1、人工濕地中植物的修復作用原理與應用實例摘要：隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，包括水資源在內的環(huán)境污染問題變和愈 發(fā)嚴重，水體富營養(yǎng)化等污染消息層出不窮。如何利用好人工濕地中的植物修復 功能，對污染的水體進行集中處理，實現(xiàn)景觀設計與環(huán)境保護的優(yōu)勢互補，有效 推動污染防治工作的深入發(fā)展。本文擬以我國廣東省佛山市綠島湖濕地公園為例， 對植物修復作用原理與應用進行深入分析，探索如何更好地發(fā)揮人工濕地中植物 的修復作用，以期為提升城市綠色發(fā)展水平提供有價值的參考。關鍵詞：人工濕地；植物修復作用；應用實例當前，隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，自然資源特別是水資源方面逐漸顯現(xiàn) 出了嚴重的污染和匱乏問題。為應對水資源

2、的短缺與污染，社會各界都在研究探 索物理、化學和生物等方面的應對舉措。其中，人工濕地中植物在水污染防治過 程中，具有十分顯著的效果，并且是當前綠色發(fā)展理念非常地契合，有著比較廣 闊的研究空間與應用前景。構建包括水體、基質以及動植物在內的人工濕地，設 計出復雜而富有成效的生態(tài)凈化系統(tǒng)，對于水資源的保護和污染治理有著重要作 用。一、人工濕地的植物修復原理人工濕地是指在自然濕地的基礎上，融入人工的設計和改造技術，使其在保 留自然原貌基礎的同時，更加具有多樣化的功能（圖1）。圖1人工濕地的基本布局人工濕地的主要目的，就是加強自然濕地對于環(huán)境污染的抵抗能力，同時增 強其緩解甚至修復環(huán)境污染的功能。其發(fā)揮

3、環(huán)境修復作用的主要構成部分，包括 為石塊、砂粒、土壤等基質部分，濕地植物以及微生物。其中，濕地植物是水污 染修復的核心部分，生物的多樣性、穩(wěn)定性、環(huán)境適應性等，都會對污水處理的 效果產(chǎn)生明顯的影響。其修復原理主要有以下幾種：第一，植物修復的物理學原理。植物的水污染修復方式之一，就是借助其根 莖部位保持住水土，使人工濕地的水床更加穩(wěn)定、水速更加平緩，從而有助于水 中懸浮顆粒污染物的沉降。特別是人工濕地中種有大量的挺水植物與浮水植物， 其面積廣泛的根系可以形成一道密集的過濾網(wǎng)絡，不僅有效控制住濕地水源的流 速，還能夠利用根系吸附住廢水中的難溶膠體，使其能夠更好地沉降到濕地底部。 有研究表明，植物的

4、根系以及附在根系上的細菌可以有效吸附有機物與重金屬， 使其沉降到水底，避免隨著水流而流入重要水體。第二，植物修復的生物學原理。廢水中常見的氮、磷等污染物，是水體富營 養(yǎng)化的元兇，這也是用于廢水處理的濕地植物生長較快、繁衍較多的原因之一。 相對應的，植物通過不斷地吸收和攝取廢水中的營養(yǎng)物質，合成不具有污染性質 的植物營養(yǎng)元素，可以有助于水污染的快速處理。其中，有根的植物主要是借助 根系對于沉降在濕地底部的營養(yǎng)物質進行吸收，實現(xiàn)對廢水的有效處理，同時還 能夠提升濕地沉降修復的能力，避免濕地底部營養(yǎng)元素過量。植物的生物學修復 原理，可以取得污染處理和植物成長共贏的效果，但同時也存在著一定的風險， 即

5、隨著植物的生長與增多，勢必會給人工濕地的生態(tài)平衡造成不小的壓力，因而 需要安排人工定期進行植物的割除，或者投放以植物為食的水生動物，從而構建 人工濕地生態(tài)發(fā)展的良性循環(huán)。第三，植物修復的化學原理。人工濕地植物修復中的化學反應，往往容易被 人們所忽略，但實際上是非常重要的水資源修復措施。人工濕地的植物通過光合 作用，吸收空氣和水中的二氧化碳，同時向空氣和水中釋放氧氣。這一過程，不 僅消除掉水中大量的二氧化碳，還利用生成的大量氧氣與水體中的部分元素發(fā)生 化學反應，如對有機物進行氧化分解和脫氮反應，以及提高水體中的硝化速率， 從而將廢水中的有機物予以分解或氧化成為非污染物，實現(xiàn)水體的修復。此外， 植

6、物通過將氧氣輸送到根部，形成氧化態(tài)的環(huán)境，將二價鐵氧化形成三價鐵，進 而形成植物根部表面的鐵氧化物膠膜。這種鐵氧化物膠膜是人工濕地中化學反應 的重要組成部分，可以有效吸附磷、鹽等物質，去除濕地中的有毒元素。第四，植物修復的間接原理。所謂間接原理，指的是植物并不是直接對廢水 污染進行處理，而是采取間接的方式，實現(xiàn)水體的恢復。例如，植物為水體內的 基質提供充分的保護作用，使其更加穩(wěn)固地發(fā)揮污染物吸附和沉降功能；植物為 水體中的微生物提供良好的生存環(huán)境，為微生物的活動提供廣闊的附著空間，從 而有助于微生物更好地進行污染物降解與吸收；植物還可以利用自身較強的光照、 水體競爭力，排斥水體中的浮游藻類生長

7、，避免水體富營養(yǎng)化和藻類污染的發(fā)生。二、人工濕地中植物修復的應用實例（一）廣東省佛山市綠島湖濕地公園人工濕地概況綠島湖濕地公園是廣東省佛山市重要的建設項目，集文化、生態(tài)、經(jīng)濟等功 能于一體，濕地公園的概念中，糅合了佛山市南莊鎮(zhèn)的水鄉(xiāng)文化與濕地自然條 件，同時基于東平河“一河兩岸景觀升級要求，人工濕地中植物修復價值得到極 大發(fā)揮，通過對濕地植物科學搭配、合理種植，不僅可以發(fā)揮生態(tài)保持功能，同 時也提升了美學欣賞效果，將濕地這一公園主題表達的更透徹。綠湖島濕地公園規(guī)劃總面積為143912皿，其中水體面積為15602皿，園內 交通廣場為14987皿，綠化面積為113323皿，全部建成后綠化率可達到9

8、0%。 該公園沿著東平河西岸、南北走勢，被劃分為水鄉(xiāng)文化區(qū)”、“水生科普區(qū)”、“水 利科普區(qū)和歷史淵源區(qū)”，不同區(qū)域的人工濕地中，基于需求效果差異，所利用 到的植物修復功能也存在區(qū)別，因此在進行植物修復時，事先要對公園規(guī)劃環(huán)境 進行調查，包括環(huán)境、土壤、地形、水體、原生植物和動物等，人工修復中的 植物運用不能破壞原有生態(tài)系統(tǒng)。（二）廣東省佛山市綠島湖濕地公園人工濕地的植物布局綠島湖濕地公園人工濕地植物修復應用依據(jù)美學需求、適應需求、管理需求 三個方面，在美學需求中考慮色彩、觀賞性、協(xié)調性、豐富性，在管理需求 方面強調擴展性、養(yǎng)護難易，在適應需求方面強調成活率、凈化能力、健康度 等。以此為基礎，

9、并充分考慮佛山所處南方地域的特殊自然環(huán)境，結合四區(qū)綜 合評定的最佳植物布局為：（1）水鄉(xiāng)文化區(qū)。水生美人蕉、銅錢草、黑藻、玫 瑰木、珊瑚樹、秋楓、落羽杉、算盤子。（2）水生科普區(qū)。千屈菜、枯草、算 盤子、紙莎草、歐洲鳶尾、落羽杉、波斯菊。（3）水利科普區(qū)。水生美人蕉、 風車草、銅錢草、苦草、水石榕、花葉艷山姜。（4）歷史淵源區(qū)。無瓣海桑、 秋茄、拉關木、睡蓮、水葫蘆、老鼠簕。現(xiàn)有布局中，“落羽杉在綠島湖濕地公園的應用范圍最廣，幾乎貫穿整個濕 地布局，但整體數(shù)量比例并不高，可視為一種屏障植物”，將水生植物與旱地植 物有效地區(qū)分開來，此外，就景觀而言”，綠湖島濕地公園中的波斯菊花海也 十分有名，這

10、一典型濕地植物對于原有的灘涂修復十分有效。圖2綠島湖濕地公園植物規(guī)劃圖（三）廣東省佛山市綠島湖濕地公園人工濕地的植物修復應用因此，綠島湖濕地公園在建設方面屬于“天然濕地+人工濕地的綜合體，應用 植物修復的同時，保留了大量原生植物，并對其進行了一定的美化，在整體布局 上達到賞心悅目”。同時，人工植物選擇時充分考慮了東平河水位上漲可能被淹 沒、浸泡的問題，選擇具有耐濕性較強的水生植物，在水域較為寬闊的區(qū)域選擇 漂浮植物、浮葉植物，構建連續(xù)宏大的視覺效果，在水域較小的區(qū)域廣泛搭配挺 水植物，通過姿態(tài)、色彩、高低等差異增強立體感；整個人工濕地植物修復過程 中并沒有使用名貴的奇花異草”，不可以追求奢華，達到了人與自然的和諧統(tǒng)一三、結束語人工濕地是借助人工手段進行改造的自然濕地景觀，因而可以更好地為人們 服務。人工濕地中植物的修復作用，是大自然提供給人類的生態(tài)環(huán)境保護手段， 借助滲透、過濾、吸附等諸多功能，實現(xiàn)對水體環(huán)境的有效修復，為人類和動物 提供更加優(yōu)越的生存環(huán)境，有助于濕地環(huán)境生物系統(tǒng)的構建與合理布局。因此， 我們要進一步加強對濕地植物的研究分析，增強人們對于濕地生態(tài)價值的了解， 從而使人工濕地在人類的生存與發(fā)展中發(fā)揮更大的功效，為我國經(jīng)濟建設的可持