植物浮床在净化城市景观水体中的应用

1、第34卷第6期2009年12月林 业 调 查 规 划Forest I nventor y and P l anning Vo.l 34 No .6 Dec .2009do:i 10 3969/j iss n 1671 3168 2009 06 032植物浮床在净化城市景观水体中的应用许桂芳1,张朝阳1,向佐湘2(1 长沙环境保护职业技术学院,湖南长沙410004;2 湖南农业大学农学院,湖南长沙410128摘要:植物浮床已经被越来越多地应用于净化城市景观水体.其净化原理是通过植物根系对污染物的吸附和吸收作用,以收获植物体的形式将其搬离水体,从而达到净化水体的目的.具有良好的景观效果、净化水体成

2、本低及提高水体生物多样性等优点.当前其应用中存在的主要问题是浮床植物种类不够丰富,在冬季水体净化功能低下,应用模式尚有待研究等.关键词:植物浮床;景观水体;富营养化;水体净化中图分类号:S731 2;Q149 文献标识码:A 文章编号:1671-3168(200906-0123-04Application of Plant Floati ng B ed i n Purifying theW atersfor Urban LandscapeXU Gui -fang 1,ZHANG Zhao -yang 1,X I AN Zuo -xiang2(1 Changsha Env ironmenta l

3、 P ro tecti on Co lleg e ,Changsha H unan 410004,Ch i na ;2 Co lleg e of A grono m y ,H unan A gr i cultural U niversity ,Changsha H unan 410128,Ch i naAbst ract :Plan t floating bed has m ore frequentl y been used i n purify i n g the w aters for urban landscape no w adays W ith its particu lar adv

4、antages of landscape effec,t lo w cost and upgrading biod iversity ,theplant floati n g bed can be achieved the purpose for purify i n g the w aters through abso r b i n g the pollutant by root syste m,w hich plants are to be co ll e cted for c learing the po ll u tant a w ay fro m the w aters u lti

5、 m ately A t present ,there ex istm a i n issues in the applicati o n o f plant floating bed ,such as lack of p lant species ,lo w purification functi o n i n w i n ter and the application m ode to be further studiedK ey w ords :plant floa ti n g bed;w aters for landscape pur pose ;eutroph ication ;

6、w ater purification 收稿日期:2009-10-09基金项目:湖南省教育厅科研项目:生态浮床净化城市景观水体的植物筛选及模式研究(项目编号08D011.作者简介:许桂芳(1970-,女,湖南芷江人,侗族,副教授、高级工程师,主要从事园林景观与环境生态的科研与教学工作.Em ai:l zhz hy vi p qq co m;xgf7692yahoo com cn近年来,随着城市建设与居住环境的改善,建造了大量的景观水体,这改善了环境,提高了景观质量,但由于这些景观水体多为封闭静止的水体或流动性差的缓流水体,缺乏天然水体的自净能力和生态平衡系统,加上与人居环境联系紧密、水体较小等

7、原因,极易造成水质恶化,如悬浮物增多、浊度增大,有机物、细菌和大肠杆菌的含量增高等.富营养化的水体在温度较高时,甚至暴发水华.城市中的一些自然水体如河流、湖泊等,由于人为环境干扰太大,也出现这些问题,水体色度较高,一般可达几十度甚至上百度,有时甚至造成水体发黑发臭,丧失了景观水体的生态功能.据报道,全国有93%的公园水体遭到不同程度污染,水体黑臭及富营养化现象比较严重,许多城市河道呈现出明显的沼泽化趋势,许多景观湖水也存在着不同程度的富营养化13.植物浮床技术作为一种原位生物治理技术,已开始应用于城市景观水体净化修复当中.本文通过对植物浮床技术净化景观水体的分析,以期对城市景观水体修复有所帮助

8、.1植物浮床对水体净化的原理植物浮床也称为生态浮床,是运用无土栽培技术,以高分子材料为载体和基质,采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术.采用该技术可将原来只能在陆地种植的草本陆生植物种植到自然水域水面,达到净化水体的效果,利用水上栽培技术种植水生或陆生植物净化修复受污染水体己成为近年来许多学者研究的重要方向.林业调查规划其修复水体的原理是利用水生植物或陆生植物,以浮床作为载体,种植到富营养化水体的水面,植物在生长过程中对水体中N、P等元素的吸收及植物发达根系和浮床基质对水体中悬浮物的吸附,富集水体中有害物质,利用植物根系释出大量能降解有机物的分泌物,加速有机污染物分解;一些

9、植物还能分泌化学克生物质,抑制浮游植物生长45.同时可增加水体中的好氧微生物,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,净化水质6.2植物浮床的结构植物浮床分为湿式与干式,湿式浮床又分为有框和无框两种,所以植物浮床分为干式浮床、有框湿式浮床、无框湿式浮床三类.湿式有框浮床一般用PVC管等作为框架,用聚苯乙烯板等材料作为植物种植的床体;湿式无框浮床没有框,应用时在强度及使用时间上较差;干式生态浮床的植物与水体不直接接触,所以净化水体的能力比较差.目前应用最广泛的是湿式有框

10、式,而干式浮床、无框湿式浮床应用相对要少.浮床框体目前一般用PVC管、不锈钢管、木材、毛竹等作为框架.PVC管因其无毒无污染,持久耐用,价格便宜,重量轻,能承受一定冲击力,使用最多.浮床床体目前主要使用的是聚苯乙烯泡沫板,在泡沫上钻出若干小孔后,利用无土栽培技术将一些耐污耐水湿的植物种到里面.这种材料具有成本低廉、浮力强大、性能稳定、来源充裕、不污染水质、材料本身无毒疏水,重复利用率相对较高.此外,还有将陶粒、蛭石、珍珠岩等材料作为床体.这类材料具有多孔机构,适合于微生物附着而形成生物膜,有利于降解污染物质,但目前由于多种原因实际使用很少7.浮床基质起固定植物植株、提供植物生长所需的氧气与肥料

11、条件的作用,所以要选择固定力强、不易腐烂、具有较好的营养供给能力的物质.目前使用的浮床基质多为海绵、椰子纤维等8.从城市景观水体的净化应用来说,无框湿式浮床在景观上显得更为自然,特别是对居住区、园林绿地、广场等景观水体来说,由于水体面积较小、对景观的要求又高,更是适宜应用无框湿式浮床.因而,今后应选择结实而具有较好抗变性的床体材料及使用低矮致密的植物类型,以增加无框湿式浮床的强度,延长其使用时间,以扩大其在城市景观水体中的应用范围.3浮床的植物种类植物是浮床生物群落及其净化水质的主体.20世纪70年代前,国外利用水生高等植物净化污水,常常选用一般的水生杂草.但有些植物如凤眼莲(E ichhor

12、nia crassi p es等有很强的扩张能力,若控制不好极易泛滥成灾.我国从20世纪80年代起对植物浮床技术开展了一些有意义的研究,到目前为止对用于净化富营养化水体的高等植物进行过研究的有90余种,主要为1a生或多年生草本植物和花卉等,目前已用于或可用于人工生物浮床净化水体的植物主要有美人蕉(C anna ind ica、芦苇(Phragm ites australis、荻(E leocharis acicu l a ris、多花黑麦草(L o lium multifloru m、水稻(Oryza s ativa、香根草(Veti ver zizanioides、牛筋草(E leusine

13、 indica、香蒲(Typha orientalis、菖蒲(A corus gram ineus、石菖蒲(A corus gram ineus、海芋(A locasia m acrorrh iza、凤眼莲、土大黄(Rum ex jap onicus、水芹菜(Oenant h e jaranica、旱伞草(Cyp erus alterni f olius、灯心草(Juncus e ffusus、空心菜(Ipo m oea aquatica、水龙(Jussiaea rep ens、水竹草(Z ebrina p endula、荷花(N elum bo nucifera、萍蓬莲(Nuphar pum

14、 ilu m、慈菇(Sag itt a ria tri f olia var sinensis、茭白(Z izan i a lati f o lia等911.用于浮床的植物要求能适宜当地气候、水质条件,成活率高、根系发达、根茎繁殖能力强、植物生长快、生物量大、植株优美,具有一定的观赏性及经济价值,最好是本地植物.在实际工作中要根据现场气候、水质条件等影响因素进行植物筛选.对于城市景观水体,植物选择要更加注重美观效果,如采用不同花期的花卉组合,有一定的植物群落层次,以及与园林景观环境相协调.4植物浮床在净化景观水体中的优势植物浮床的应用为净化景观水体提供了新的思路.近几年来,各地开展了植物浮床进

15、行净化景观水体的研究与实践,取得了一定的效果,显示出利用植物浮床在城市景观水体治理中具有的独特优势.植物可以直接从水层和底泥中吸收氮、磷,并同化为自身的结构组成物质.植物浮床对水体中营养物质的去除效果已有较多报道,其中对TN、TP的去除率大124第34卷许桂芳等:植物浮床在净化城市景观水体中的应用都能达到70%以上,对COD、BOD、SS的去除率达60%以上,水体透明度也在增加,对污染物指标有良好的去除效果,其中对美人蕉、旱伞草、凤眼莲等植物的研究较多1214.但由于研究条件的差异,没有可比性.同时,一些植物对重金属具有吸收、富集作用,从而具有一定的去除水体重金属污染的功能.植物浮床除了能去除

16、水体中的污染物,从而净化水质这一最重要的功能外,还具有景观效果好、净化成本低、增加生物多样性以及一定的经济效益.景观功能:景观水体对景观的要求较高,植物浮床可以点缀水体,使水体层次与空间更加丰富.可采用形态、色彩、观赏特性不同的植物类型,并通过植物群落构建,建立多样性和复杂性的植物群落,增加稳定性;在水平和垂直空间上合理布局植物,减缓或避免竞争,从而构建长效、健康的植物群落景观.!净化成本低:与富营养化水体治理的传统技术相比,植物浮床的建设、运行成本较低.相对传统治污技术,一些植物浮床的运行还有一定的经济用途,可以获得一定的经济效益,如生产饲料、花卉苗木,甚至生产农作物等.提高水体生物多样性:

17、生态浮床不但直接增加了水体的植物多样性,而且由于植物的存在还自然会吸引昆虫、鸟类以及一些水生动物等;植物浮床还具有适当的遮蔽、涡流、饲料等功能,这构成了鱼类生息的良好条件,形成一个完整的水生生态系统.综合其效果来看,生态浮床技术是有效的、经济的以及符合可持续发展要求的技术之一,它将具有广阔的应用前景.5当前植物浮床净化景观水体应用中存在的主要问题尽管植物浮床技术己经有了应用,但目前有些问题还没有得到很好的解决.5 1浮床植物种类不够丰富在浮床植物中,超富集植物往往生长慢、生物量小,且常常对生长环境要求比较苛刻,使其应用受到限制.目前的研究与应用主要集中在水生植物方面,而对于陆生植物利用极少.实

18、际上许多陆生植物可以进行水培,其景观水体的净化效能有很大的潜在利用空间.因此继续寻找并开发生物量大、富集污染物能力强的浮床植物是植物浮床技术走向工程应用的首要任务.5 2冬季植物浮床的水体净化功能低下大多数浮床植物为1a生草本或多年生草本植物,这些植物到了冬季绝大部分会枯萎死亡,不再吸收水中的氮磷及有机物质,直接导致冬季浮床的净化效能低下.因此,应筛选出一些冬季能够生长,在低温条件下对受污染景观水体的净化效益高的浮床植物.5 3对植物浮床的应用模式还缺乏研究不同季节的景观水体中植物配置组合还比较少,对适合不同水深的浮床植物以及不同浮床植物的配置组合对于景观水体的净化效果等都有待研究.6结语在城

19、市景观水体的净化中,植物浮床与其它修复方法相比,具有显著的优越性,是城市景观水体水质净化与生态修复的首选方法.值得指出的是,植物浮床方法的净化效果直接受季节和气候条件的影响,对于适用于不同地区和气候条件下的植物浮床的设计、长期运行效果和管理措施,目前的实践还不够充分.但植物浮床净化技术的应用可以使景观水体的设计以生态设计为基础,创建人性化的亲水景观,减轻景观水体的富营养化问题,从而实现城市景观水体的可持续发展,并形成良好的景观效果.参考文献:1郭迎庆 城市景观水体的污染控制和修复技术J 环境科学与技术,2005,28(S1:148-1502程婧蕾,王丽卿,季高华,等 上海市10个城市公园景观水

20、体富营养化评价J 上海海洋大学学报,2009(4:435-4423丁玲,沈耀良,黄勇 公园水体的修复技术及发展现状J 苏州科技学院学报,2005(2:48-524M ahesh Jaya w eera,T akash i A saeda M ode li ng o f bio m anipu l ation i n sha llo w,eutroph i c lakes:A n appli cation to LakeB l e is w ijkse Zoo m,the N et her l andsJ Ecolog i ca l M ode lli ng,1996,85:113-1275A

21、saeda T and van Bon T M ode lli ng t he effects o f m acrophytes on a l g al bloom i ng in eutrophic shall ow lakeJ.Ec o l og icalM ode lli ng,1997,104:261-2876任照阳,邓春光 生态浮床技术应用研究进展J 农业环境科学学报,2007(S1:261-2637代培,吴小刚,张维昊,等 人工生物浮岛载体的研究进展J 环境科学与管理,2006,31(6:13-168曹勇,孙从军 生态浮床的结构设计J 环境科学与技术,2009,(2:121-124

22、9魏瑞霞,武会强,张锦瑞,等 植物浮床#微生物对污染水体的修复作用J 生态环境学报,2009(1:68-7410聂雅萍,冯子云,刘波 荷花净化水质能力分析J125第6期第34卷第6期2009年12月 林 业 调 查 规 划Forest I nventor y and P l anningVo.l34 No.6Dec.2009do:i10 3969/j iss n 1671 3168 2009 06 033对福安市城区生态景观建设的初步构想与建议吴光华(福安市林业局,福建福安355000摘要:针对福安市建设生态型工业港口城市的发展思路,提出了城市建设以城区生态景观建设、交溪生态走廊的保护和建设为

23、核心,分阶段逐步实现园林、环保、人文整体协调、区域生态一体化五大目标及在城区生态景观建设中实施五大工程%,抓紧抓好一轴、一区、二洋、一走廊%建设,努力构建人与自然和谐发展的生态福安的初步构想.对生态景观建设组织和实施工作有针对性地提出了几点建议.关键词:城区生态景观;生态型城市;规划构想;福安市中图分类号:S732 2;Q149 文献标识码:A 文章编号:1671-3168(200906-0126-04Preli m inary Concepti on and Proposal for Buil di ng U rban EcologicalLandscape i n Fu&an C

24、ityWU Guang-hua(Fu&an Fo restry Bureau,Fuan Fu ji an355000,Ch i naAbst ract:In accordance w ith a developm ental i d ea for bu il d i n g Fu&an C ity into eco-typed industri a l porter city,t h e paper proposes to take ur ban eco log ica l landscape constr uction and eco l o g ical corri d o

25、r pro tecti o n as a core,and to rea lize5ob j e ctives&i n tegration a m ong landscape,env ir onm enta l pr o tection, cu ltural coordinati o n and reg ional eco log ica l consideration W ith regard to ur ban eco-landscape construc ti o n,the paper suggests a preli m inary conception to construct an ecolog icalFu&an w ith har m on i o us devel opm ent bet w een m an and nature M eanw hile it puts for w ar