校园景观水体生态修复规划研究

校园景观水体生态修复规划研究

一、校园水体生态修复规划的必要性“水是大地的血液和气体，山川相拥，山以水为生，水以山为美。”。水作为一个流动的风景已成为当代校园景观设计中必不可少的景观元素。水体在校园初建时水面基本保持清澈见底,但是随着水系的蒸腾作用以及受污水体的排入使得水体自净能力丧失,水体再一旦因为缺乏必要的动力以及适当的管理措施势必将给校园环境带来负面影响,所以,确立具有环境保护意义的水体生态修复规划是当前校园水环境规划的迫切需要,无论对当今的校区建设和将来校园的长期发展都具有长久和深远的意义。在校园景观水体修复中应充分围绕构建合理的水体生态系统进行,通过一系列工程措施,将池塘、河道、驳岸等整体布局,构建一个可持续发展的生态校园。二、水体景观环境空间该校园校区占地200余公顷(3000亩),位于浦口区珠江镇的东侧,依山傍水,前临母亲河——滚滚长江,北倚国家级森林公园——青青老山,东靠珍珠泉风景区,东南与市区隔江相望,现在入住学生达到1.1万余人。校园内植被良好,品种多样,水生态基本保持平衡;流动的水体和标志性水景等已经成为校园的景观游览区,校园中心道路两侧的跌宕水体及其延伸的水环境空间是享受校园文化风情的重要行为场所,自然宁静的水体坡岸则是衬托和扩展这些场所的最佳环境要素。但随着近年来江浦校区人口的密度和活动频率的增大,出现部分水体水质下降,自净能力变差等现象,校园景观水体修复迫在眉睫。三、校园水环境存在问题1、破坏生态平衡在校园内,主要是随着初期雨水夹带冲击物以及水生生物残骸在水体池底的不断沉降淤积引起水体的富营养化,水体富营养化使水体生物量的种群种类数量发生改变,破坏了水体的生态平衡。大量死亡的水生生物沉积到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水体溶解氧含量急剧降低,水质恶化,以致影响到鱼类的生存,大大加速了水体的富营养化过程。一旦水体的高等水生植物遭到破坏,水体浮游藻类将大量繁殖、水质浑浊、散发藻腥异味、间歇发生藻华,失去水体功能。2、水体滞流,危害水体滞流是浮游藻类恶性繁殖的原因之一。水体滞流将直接使水体中的溶解氧缺失,藻类的恶性繁殖必然引起生态系统的不协调发展,进而导致水体的富营养化。3、自净能力的确定生物多样化是维持水体生态系统健康的必要条件,是保持水体自净能力的先决条件。在校区部分池塘和水域内存在个别优势植物的疯长,抑制了其他生物群种的生存,从而破坏了水体的生态系统,使水体自身的净化能力变差,水体日益恶化。四、该计划的原则1、构建生态植物群落从有利于改善水生态环境,提高师生身心健康为出发点,以生态学原理为依据,合理选择和配置植物,充分发挥不同生态植物的功能,充分利用环境资源,形成疏密有度、错落有致的不同种类的植物群落和水生动物种群,构成一个和谐、稳定、健全、健康的、并能发挥最大生态效益的水生生态系统。2、保护生态环境,实现可持续发展的基本前条基础设施的完善是校园规划发展的基本前提,水体的修复既有利于改善校园生态环境,又能让人文景观与环境保护协调发展,同时也是坚持可持续性发展的一部分内容,因为随着校区建设规模的进一步发展,如果水质继续恶化,不仅会影响到校园的整体形象,而且对附近水体及沿河地区的城市环境带来不良后果。3、校园生态环境发展目标生态城市、生态环境、生态校园是21世纪中国环境发展目标,大学校园理应率先实现生态环境的校园,校园的环境规划、设计、建设要尊重自然、以人为本、因地制宜、人工环境和自然环境有机结合。五、水生生态恢复生态系统组成1、植物生态修复种植沉水植物(菹草、金鱼藻等)和浮叶植物(睡莲)以及挺水植物(黄花鸢尾、再力花、水生美人蕉等)以吸收、转化水和底泥中的氮、磷、钾等营养物,降低水体氮、磷、钾及必需微量元素的含量与周转速率,抑制浮游植物生长;水生植物发达的根系为各种水生生物提供良好的生活环境有利于构建水体生物多样性,提高水体自净能力;在水岸线附近的缓坡浅水湾处,种植一定宽度具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长期长、美观的本土挺水植物(如芦苇、菖蒲等),形成一个独特的生态环境,水体流经植物强劲的根部,经过自然吸附和沉淀作用,达到污水净化的目的。植物修复要针对不同污染状况的水体选用不同的生态型植物,主要有下列几种:(1)挺水植物;美人蕉、芦苇、石菖蒲等对污水处理效果好,可使悬移质沉降,并与共生的生物群落共同吸收降解污染物,甚至一些重金属,从而净化水质。浮叶植物种植和收获较容易,有较高的经济价值和观赏价值,同时又有良好的净化水质效果,故其在污水修复中有着美好的前景。(2)浮水植物;该类植物的根部在水体中,有利于吸收水中营养物质,比浮叶植物更能吸收水中污染物。水葫芦根系不仅对苯具有吸附作用,而且还可能具有吸收或降解根际微生物的作用,因其生物量大,发达的根系浮于上层水中。研究表明,浮萍生长快,对去除水体中的氮、磷有巨大贡献。(3)沉水植物;沉水植物对污染物的吸收及水体的修复也起到一定的作用,沉水植物修复水体的成本低,对环境扰动少,能保持水体水质保持长期稳定,有利于生态环境的改善和其他生物的繁衍。(4)藻类;藻类在生长过程中有净化水质作用,而且藻类的取用方便,便于培养与监测,但是,由于部分藻类繁殖较快,容易消耗水中的溶解氧,造成水体富营养化,故使用时应注意防止藻类的过分繁殖。2、构建动物群落根据草-鱼、藻-鱼、草藻-碎屑-螺、碎屑-微生物等生态关系,经过科学的计算,逐步引种各种食性的鱼类(草食性鱼、肉食性鱼、滤食性鱼等)、底栖生物(螺、蚌及水生昆虫等)、功能菌群(分解动植物排泄物及残体、碎屑等),通过食物链(网)调控,适当提高鲢、螺、鲫的种群数量,以消费浮游生物(特别是浮游植物)、有机碎屑、腐碎、巨大的微生物量以及摇蚊和水蚯蚓等底栖动物,维护生态平衡净化水体,逐步构建具有可持续发展的水体生态系统。3、种植植物的收获由于引种种植水生植物尚存在优势植物疯长的潜在风险,拟通过生态管理措施,适当修剪收割部分植物,植物的收获可以直接去除水体中的营养盐等污染物,并维持其种群的适度繁殖。鱼、螺、蚌具有可观的经济价值,它们也是整个生态系统的最终消费者,捕捞的同时也去除了水体内一部分污染物。4、生态驳岸的建立生态驳岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工驳岸,它可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节,保证不同的生命群落的繁殖,为整个生态系统的构建起到了环境改善的作用,从而提高水体的自净能力。生态驳岸利用不同的间隙为各种生物提供巢穴,保证了生物多样化,也为生态链的持续稳定发展提供了基础。生态驳岸把滨水区植被与水体植被连成一体,构成一个完整的河流生态系统,形成一个复合型生物共生的生态系统。生态驳岸弥补硬质驳岸挺水植物、湿生植物生态缺位,在植物根际区形成有利于营养盐输出的微生物群落,有效分解水中有机物质,不同季节的植物群落之间以适当的面积分隔,自我演替,初期加以人工辅导调整种群结构演变,抑制个别品种的疯长,当整个驳岸的生态系统成熟以后,无需人工干扰即可保持生物多样性结构稳定。(2)建立水体溶解氧平衡系统水体溶解氧的平衡系统是水体中完善的生态系统的基础。大部分的水体由于污染使水体浊度增加,透明度降低,阳光穿透率下降,水生植物的光合作用减小,水体的溶解氧呈现严重不足而导致水生动物的死亡,水生植物的根系腐烂,这种现象在雨季和无阳光的天气更为突出,所以提高水体的溶解氧是解决该问题的最重要的一个技术措施。根据流水不腐的原理,通过必要的工程措施,以最小的能耗,在使被控水体有计划、有方向地进行环流运动,完成对水体的充氧,并达到均衡水体温度。水体曝气复氧主要有以下几种措施。(1)采用水景喷泉设备;利用水景喷泉,增加水体的溶解氧,提高水体好氧微生物的活性,加快污染有机质的分解。同时也达到了良好的景观效果。(2)采用跌水造流充氧;利用重力势能与地势的现有特点,使水体自然循环运动一方面补充水体中的溶解氧,一方面形成跌宕景观。(3)使用曝气设备;曝气设备是水体充氧最有效的手段,在使用设备时应通过合理的计算,以免造成能源的浪费。六、校园内水体生态系统的构建(1)校园的水体修复是通过生态学原理建造