人工湿地中洁水植物的景观生态设计研究

关键词：人工湿地;洁水植物;景观设计

中图分类号：P901 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）21-0-03

1 人工湿地

湿地是地球上最重要的生态系统之一，介于水生态系统（深水湖和海洋）与陆地生态系统（森林和草地）之间。湿地面积大小从几平方千米到几万平方千米，从农村到城市，从内陆到沿海都有分布[1]。

人工湿地[2]指因人为活动而产生的湿地，主要有水塘水库、输水河、运河、水田等。其中我国的稻田湿地主要分布在热带与亚热带地区。人工湿地具有一系列与人类生产、生活息息相关的功能和作用，如农业灌溉、蓄水、发电和城市景观等，不仅能够满足城市居民的物质生产需求，还有助于更高效地建设生态文明型城市。

人工湿地能处理并利用城市污水，使城市中的资源运用更为有效且极具潜力，再通过这一综合性生态系统中所运用的物种的共生以及循环功能，达到城市与自然的协调发展，对废水中的污染物质进行生物降解并进行再次利用。人工湿地中的植物还能够增强水体的活性并将氧气输送进水体。此外，其在降解有害物质、控制水质污染等方面也发挥着重要作用[1，3-4]。人工湿地在形态以及处理方式上主要有三种分类：一是自由表面流人工湿地系统，二是水平潜流人工湿地处理系统，三是垂直潜流人工湿地处理系统。

2 洁水植物

洁水植物指生长于水中或生长于饱和含水量的土壤并将水作为生长媒介的植物，其对净化水质具有重要作用。洁水植物在污水处理的过程中可以将污水中的营养物质直接摄取并利用。洁水植物不仅可以对受污染水体进行净化降解，吸收并富集其中的重金属以及有毒害成分，还可以起到为根部附近微生物的生长生活提供氧气的作用[5]。合理利用适宜的洁水植物，营造湿地景观并完善景观功能，有利于提升城市的品位。此外，洁水植物还具有调节气候的功能，能改善微气候。

一般依生活方式将洁水植物分为以下五种：浮叶植物、挺水植物、沉水植物、漂浮植物和湿生植物。

2.1 浮叶植物

浮叶型洁水植物具有叶片浮于水面、根状茎发达、无明显的地上茎或茎不能直立等特点。常见的浮叶植物有芡实、荇菜、王莲、萍蓬草、睡莲等。

萍蓬草属和睡莲属植物扎根在池塘底部，花叶飘浮于水面上，为池塘生物提供庇荫，并能有效抑制水藻生长。

2.2 挺水植物

挺水植物具有植株体型高大、茎叶分明并且花朵鲜艳等特点，极具观赏价值。此种植物根部深扎于水中，花叶上部伸出水面，姿态挺拔美观。挺水型植物种类较多，如千屈菜、荷花、菖蒲、黄菖蒲、水葱、香蒲、泽泻、茭白、芦苇等。

2.3 沉水植物

沉水型洁水植物整个植株沉入水中，具有利于进行气体交换的组织。叶型多为丝状或细长状，以便在水体光线较差的情况下进行光合作用，在水中进行养分的汲取。但水体的透光性对植物的生长影响较大，沉水植物对于水质有一定要求。除部分植物外，沉水植物大多花型较小并且花期短，以观叶为主。

沉水植物在控制水体的状态方面具有明显的效果，其不仅可以供养，还能吸收富营养水体中多余的养分。如轮叶黑藻、苦草、金鱼藻、菹草、海菜花、水菜花、海菖蒲等。

2.4 漂浮植物

漂浮型洁水植物具有根不生于水体底部泥土、植株漂浮于水面、随风和水流移动等特点，以通过茎叶为水面遮阴并起到景观效果的赏叶植物为主。漂浮植物具有遮阴效果，能吸收水体中多余的养分，能对水体中的藻类起到抑制作用。但有些漂浮植物生长、繁衍非常迅速，具有危害水体的风险，需要定期清理和控制。

2.5 湿生植物

湿生植物生长在水体周圍含水量较高的土壤中，根部完全浸泡在水中，如石菖蒲、圆叶狸藻、金钱蒲等。

3 人工湿地中洁水植物的景观生态研究

洁水植物不仅是湿地生态系统的基本组成部分，还起着重要的视觉美化作用。洁水植物可以利用其植物特性富集并分解和转化水中的重金属以及含有毒害物质的成分，同时洁水植物能通过光合作用增加水中的溶解氧的含量，可以达到减轻或消除水污染、改善水质的效果。

在各类景观营造中，水景一直是景观要素的重点，而水景中意境的营造则需要植物的配合。对水体中的植物群落进行改造使其造型种类更加丰富，在很大程度上可提升水体景观的美学效果。以西安为例，当前水体景观污染主要来自植物季相落叶和风雨冲淋等自然因素以及城市中污水排放等人为因素。因此，在水体景观营造过程中要注意水体的净化。在水体景观的生态设计中，洁水植物既要满足观赏要求，又要具有抗污染 、保持水土等作用以满足生态平衡的需要。

在西安的城市绿地系统中合理运用洁水植物的景观特性和生态作用，对于促进城市与自然和谐共生、促进经济与自然资源长久良性发展、恢复景观结构的物种多样性并体现独特的湿地自然景观、为市民带来便利具有十分关键的意义[5]。

3.1 洁水植物的净化功能与配置

3.1.1 洁水植物的净化功能

洁水植物可以作为衡量水生态环境的一个重要指标，在天然和人工湿地中都具有十分重要的生态意义，大多数洁水植物都可以集中吸收并处理水体中的富余营养物质，供养水体中的各类生物，并对快速繁殖生长的不受控藻类进行抑制，以达到水体的生物平衡，对水质进行生态方式的净化。在水体景观营造过程中科学配置植物，可以改善富营养化水体，使水体清澈。水体周围的湿生植物可为多种生物提供栖息地，体现了生态学中的廊道作用，是人工湿地系统发挥净化功能不可或缺的因素。因此，作为构建水体生态性重要基础的洁水植物成了研究焦点。

3.1.2 洁水植物的净化配置原则

在洁水植物的配置方面，不仅要考虑景观的美学效果，还要考虑如何最大限度地发挥其净化作用，在进行植物配置时需要依据植物的生长特性考虑其对水深的要求[6]。除部分浮水植物外，水的深度作为对洁水植物影响最大的因素，直接关系到洁水植物的生存。

植物的生长特性。在配置时，应优先选择环境适应能力较强、年生育周期长、根系发达且吸收能力强的本土植物，并注意谨慎使用生长能力超强的容易出现泛滥的品种，如水芹菜、水葫芦等。

在季相变化上要根据不同植物的习性进行合理搭配，尽量避免因植物种类单一而出现季节功能失调现象。

3.2 洁水植物的景观功能与配置

3.2.1 洁水植物的景观功能

洁水植物在发挥重大生态效应之余，在景观营造方面也发挥了很大的作用。

洁水植物不仅可以观花、赏叶及闻香，还能够与水体中的倒影共同形成独特的意境。例如，荷花清秀雅洁并有宜人清香，宽厚的荷叶碧色连天，与水体共同组成令人陶醉的景色。菖蒲作为常绿洁水观叶植物，与水体旁的碎石十分相配。芦苇丛植于水边，在风的作用下会形成动静结合的丰富景观。总之，洁水植物的独特景观效果能使游人感到清新舒畅。不同类型的洁水植物有其各自的景观特点和生态功能，能产生不同的姿态及韵味。

3.2.2 洁水植物的造景配置原则

在洁水植物的配置过程中，不仅要考虑其丰富独特的观赏价值，还要考虑景观自身的稳定性。在使用洁水植物进行景观配置时应遵循如下四大原则。

第一，协调性原则。在进行水生植物的造景配置时，应注重洁水植物与周围环境以及其他植物的联系和协调性，只有这样景观才能带给游人自然的美感。

第二，一致性原则。在同一水域内，水生植物的配置需要体现一定的一致性，在形态、色彩、形式等方面需要具有一定的和谐视觉效果，并在此基础上表现出一定的变化和差异，体现出景观的多样性。

第三，景观多样性原则。该原则是指在进行水中植物配置时应考虑到植物群落的稳定性，使用不同种类的洁水植物，采用富有变化的搭配使群落具有不同种类植物的生物学特性，使景观在垂直空间环境差异下形成不同的空间，使其具有更强的稳定性。

第四，景观生态性原则。水生植物造景不仅要具有供人观赏的美学功能，同时还应考虑具有一定的生态功能。在配置时要考虑到植物净化水质的能力，从而营造出同时具备景观价值和生态意义的水体景观。

3.3 洁水植物在人工湿地中的空间布局

近年来，洁水植物被广泛应用于人工湿地，借助洁水植物净化水质进而营造和谐的生态湿地环境。人工湿地选择的净水植物应具有抗污能力强、去污效果好的特点。合理配置洁水植物可提高污水演化能力，有效维护生态环境，既可以分担和缓解城市污水处理压力，又可以体现自然之美，为人们提供舒适自然的休憩场所。以下是两种人工湿地洁水植物的空间布局。

3.3.1 宽水域的水生植物配置

在水域的宽度超过10米时，应主要考虑远观效果。例如，对于植株单体的观赏效果，可应用细腻的手法进行设计。注重单株的姿态、色彩及高度，在配置时不宜过于拥挤，从而让其与水体中的倒影共同形成独特的景观效果。在植物配置时主要营造群落景观，以体现具有规模且连续的视觉效果，以量取胜，给游人带来开阔、舒畅的观赏感受。例如，睡莲、荷花、芦苇、千屈菜或多种水生植物的群落组合等。

3.3.2 小面积水域的水生植物配置

在水域面积较小时，配置主要考虑近观效果，如植株单体的观赏效果应用细腻的手法设计。注重单株或少量植物的姿态、色彩以及高度，在配置时不宜过于拥挤，从而让其与水体中的倒影共同形成独特的景观效果。

4 人工湿地洁水植物的景观设计

4.1 洁水植物的景观设计原则

4.1.1 坚持景观生态学原则

生态是人工湿地规划设计的重中之重，生态设计的理念应始终贯彻其中。

第一，环保优先原则。将生态保护作为设计前提，在保护生态的基础上结合利用，保护生物的多样性，维护自然生态稳定性，并为动植物群落提供适宜的环境。

第二，可持续发展原则。设计将可持续发展作为前提，尊重湿地自然生态演替过程，遵守自然规律，珍惜和保护人类赖以生存的自然资源，在不损害后世利益的同时发挥湿地公园的观赏经济价值。

第三，人、物和谐共生原则。在功能布局中遵循自然规律，综合考虑湿地资源分布以及湿地中动植物群落保护情况以及周边现状，展开合理规划。

4.1.2 坚持功能综合性原则

在人工湿地景观中，洁水植物不仅具有供游人观赏和优化环境的功能，还具有生态、人文与科普教育的功能。在设计中应创造具有当地特色的本土景观，需要综合考虑本土的风土人情、地形地貌、气候水文等，以便挑选最适宜的植物种类。

4.1.3 遵循整体优化原则

在提升人工湿地的景观效果时，应考虑到整个生态系统，进行综合考量。不仅要单独配置水体中的植物，在种植的过程中还应结合周边的湿生植物以及岸边的乔木灌木，达到整体优化。

4.2 洁水植物与其他景觀设计要素的配合

洁水植物在遵循美学原则配置时，除了要考虑植物之间的配合之外，还要考虑与其他景观设计要素之间的关系。

4.2.1 水体要素

水体是植物最根本的要素，能保障植物的生长以及发育，湿地洁水植物与水体息息相关。不同种类的水体会呈现出不同的特征，在设计时应考虑与不同的植物群落搭配，体现出不同的美感。例如，在池塘湖泊中种植睡莲或荷花可展现水体的高洁纯净之美。

4.2.2 道路系统要素

人工湿地景观要满足人们的生产、管理、游览、休闲等需要，要建设完善的道路系统。在不同类型的道路两侧配置不同种类及形态的植被，既可以减少对自然生态环境的干扰，又可以满足游人的需要并营造和谐的环境氛围。

5 结语

为了丰富人工湿地水体景观，在进行湿地设计时要因地制宜，结合湿地景观的本土特色和洁水植物的生态特性，在形态多变的湿地水体营造中配置多种洁水观赏植物，这样既可以增添湿地景观的观赏景观价值，又可以洁净水源，减轻污水处理压力，发挥自然的自洁作用，从而使洁水观赏植物得到有效利用，最终实现人与自然和谐共生。

参考文献：

[1] 邵辅唐，孙珊订，李强，等.湿地水生植物的利用途径与净化污水作用研究[J].生态经济，2005（4）：66-69.

[2] 张玲，李广贺，张旭，等.滇池人工湿地的植物群落学特征研究[J].长江流域资源与环境，2005，14（5）：570-573.

[3] 何雨薇，邢会歌.我国城市水污染现状及其对策[J].水利科技与经济， 2006（1）：49-50.

[4] 张辉军.关于城市水资源高效利用问题的探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（18）：1245.

[5] 陈绍玲，林延生，张贵珍，等.水生植物的景观价值及净化作用的研究[J].武夷科学，2007，23（1）：4.

[6] 陈永华，吴晓芙，蒋丽鹃，等.处理生活污水湿地植物的筛选与净化潜力评价[J].环境科学学报，2008，28（8）：6.

作者简介：杜雨佳（1996—），女，陕西西安人，硕士在读，研究方向：风景园林。