云龙湖每年渗漏于地下水中的水量约34万立方米。因此，云龙湖能够起到补充地下水和维持地下水水位和水压的作用，避免或抑制市区“地下水斗”现象的形成，从而防止或减缓市区因大量开采地下水而造成的地面沉降或塌陷。同时，地下水压的增高，削弱了市区地表污水和地下污水池、排污管道的渗漏对地下水的污染速度和强度，在一定程度上起到保护地下水的作用。五、云龙湖水质状况、污染源简析（1）、水质现状评价根据徐州市环保部门1998年112月的监测结果可以看出，云龙湖的水质污染比较严重。超标的项目主要有高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、粪大肠菌群。其中氨氮、总磷、总氮超标程度严重，超标量在50 %以上。（2）、水体污染的主要途径一是流域内污染物直接排入湖水；二是通过大雨、暴雨形成地表径流将污染物带入；三是补库调水水源带来污染；四是湖面降水(包括降雨、降雪、降雾等)中含有污染物质；五是湖面降尘(指干降)造成湖水污染；六是空气中的有害气体溶于湖水中形成水质污染；七是固体污染物向湖中抛洒形成的水质污染。3 研究内容与研究方法3.1研究内容3.1.1云龙湖水质物理化学特性通过实地调查、实验，研究云龙湖水的物里化学特性，湖水N、P素的含量。3.1.2水上花园技术研究讨论水上花园（人工浮岛）的制作，水上花园技术的基本特点，水上花园技术原理以及基质的重点研究问题。并且对花叶芦竹Arundo donax L.var.versicolor Kunth、细叶莎草Cyperus alternifolius L.Gracilis、旱伞草Cyperus alternifolius L.、泽泻Alisma orientale(Sam.)Juz.、姜花Hedychium coronarium Koenig、水烛Typha angustifolia Linn.、千屈菜Lythrum salicaria Linn.、再力花Thalia dealbata Fraser、慈菇Sagittaria sagittifolia L.、睡莲Nymphaea tetragona Georgi、水禾Hygroryza aristata(Retz.)Nees ex Wight&Arn.、花菖蒲Iris ensata Thunb.var.hortensis、莕菜Nymphoides peltatum(Gmel.)O.Kuntze、香菇草Hydrocotyle vulgaris L.、砖子苗Mariscus umbellatus Vahl、水生美人蕉Canna generalis Bailey.、茭白Zizania latifolia(Griseb.)Stapf、香蒲Typha latifolia L.、梭鱼草Pontederia cordata L.、黄菖蒲Iris pseudacorus Linn.、水葱Scirpus tabernaemontani Gmel.、芦竹Arundo donax Linn、苦草Vallisneria natans(Lour.)Hara、金鱼藻Ceratophyllum demersum Linn.24种水生植物在污水胁迫生境条件下的生长和营养元素的富集能力进行定性和定量研究。3.1.3云龙湖水上花园营造中水生植物应用特点研究水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点，在城市环境建设中得到广泛应用。针对应用中出现的一些问题，结合水生植物个体生态学特征、群落结构和发育动态等，提出科学应用水生植物的基本要求。3.2研究方法（1）、云龙湖水质物理化学特性分析实验在云龙湖距滨岸20m处沿湖周设置了20个采样点。沉积物样品自然风干磨细后，过100目筛待用。总氮（TN）采用凯氏法分析测定；总磷（TP）分析采用H2SO4-HClO4消煮，钼锑抗比色法；磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法测定。（2）、水上花园（人工浮岛）技术研究方法一、结合人工浮岛的制作,详细解析了人工浮岛的组成及构造、植物选择及移植、栽培基盘及盘内填充物筛选,以及总体的设计与构建;同时阐述生态浮床技术的基本特点，生态浮床技术原理，基质的重点研究问题。二、进行水生植物污水胁迫逆境生理研究实验：将已选择好的24种处于生长旺盛期的水生植物栽培于塑料桶中，实验温室经过一个月的适应性培养后，倒去净水，进行第一次采集植株物样品用于分析，同时加入混合污水，经过45d的生长后，进行第二次采集样品用于分析植物体内各种营养元素的含量。试验基地污水配制：进入城市湿地中的污水成分比较复杂，有工业污水也有生活污水，为了全面检测水生植物对污水的吸收、去除和富集能力，在论文试验中，我们采用混合污水用于胁迫试验。胁迫试验的污水取自未处理的生活污水和生产线上的工业污水按1：1等量配比，每隔15日加入一次，共加入三次。每次每个栽培水生植物的水桶加污水3000ml。测试主要仪器设备：ICP-AES仪、719S Titrino自动定氮仪、6400-A火焰光度计。（3）、水上花园营造中水生植物应用特点研究途径结合水生植物个体生态学特征、群落结构和发育动态等，得出水生植物造景配置应用中应注意的问题。4 结果与分析4.1云龙湖水质物理化学特性分析表4-1 云龙湖各采样点的基本理化性质Tab. 4-1 Physical and chemical properties of samples in Lake Yunlong采样点透明度/cm氧化还原电位/mv溶解氧/ppm水温/pH值135161.23.2026.18.32237133.53.5325.88.36333132.55.6226.18.3043563.34.0825.78.54529185.83.5327.18.88630180.33.3427.08.81735151.13.7527.48.26824169.33.2526.58.65935185.42.3527.08.631041198.22.7227.78.821154105.32.5325.98.23124364.43.0026.18.34134278.93.2225.98.48143777.83.4526.28.501546127.73.3226.88.381645132.82.8726.58.611741147.73.1326.88.58183990.13.3526.18.3819421193.226.18.392040188.92.8126.48.46注：前10个点为东部区域，后10个点为西部区域，以下图表同。（1）、云龙湖上覆水中TP的含量分布 云龙湖东、西两区域上覆水中TP的含量分布如图4-1所示。图4-1云龙湖上覆水TP的分布图Fig. 4-1 Concentration of TP in overlay water in Lake Yunlong 由图4-1可知，上覆水中TP的含量随采样点的不同而不同，云龙湖水是从西部区域流往东部，按照已有的结论，由于湖水自身的净化作用，东部区域的TP含量应该低于西部区域的TP含量，但是从图4-1总体看来，却是东部区域大于西部，原因是东部区域属于游人较多、餐饮业发达区域，受人为干扰因素较大，而西部区域比较偏僻，污染程度较东部区域轻。（2）、云龙湖沉积物中TP的含量特征云龙东西两区域沉积物中TP的含量分布如图4-2所示。图4-2 云龙湖各点柱状沉积物中TP含量的垂向变化Fig. 4-2 Vertical variations of contents of TP in Lake Yunlong sediment cores注：图中TP1为沉积物最表层（0-3cm），TP2为沉积物次表层（3-6cm），TP3为沉积物第三层（6-11cm）下同由图4-2所示可以看出，3、7、11、12、13和15号采样点的表层及总体TP含量均较高，分析其原因主要是其附近有游船码头和游泳场所等人为干扰所致。从图4-2中也可以看出柱状沉积物中TP含量最大值一般出现在沉积物最表层，且随着沉积物深度的增加而减小，主要是由于上覆水与沉积物界面互相干扰导致，但6、7、11和15号采样点除外，呈现出先降低后升高的规律，这可能是因为云龙湖是浅水型湖泊，沉积物容易受到湖外界因素的干扰，如光照、温度、人为扰动等，沉积物中的磷受到干扰后向上覆水中释放，因此可能导致沉积物第三层的含磷量升高。（3）、云龙湖沉积物TN含量特征云龙东西两区域沉积物中TN的含量分布如图4-3所示。图4-3云龙湖各点柱状沉积物中TN含量的垂向变化Fig.4 -3Vertical variations of contents of TN in Lake Yunlong sediment cores由图4-3可以看出，3、7、11、12、14、15、16号点TN含量较高，与TP的规律相类似，主要是由于该采样点附近码头等，人为干扰因素较大。且西部区域的TN含量普遍高于东部，分析其原因主要是由于云龙湖水从西往东流，由于水体自身的净化作用，使得东部区域TN含量降低。但是从垂向分布来看，没有明显的变化规律，主要是氮的形态变化较多，尤其氮的循环传递可在水、泥、空气不断转化，使得氮TN在沉积物中的规律不够明显，需进一步研究。4.2水上花园技术研究4.2.1水上花园技术原理水上花园（人工浮岛），即生态浮床治理水环境与生态修复的原理是:通过植物在生长过程中对水体中N、P等植物必需元素的吸收利用，及其植物根系和浮床基质等对水体中悬浮物的吸附作用，富集水体中的有害物质，与此同时，植物根系释出大量能降解有机物的分泌物，从而加速有机污染物的分解，随着部分水质指标的改善，尤其是D0的大幅度增加15，为好氧微生物的大量繁殖创造了条件通过微生物对有机污染物、营养物的进一步分解，使水质得到进一步改善，最终通过收获植物体的形式，将N、P等营养物质以及吸附积累在植物体内和根系表面的污染物搬离水体，使水体中的污染物大幅度减少，水质得到改善，从而为高等水生植物的生存、繁衍创造生态环境条件，为最终修复水生态系统提供可能。4.2.2水上花园技术的基本特点生态浮床技术是生态技术，无环境风险和二次污染，创新点是将陆生植物经培育引入水体种植。自1991年以来，在大型水库、湖泊、河道、运河等不同水域，成功地种植了46个科的130多种陆生植物，累计面积10余hm。其中大面积单季水稻每公顷产量在8.5t以上，最高可达10.07t；美人蕉、旱伞草等花卉比陆地种植取得了更好的群体和景观效果。利用陆生植物对N、P营养盐的吸收和光合作用，去除水中N、P，无须施肥，病虫害少，生物生产量高。实践证明，在污染水体中种植一些耐污能力特别强，能在原位生态条件下正常生长，并容易收获的高等植物，对水体能起到很好的净化作用。4.2.3水上花园的制作解析随着水上花园（人工浮岛）工程案例的增多,其结构设计、规模形状、选材、布设方式也越来越受到人们的重视。（1）、人工浮岛的分类及其组成根据植物的根部是否与水接触,本文将人工浮岛分为湿式和干式两大类(表4-3)。植物和水不接触的为干式,接触的为湿式。干式人工浮岛一般利用混泥土、发泡苯乙烯等制作而成。湿式人工浮岛还可以分为无框架(只须制作底盘,一般用椰子纤维,泡沫等)和有框架(除了无框架所需之物件外,还需要木材、混泥土等)两种。在实际的运用中,湿式偏多,干式偏少,其主要原因是,湿式不仅能起到景观美化的作用,而且还能起到很好的水质净化功效。表4-3人工浮岛的分类10Tab. 4-3The classification of manmade floating island类型特点湿式：植物能够直接接触水，而且起到很好的水质净化效果。有框架式植被基：通常淹没水中。主导植物：挺水植物，如芦苇、香蒲等。优点：鸟类栖息地，鱼类产卵场，净化水质等。无框架半湿式植被基：上部分露出水面。主导植物：水生植物。优点：鸟类栖息地，自然景观。废旧轮胎式或其他形式使用废旧的轮胎或聚脂容器，作为植物生长的平台，制作方便而且成本低。干式：植物不能与水接触，它对水净化效果很小，但可以在浮岛上种植乔木及园林树种。箱式植被基：不与水接触。主导植物：陆生植物。优点：鸟类栖息地，鱼类产卵场，良好的景观，消浪。浮子和植被基分离式植被基：不与水接触。主导植物：挺水植物，如芦苇、香蒲等。优点：鸟类栖息地，鸭，水生动物。三种湿式的人工浮岛都能起到水质净化的功效。有框架式的浮岛由于有边框,浮岛整体的稳定性比无框的好,边框可以用竹子,木头等浮力比较大的材料。无框架式的浮岛的稳定性差,适用于海浪小,风力低的海域中。废旧轮胎式的浮岛,结构简单,制造方便而且成本低,浮体的材料可选性多,但是要注意环保问题,避免选用有二次污染的材料做浮体。人工浮岛是一种可为多种野生生物提供生境的漂浮结构。通过试验制作,解析其组成由植物体、植物浮床、浮岛平台和水下固定装置四部分组成,如图4-5所示。图4-5 人工浮岛的组成10Fig. 4-5 The composition of manmade floating island（2）、植物选择及植物移植美丽的浮岛植物不仅为你疼痛的双眼缓解疲劳,而且也能净化水质,为水域创造了一个美好的环境。水生植物包括湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物五种生活型。其中湿生植物、挺水植物、浮叶植物及漂浮植物的生产力接近于陆生植物,有些在富营养化条件下其生产力可以超过陆生植物。利用水生植物能够富集 N、P等物质的特点,人工浮岛成为治理、调节和抑制水环境富营养化的有效途径之一。通过植物筛选、比较和分析,将既符合净化水质又符合景观美化两大功能的植物归纳如下:金属元素吸收能力较强的挺水植物有:灯心草 风车草 泽泻 慈姑 宽叶香蒲 薄荷草荷花 水蓼。对磷氮去除效果较明显的有:水芹 水葱石菖蒲梭鱼草 芦苇 香蒲 美人蕉 香根草 灯心草。在植物移植时发现，植物选择除了考虑其净化功能、景观功能、适地适树等因素外，浮岛制作需要考虑植物不能太高，否则难以固定、容易折断，而且很容易因为受风力而使得浮岛倾斜、沉没。因此根据浮岛面积、选择适当高度的植物是非常重要的。通过反复试验发现:植物和栽培基盘高度比小于 5:1的稳定性较好。植物太矮不能起到净化水质和美化景观的功效。在此建议植物高度是栽培基盘高度的一半比较合适。总之，在选择水生植物时需注意以下 6个方面:1)、选择的植物应为适宜水系、水质条件生长多年的水生植物。2)、以耐污抗污、且具有较强的治污净化潜能的植物为主。3)、植物根系发达、根茎分蘖繁殖能力强,即个体分株快。4)、植物生长快、生物量大。5)、选择冬季常绿的水生植物或驯化后的具有景观价值的陆生植物。6)、满足景观空间形态的需求，综合岸线景观和湖面倒影、水面植物进行适当的景观组织。（3）、栽培基盘及盘内填充物筛选浮岛载体的选择,从浮岛平台的载体和植物浮床的载体两部分来分析。1）、浮岛平台载体的选料原则为:无污染，耐久，经济，有较好的强度。浮岛的载体材料的可选择范围非常广泛，但是考虑到施工工艺和造价，目前所用的浮力材料大部分为竹子，泡沫，木头，废旧轮胎，pvc管等。其中竹子具有浮力效果好，结实，耐水浸，无污染，成本低等优点，因而被广泛地使用。2）、植物浮床载体的选材原则为:耐水浸，不易腐烂，无污染，关键是植物可以在上面良好地生长。据有关资料显示，目前，我国使用较多的是椰子纤维和树脂材料。用这些材料做成的载体垫子既蓬松，有利于植物根系的缠绕，使得植物可以牢牢地附着在上面，不易散落，既经久耐用，又不会污染水体。当植物放入栽培基盘时，需要用填充物把植物固定。建议用碎石或泥炭土加大珍珠石做介质固定。当然，为了防止碎石从基盘底漏出，可在底部垫上比孔径大一半的瓦片等物。另外，如果所栽培的植物不需要用到任何介质填充时，可以利用橡皮筋，借助栽培基盘周围的扣环，左右套住将植物固定栽培基盘中心。(4)、浮岛大小和形状浮岛的大小一般来说边长 15m不等，考虑到搬运性、施工性和耐久性等因素，大多采用边长 23m的比较多。至于形状以四边形的居多，也有三角形、六角形或各种不同形状组合起来的。对于形状的选用方面，要根据实际的情况来选用不同的形状，例如，对于水域中波浪比较大的情况下，选用四方形结构的浮岛比三角形的结构稳定，而对于风口位置，摆放三角形的结构的浮岛，由于其夹角小90，从而不易吹倒。(5)、人工浮岛的总体设计与构建在建造人工浮岛时，必须进行周详的考虑和规划，其中包括建造之前的准备工作，实地的调查，有关数据的收集与分析，浮岛的建造目的，成本的预算以及浮岛类型的选择方案等，进而指导建造工作，也有利于日后的监测和维护。浮岛在进行设计和构建实施时，需考虑以下 5方面的问题，其集中点在于浮岛的结构问题。1)、稳定性:为防止被风浪冲走,或者单元与单元之间的碰撞，浮岛应该具有足够的稳定性，以保持其位置和形状。2)、耐久性:尽量选择无污染、抗老化、耐腐蚀的材料,否则不仅管理困难,更易造成浪费。3)、经济性:在达到设计效果的同时，设计要力求减少投资成本，降低运行费用。4)、景观性:不仅能形成优美的景观,而且能使其与周围的景观相协调。5)、施工性:便于运输，易于拼接，连接、移动和维护，依据不同的工程规模要求，可拼接成所需的大小和形状，这也是一个很重要的方面。另外,还要注意人工浮岛的维护工作，如检查浮岛单元的稳定性，修复被破坏的部分，监测水质等。4.2.4水上花园对污水的吸收、去除和富集通过对花叶芦竹、细叶莎草、旱伞草、泽泻、姜花、水烛、千屈菜、再力花、慈菇、睡莲、水禾、花菖蒲、莕菜、香菇草、砖子苗、水生美人蕉、茭白、香蒲、梭鱼草、黄菖蒲、水葱、芦竹、苦草、金鱼藻24种水生植物在污水胁迫生境条件下的生长和营养元素的富集能力进行定性和定量研究，得出24种水生植物对N、P素的吸收能力数据16。（1）、水生植物吸收N素的能力从24种水生植物吸收N素的能力来看，其中有14种水生植物N素是正增长，1种零增长，9种负增长，增长速度最大的前4位分别是旱伞草4.8%、泽泻3.8%、水烛2.6%、姜花2.5%，表明这4种水生植物吸收N素能力强；负增长最大的前4位分别是茭白-2.2%、芦竹-1.1%、水禾-0.9%、梭鱼草-0.8%、再力花-0.7%，表明这5种水生植物生长受一定抑制，特别是茭白到8月份其生长已受季节限制。按吸收N素的能力强弱排序为：旱伞草、泽泻、水烛、姜花、细叶莎草、苦草、水生美人蕉、花叶芦竹、睡莲、金鱼藻、千屈菜、香菇草、莕菜、砖子苗、香蒲、黄菖蒲、水葱、花菖蒲、慈菇、再力花、梭鱼草、水禾、芦竹和茭白（见图4-6）。图4-6 24种水生植物吸收N素的能力16Fig. 4-6 The ability of N absorbed by twenty-four kinds of aquatic plants（2）、水生植物吸收P素的能力从24种水生植物吸收P素的能力来看，通过45dr污水环境生长，其中有12种水生植物P素吸收是正增长，12种负增长。吸收P素能力极强(2000 mg/kg)的是花菖蒲和香蒲，较强(500-2000mg/kg)的有莕菜、苦草、水生美人蕉、泽泻、睡莲和香菇草等种，有一定吸收能力(0-500mg/k)的有金鱼藻、水烛和慈菇；其余的不吸收或吸收能力很弱，吸收能力最差的是梭鱼草，其次是水葱、旱伞草、黄菖蒲。按吸收P素的能力强弱排序为：花菖蒲、香蒲、莕菜、苦草、水生美人蕉、泽泻、睡莲、香菇草、千屈菜、金鱼藻、水烛、慈菇、细叶莎草、再力花、花叶芦竹、砖子苗、茭白、水禾、芦竹、姜花、黄菖蒲、旱伞草、水葱、梭鱼草（见图4-7）。图4-7 24种水生植物吸收P素的能力16Fig. 4-7 The ability of P absorbed by twenty-four kinds of aquatic plants（3）、综合分析水生植物对污水的净化作用，可以通过测定经水生植物净化后污水中化学物质的变化，另外也可以通过测定水生植物中营养元素的含量来确定。本研究采用后一种方法，即采样分析水生植物在正常情况下与经污水生长后植株内营养元素的含量来确定。各种水生植物在污水中生长较好，植株体内的营养元素含量存在着较大的差异，植物在污水中生长后其体内营养元素含量均较大幅度地增加，吸收N素能力以旱伞草、泽泻、水烛、姜花和水生美人蕉为强，在污水中经过45d生长后，其体内N含量增加了24倍；吸收P素以香蒲和花菖蒲为好，植株内P素含量处理后比处理前增加23倍；24种水生植物在生活污水和工业污水合成污水中的生长45d后，通过采样分析水生植物在正常情况下(净水)与经污水生长后植株内营养元素的含量的变化，确定植物在污水中生长后其体内营养元素含量均较大幅度地增加，试验结果表明，不同植物对污水中的不同元素的吸收和富集能力是不同的。在城市水生植物景观规划设计中，根据城市水生的富养化或污染程度，根据水体的污染物质的种类、位置和季节不同，进行综合评价后，选用适合的水生植物有利于水体净化，有利于水生植物的生长，有利于水生生态功能的恢复。4.3云龙湖水上花园营造中水生植物造景配置应用特点4.3.1水生植物的生活型和种类城市生态建设中应用的水生植物主要是维管植物，被子植物占绝大多数，典型的水生植物多为被子植物的单子叶纲植物。水生植物是生态学范畴上的类群，是不同分类群植物长期适应水环境而形成的趋同性生态适应类型。水生植物生活型系统由许多学者以不同的方式提出过，但仍然有争议。不管争议如何，大部分学者认为水生植物按生活型还是可以初步分为：湿生植物、挺水植物、浮叶植物和沉水植物4大类，其中浮叶植物又分根生浮叶植物（如菱）和漂浮植物（如凤眼莲）。可以说湿生植物是偶然或不经常的水生植物；挺水植物是根茎水生的水生植物；浮叶植物是叶片一面气生的水生植物；只有沉水植物是完全的水生植物。4.3.2水生植物生态学特征水生植物生物学生态学特征与实际应用最相关的特征有：生长式样、生长节律（物候）、对环境因子的生态适宜性、种群更新与扩张（繁殖）以及越冬休眠情况；对沉水植物来说，水深、流速和水质状况等也至关重要，除此，水位的波动也是限制水生植物分布的重要因子。这些特征是长期适应不同生境形成的，构成了某种水生植物本身的属性，理解这些特征是正确使用水生植物材料的基础。水生植物多为多年生宿根草本植物，有发达的地下根茎系统。地下根茎初步分为两种，一种是集群式的，如黄菖蒲、花叶芦竹等，另一种是游击式的，如香蒲、苦草等。根茎系统在地下的分布与泥土类型、营养及其水分状况有关；根茎抽条与水深密切相关。如果在一个人工恢复或营建的水域，这些特征决定着选用某种水生植物底泥类型、栽植水深、地下根茎入底泥深度等技术要求。水生植物的生活周期是以1年为单位：从萌发生长到生殖、死亡或休眠都是在1年中完成的。水生植物的繁殖方式以无性繁殖为主，通常有性繁殖只占25%。无性繁殖的主要方式是休眠体；以植株作为繁殖体的多年生方式（如微齿眼子菜）不占优势。强烈的无性繁殖特点使水生植物在生长季节产生大量的新植株，侵入其他植物的地域空间，形成竞争。大量无性繁殖对景观水域的水生植物来说，并不是一个好的作用，因为，大量新植株可能破坏通过艺术加工的景观。4.3.3水生植物的营建和管理（1）、考虑水生植物群落的结构特征水生植物群落基本结构是层片，其植被的结构为群丛和植被类型；各层片基本不重叠，水生植物群丛基本为单优势群丛或两种共同优势群丛，伴生种为不同生态位或生态型的种类，水生植被结构较陆生植被简单。自然水生湿生植物种群以集群分布为主，因此，在实际应用时人工种植或布置水生植物时要呈丛或块，切不可等距离或均匀种植；不能在同一地方，单凭想象进行多种水生植物的群落搭配，如果是这样的话，就违背了师法自然的原则，即浪费又不自然。因为水生植物与木本植物不一样，水生湿生植物具有强烈的无性繁殖克隆生长特点，单从景观配置考虑其多种水生植物搭配与布置，不可能维持其景观，也不自然。经过一个季节的生长，水生植物种群数量可以增加好几倍，甚至可以侵入其它植物的生长空间，破坏景观效果。因此，在景观水域进行水生植物布置时，一定要考虑有效的隔离，特别是沿岸水平隔离尤为重要。隔离方式可以多种多样，土工布、木板、水泥板、种植容器等都可以。（2）、考虑水体和水生植物的发展阶段描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序（生态系列）来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落，它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生生境中的原生演替是从藻类开始，路径是：藻类 沉水植被 浮叶植被 挺水植被 湿生植被 陆生植被，最终结果是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化，表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化，生物多样性下降。水生植被的生态恢复与景观构建应遵循上述动