从植物学特性述人工湿地植物的选择与配置.docx

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1、从植物学特性述人工湿地植物的选择与配置随着环境保护的迅速开展，人们对湿地功能也有了广泛 的认识。湿地作为“地球之肾”，担负着对地球自然水体的 净化和处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐减少和消亡, 因此人工湿地以其独到的优越性受到了越来越多的关注和 开展。人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净 化处理方法，其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿 地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿 地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解, 而使水质得到净化。人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植 物的选择及应用配置。如何选择和搭配适宜的湿地植物，并 且将其应用于不同

2、类型的湿地系统中成了我们在营建人工 湿地前必须思考的问题。1 .人工湿地污水处理系统植物的选用原那么植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能；管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特 点之一。假设能筛选出净化能力强、抗逆性相仿，而生长量较 小的植物，将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多 麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。1. 2植物具有很强的生命力和旺盛的生长势；抗冻、抗热能力由于污水处理系统是全年连续运行的，故要求水生植物 即使在恶劣的环境下也能基本正常生长，而那些对自然条件 适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。抗病虫害能力污水生态处理系统中的植物

3、易滋生病虫害，抗病虫害能 力直接关系到植物自身的生长与生存，也直接影响其在处理 系统中的净化效果。对周围环境的适应能力由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触 浓度较高且变化较大的污染物，因此所选用的水生植物除了 耐污能力要强外，对当地的气候条件、土壤条件和周围的动 植物环境都要有很好的适应能力。1. 3所引种的植物必须具有较强的耐污染能力；水生植物对污水中的B0D5、COD、TN、TP主要是靠附着 生长在根区外表及附近的微生物去除的，因此应选择根系比 较兴旺，对污水承受能力强的水生植物。1.4植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物;人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或

4、生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬 季生长旺盛的水生植物类型。1. 5所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威 胁，具有生态平安性；1.6具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合 利用价值。假设所处理的污水不含有毒、有害成分，其综合利用可从 以下几个方面考虑：作饲料，一般选择粗蛋白的含 量20%（干重）的水生植物；作肥料，应考虑植物体含肥料 有效成分较高，易分解；生产沼气,应考虑发酵、产气植物 的碳氮比，一般选用植物体的碳氮比为2530. 5/1；工业 或手工业原料，如芦苇可以用来造纸，水葱、灯心草、香蒲、 莞草等都是编制草席的原料。由于城镇污水的处理系统一般都靠近城

5、郊，同时面积较 大，故美化景观也是必须考虑的。然而在实际工作中，很多人工湿地的工艺设计者和建设 者考虑得最多的是植物的独有性和观赏价值等表在因素，没 有考虑到栽种该植物后的植株生长效果、湿地的运行效果、 生长表现以及对生态的平安性等，导致人工湿地在运行一段 时间后功能骤降或运行费用剧增，最后导致系统瘫费或闲置。2.人工湿地植物特性的研究及植物配置分析2. 1根据植物类型分析2. 1. 1漂浮植物漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大藻、 水芹菜、李氏禾、浮萍、水芽菜、豆瓣菜等。根据对这些植物的植物学特性开展分析，发现它们具有 以下几个特点：生命力强，对环境适应性好，根系兴旺; 生物量大

6、，生长迅速；具有季节性休眠现象，如冬季休 眠或死亡的水葫芦、大藻、水芽菜，夏季休眠的水芹菜、豆 瓣菜等。生长的旺盛季节主要集中在每年的3-10月或9月- 次年5月；生育周期短，主要以营养生长为主，对N的需 求量最高。由于漂浮植物具有上述的植物学特性，因此，在开展人 工湿地植物配置的时候我们必须充分考虑它们各自的优点： 由于这类植物的环境适应能力强，因此在开展植物配置时 应当作地方优势品种予以优先考虑；人工湿地系统中，水 体中养分的去除主要依靠植物的吸收利用，因此，生物量大、 根系兴旺、年生育周期多和吸收能力好的植物成为我们选择 的目标；利用植物季节性休眠特性，我们可以给予正确的 植物搭配，如冬

7、季低温时配置水芹菜而夏季高温时那么配置水 葫芦、大潦等适宜高温生长的植物，以防止因植物品种选择 搭配单一而出现季节性的功能失调现象；由于这类植物以 营养生长为主，对N的吸收利用率要高，因此，在开展植物 配置时应重视其对N的吸收利用效果，可作为N去除的优势 植物而加以利用，从而提高系统对N的去除效果。2. 1. 2根茎、球茎及种子植物这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、孽养、 芋、泽泻、菱角、葭米、英实等。它们或具有兴旺的地下根 茎或块根，或能产生大量的种子果实，多为季节性休眠植物 类型，一般是冬季枯萎春季萌发，生长季节主要集中在4-9 月。根茎、球茎、种子类植物具有以下特点：耐淤能力较

8、好，适宜生长在淤土层深厚肥沃的地方，生长离不开土壤；适宜生长环境的水深一般为40-100CM左右；具有兴旺 的地下块根或块茎，其根茎的形成对P元素的需求较多，因 此，对P的吸收量较大；种子果实类植物，其种子和果实 的形成需要大量的P和K元素。（3）由于这类植物具有以下特点，因此在开展人工湿地植物 应用配置时应予以充分考虑：基于这些植物的特性，其应 用一般为外表流人工湿地系统和湿地的稳定系统；利用这 些植物的生长（主要是块根、球茎和果实的生长）需要大量 的P、K元素的特性，将其作为P去除的优势植物应用，以 提高系统对P的去除效果。2. 1. 3挺水草本植物类型这类植物包括芦苇、麦草、香蒲、旱伞竹

9、、皇竹草、M 草、水葱、水莎草、纸莎草等，为人工湿地系统主要的植物 选配品种。这些植物的共同特性在于：适应能力强，或为 本土优势品种；根系兴旺，生长量大，营养生长与生殖生 长并存，对N和P、K的吸收都比拟丰富；能于无土环境 生长。根据这类植物的生长特性，它们可以搭配种植于潜流式 人工湿地，也可以种植于表流式人工湿地系统中。根据植物的根系分布深浅及分布范围，可以将这类植物 分成四种生长类型，即深根丛生型、深根散生型、浅根丛生 型和浅根散生型。（1）深根丛生型的植物，其根系的分布深度一般在30CM 以上，分布较深而分布面积不广。植株的地上局部丛生，如 皇竹草、芦竹、旱伞竹、野葵草、慧米、纸莎草等。

10、由于这 类植物的根系入土深度较大，根系接触面广，配置栽种于潜 流式人工湿地中更能显示出它们的处理净化性能。(2)深根散生型植物根系一般分布于20-30CM之间， 植株分散，这类植物有香蒲、菖蒲、水葱、鹿草、水莎草、 野山姜等，这类植物的根系入土深度也较深，因此适宜配置 栽种于潜流式人工湿地。(3)浅根散生型的一些植物如美人蕉、芦苇、孳养、 慈姑、莲藕等，其根系分布一般都在5-20CM之间。由于这 些植物的根系分布浅，而且一般原生于土壤环境，因此适宜 配置于表流式人工湿地中。(4)浅根丛生型的植物如灯心草、芋头等丛生型植物， 由于根系分布浅，且一般原生于土壤环境，因此仅适宜配置 于外表流人工湿地

11、系统中。2. 1. 4沉水植物类型沉水植物一般原生于水质清洁的环境，其生长对水质要 求比拟高，因此，沉水植物只能用作人工湿地系统中最后的 强化稳定植物加以应用，以提高出水水质。2. 1. 5其它类型的植物一些如水生景观植物之类的，由于长时间的人工选择, 使其对污染环境的适应能力比拟弱，因此也只能作为最后的 强化稳定植物或湿地系统的景观植物而应用。2. 2根据植物原生环境分析根据植物的原生环境分析，原生于实土环境的一些植物 如美人蕉、芦苇、灯心草、旱伞竹、皇竹草、芦竹、慧米等，其根系生长有一定的向土性，配置于外表流湿地系统中，生 长会更旺盛。但由于它们的根系大都垂直向下生长，因此, 净化处理的效

12、果不及应用于潜流式湿地中；对于一些原生于 沼泽、腐殖层、草炭湿地、湖泊水面的植物如水葱、野菱、 山姜、鹿草、香蒲、菖蒲等，由于其生长已经适应了无土环 境，因此更适宜配置于潜流式人工湿地；而对于一些块根块 茎类的水生植物如荷花、睡莲、慈姑、芋头等那么只能配置于 外表流湿地中。2. 3根据植物对养分的需求类型分析根据植物对养分的需求情况分析，由于潜流式人工湿地 湿地系统填料之间的空隙大，植物根系与水体养分接触的面 积要较表流式人工湿地湿地广，因此对于营养生长旺盛、植 株生长迅速、植株生物量大、一年有数个萌发高峰的植物如 香蒲、水葱、苔草、水莎草等植物适宜栽种于潜流湿地；而 对于营养生长与生殖生长并

13、存，生长相对缓慢，一年只有一 个萌发高峰期的一些植物如芦苇、芟草、葭米等那么配置于表 面流湿地系统。2. 4根据植物对污水的适应能力分析不同植物对污水的适应能力不同。一般高浓度污水主要 集中在湿地工艺的前端局部。因此，在人工湿地建设时，前 端工艺局部如强氧化塘、潜流湿地等工艺一般选择耐污染能 力强的植物品种。末端工艺如稳定塘、景观塘等处理段中, 由于污水浓度降低，因此可以更多考虑植物的景观效果。一个人工湿地系统的建立，植物的选择和配置是很重要 的考虑因素。在系统建立和植物栽种配置时要将系统的主要功能与植物的植物学特性充分结合起来考虑。只有这样，才 能充分发挥不同植物各自的优势，到达更好的处理净化效果。湿地植物的栽种配置要根据具体的应用环境和系统工 艺来确定，对于一些应用工艺范围较广的植物类型，要充分 考虑其在该工艺中的优势，能使其充分发挥自己的长处而居 于主导地位。为到达全面的处理和利用效果，应开展有机的搭配，如 深根系植物与浅根系植物搭配，丛生型植物与散生型植物搭 配，吸收N多的植物与吸收P多的植物搭配，以及常绿植物 与季节性植物的季相搭配等。在开展综合处理的一些工艺或 工艺段中，切忌配置单一品种，以防止出现季节性的功能下 降或功能单一。作为湿地公园规划建设的人工湿地还要考虑 景观搭配。