水生植物在高尔夫球场中的应用研究进展

莫 凡，濮阳雪华

（1.海南崇和信贸易有限公司，海南 海口 570100；2.北京林业大学 高尔夫教育与研究中心，北京 100083）

水生植物是指那些能够长期正常生活在水中的植物。它们常年生活在水中，形成了一套适应水生环境的本领。广义的水生植物包括所有湿生植物，沉水植物和漂浮植物［1］。我国约有水生植物400余种，由于其特殊的生长环境，南北方的植物种类差异并不大。国内外对芦苇、香蒲、灯心草、水葱、凤眼莲、浮萍等植物净化污水的能力进行过大量的研究，这些植物耐污能力强、根系发达、茎叶茂密、抗害能力强，且具有一定的经济价值［2，3］。朱斌等［4］对近10a报道水生植物在净化水体方面的国内外文献进行了统计，共有45种水生植物比较频繁地被作为水体富营养化净化效果的研究，其中有22种水生植物研究的频度较高。

现代高尔夫运动诞生于苏格兰的圣·安德鲁斯，距今已有500多年的历程。1896年上海高尔夫俱乐部的成立标志着高尔夫运动进入中国内地，中国现代高尔夫运动始于1984年广东中山温泉高尔夫俱乐部的成立［5，6］。有人从GOLF的首字母解读高尔夫的组成—GRESS（绿地）、OXYGEN（氧气）、LIGHT（阳光）、FRIENDSHIP（友谊）来诠释它的内涵，并把它誉为朝阳产业，但也有相关报道将高尔夫球场形容为“绿色荒漠”，称球场草坪养护施用农药和化肥会对水体、土壤等环境造成污染和破坏，特别是对生态环境的影响一度成为社会关注的焦点［7－13］。

针对日益严重的高尔夫球场水域问题，通常采取合理施用农药化肥的方法来减少污染。相关的报道指出，由于水生植物对于造成富营养化的各种元素、微生物和重金属具有良好的吸附吸收作用，因此，水生植物在水体中的种植使用，对于减轻水体污染，改善水质具有显著的效果［14－18］，而在高尔夫球场中推广种植水生植物不仅能营造优美的水体景观，更能起到净化水体的作用。

1 国内外高尔夫球场水污染的现状

一个标准的高尔夫球场是由会馆区域，打球区域和草坪养护管理中心等组成，其中，打球区域中的水域面积接近整个球场面积的30%，此外，它还是球道重要的障碍组成。健康的水体生态环境，不仅能够提升球场的景观表现，而且可以提高球场的声誉［19，20］。高尔夫运动为了获得良好的草坪质量和击球坪面，草坪在种植和养护过程中需要施肥和施用杀虫剂、杀菌剂和除草剂［21］。由于施入草坪的化学物质以各种形式残留、变化和转移，主要通过降水、灌溉等形成的地表径流直接进入水环境，还有一部分通过淋洗进入土壤，进入土壤的化学物质溶解在土壤孔隙水中，这种缝隙间的水进入水体，并将化学污染带入其中［22］，这就有可能对毗邻的池塘、小溪或其他水体造成污染［12］。

高尔夫球场的施肥主要以氮、磷、钾肥为主，农药多为有机磷、氨基甲酸脂类，这些残留的化肥和农药经雨水冲刷，随地表径流进入水体。研究表明植物对化肥利用率较低，钾肥中的氯化物或硫酸盐，也会随径流流入地面水和地下水［23］。有关资料表明，氮肥施入土壤后，被作物吸收的仅占其施入量的1／3，大部分氮肥经各种途径损失于环境［24］。USGA的相关研究报道纯沙基质的高尔夫球场土壤氮素淋洗率高达11%，除了氮素外，施用磷肥后在高强度的喷灌条件下，35%的磷会淋洗到20cm以下的土壤中［25］。一些有关喷施农药对生态环境影响的研究提出，喷施农药仅有20%～30%的药剂附着在植物体上，有30%～50%的药剂降落在地面上，有5%～20%的药剂飘浮在大气中，因此，农药化肥对水体的污染也较显著［26］。

由此可见，为维护球场草坪施用的农药化肥，随地表径流进入水体就会造成水体的富营养化，导致水体浑浊变色，影响水体景观，藻类产生的各种代谢物质也会使水体散发异味，影响空气质量，而且，微生物分解死亡藻类时消耗大量氧气，降低了水体溶氧量，最终导致水生生物的死亡，高尔夫球场的水体也就失去了美观和净化除污的基本功能。

2 国内外治理水污染的常见措施

针对水体富营养化现象，世界各国都致力于研究高效安全的处理措施。目前国内外的水体净化技术主要包括：采用物理机械的人工净化方法，如引水稀释和底泥疏浚技术等，该方法工艺设备简单易操作，效果明显，但治标不治本，常用作短期补救。也可以通过投加化学药剂使污染物质发生反应沉降，抑制藻类繁殖，如硫酸铜、氧化钙、氯化铁等，但是该方法费用较高，还会造成二次污染，单独使用效果不佳。另外有一些利用微生物对有机物质的氧化分解能力，在水体中创造利用微生物生长和繁殖的环境，提高微生物生物量和氧化降解效率，如投菌技术、生物膜技术和曝气充氧技术等，微生物净化法能逐渐恢复水体自净能力，但过程缓慢［27－29］。

目前，国内外水体生态修复的研究重点就是应用水体生态系统中物种共生、物质循环原理，挖掘水体资源潜力，恢复水体自净能力，降解污染物，净化水体，防止再污染［26，30］，其优势在于投资低，能耗低，处理过程与生态系统有很好的相融性。自然净化的实质是生态恢复，作为水生生态系统的生产者，水生植物便成为净化的核心所在，同时水生植物又具有很高的景观美学特性，所以在高尔夫球场中应用水生植物进行水体净化具有一举两得的功效。

3 常见水生植物及净化机理

3.1 常见水生植物的种类

从园林景观的角度认为，水生植物是指生理上依附于水环境，部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群［31］。根据水生植物的生活方式可将其分为以下几大类［1］：①挺水植物：根系着生于淤泥之中，茎叶高出水面。如荷花（Nelumbonucifera）、菖蒲（Acorus calamus）、水葱（Softstembulrush）、芦苇（Phragmites australis）等；②浮水植物：根生长于水底、叶片漂浮在水面。如睡莲（Nymphaeaalba）、荇菜（Nymphoides peltatum）、芡实（Euryaleferox）等；③漂浮植物：根系不着生于底泥中，整个植株漂浮于水面。如凤眼莲（Eichhorniacrassipes）、大薸（Pistiastratiotes）、满江红（Azollaimbricata）等；④沉水植物：整个植物体全部生长于水面以下。如轮叶黑藻（Hydrillaverticillata）、金鱼藻（Ceratophyllumdemersum）、马来眼子菜（Potamogetonmalaianus）等。

3.2 水生植物的功能及净化机理

近年来，迅速发展的利用水生植物对水体进行治理的手段，主要是利用植物本身生长过程中吸收营养元素以及植物为微生物提供生存环境来实现对富营养化水体的净化［18］。理想的水生植物应该具有以下特点：①净化效率高，吸收过多污染物质而不影响本身的正常发育；②生长快，产量高，生物量大；③适应性强，生长季节长；④易于收获，具有一定的经济价值［32］。

水生植物不仅具有其他植物的共性，调节温湿度，释放氧气，分泌杀菌物质净化空气，更以优美的姿态、多变的线条、丰富的色彩增加了水体的美感，更重要的是具备极强的生态功能，能够吸收、分解、过滤水体中的毒害物质，增加水体中的溶氧，抑制藻类的大量繁殖，起到净化水体的效果［33］。

水生植物通过自身的代谢活动，可以吸收富集水体中的营养元素和重金属等有害物质，通过光合作用释放氧气，在水体中形成具有活性生物自营功能的根际微生态环境，有助于根部微生物的分解代谢作用，此外，发达的根系不仅提供了微生物吸附的场所，密集的根系过滤层还使不溶性胶体、重金属、悬浮颗粒等物质能够被吸附沉降，某些植物的根系甚至能分泌克藻物质来抑制藻类的生长［34，35］。周昱宏等［36］选取千屈菜、金鱼藻、轮叶黑藻、伊乐藻4种水生植物混合种植，对比种植前后的水质状况，CODMn、TN、NH＋4－N、TP分别平均下降了21.77%、77.63%、83.96%、44.71%。张爱菊等［15］将太湖水域非种植区和水生植物种植区水质状况对比研究表明，6个水生植物种植区水质理化性质均优于非种植区，其中，TN、TP、叶绿素a、CODMn的降幅分别在13.76%～40.12%、5.81%～37.10%、5.50% ～32.64%、3.04% ～20.64%。Brix［37］研究发现，挺水植物对氮、磷的吸收能力每年分别为2000～2500、30～500kg／hm2，漂浮植物每年对氮、磷的吸收能力分别为2000、350kg／hm2，沉水植物对氮、磷的吸收能力分别为700、100kg／hm2。

4 高尔夫球场水生植物的合理选择

4.1 水生植物选择的基本原则

作为特殊的园林景观，高尔夫球场的植被选择与种植不仅需要满足美学景观特性、生态功能特性，更应具备其运动场所的特性。这就为水生植物在高尔夫球场中的选择利用提出了更高的要求［38］。

首先，水生植物景观要注重与高尔夫球场统一协调。高尔夫球场是由一系列景观组成的整体，具有一定的结构和功能，水生植物作为球场景观中的水体部分，不仅要为水体造景服务，还要与周围景观的配置协调统一。

其次，水生植物景观要注重植物配置方式和季相变化。水位和水深情况的不同造就了高低起伏、错落有致的景观特性，采用不同姿态、色彩的水生植物，搭配可使水景丰富生动，同时可保证在季节更替时水景的延续性。选择不同观赏期或常绿种类的水生植物混合种植，可以形成稳定多彩的季相景观。

再者，水生植物景观要注重生态层次多样性与去污能力相结合。沉水植物观赏价值较差，但其对重金属、营养物质具有较强的积累吸收作用，所以将沉水植物、漂浮植物、挺水植物共同配置，可以稳定生态系统，增强净化能力，形成观赏期长、层次丰富的水体景观。

此外，水生植物景观要注重展现地域特性与外来资源的引进。乡土品种对当地条件和环境都能很好的适应，选择种植乡土品种有助于展现地域性特色，同时引进外来适应品种可以补充和丰富水体景观，实现物种多样性［38，39］。

最后，水生植物景观要注重为打球提供方便与服务。球场水体的重要作用是为打球提供水障碍，种植的水生植物不应该干扰球手视线，影响球手发挥与球的运动，尤其是在水体边缘击球，过高的水生植物会影响正常的击球路线，干扰球手发挥。

4.2 高尔夫球场水生植被的选择

高尔夫球场水域形式复杂，变化多样，主要包括小溪、小河、湿地、湖泊，无论是天然的还是人工的，都是为了增强高尔夫的趣味性和挑战性，同时兼具蓄水灌溉的功能，因此，选择水生植物时要充分考虑其区域、结构和功能特性［40，41］。

高尔夫球场水域面积大小不一，兼具蓄水排灌功能的湖泊一般面积较大，水域宽广，但是由于湖底联通管道，不宜填充大量的底泥，沉水植物由于根系多着生于水下底泥，因此，不适合在这类人工湖中央大量种植，如菹草（Potamogetoncrispus）、苦草（Velumbonucifera）、聚草（Myriophyllumspiatum）、金鱼藻（Ceratophyllumdemersum）、眼 子 菜（Potamogetondistinctus）等，当然，可以选择一些根系悬垂于水中的漂浮植物，如凤眼莲（Eichhorniacrassipes）、莼菜（Nymphoidespeltata）、大薸（Pistiastratiates）、水花生（Alternanthrraphiloxeroides）、浮萍（Lemnaminor）等。如果大面积水域只是纯粹的作为景观和障碍，造景时就要注重群体、远观，可以采用如荷花（Nelumbonucifera）、睡 莲（Nymphaeaalba）、千 屈 菜（Lythrum salicaria）等大面积、大色块的种植方式，可以形成宏伟壮阔，波澜不惊的视觉感受。

高尔夫球场中面积较小的人工湖在造景时应注重单位和近景的效果，采用鸢尾（Iristectorum）、菖蒲、慈菇（Sagittariasagittifolia）等单株形态、色彩出众的水生植物，不仅不会造成配置拥挤和水域面积的减少，还可以充分利用水面的镜面作用，形成疏落有致，倒影入水，自然野趣的景观效果。

高尔夫球场中的小溪，河流，由于宽窄不一，高低起伏，水面较浅，所以要求植物配置高低错落，疏密有致，避免植物处于同一水平，可以采用水生美人蕉（Cannaglauca）、芦苇、千屈菜、水葱、菖蒲、睡莲等三两组团，不仅可以形成丰富的色彩和季相的变化，更可以使河流两岸景致错落有层次，加强自然的韵味。

高尔夫球场中最适合种植水生植物的区域就是水体边缘及湿地缓冲带，它不仅是水面和堤岸的分界线，还是地表径流进入水体的缓冲地带，根据缓冲带的宽度和复杂性，附着在上面50%～100%的沉积物和有机残骸能够被吸收分解［42］。因此，在这类区域应选择浅水中生长的水生植物，在不影响球员击球路线的前提下，应优先选择净化除污能力较强的水生植物，例如鸢尾、菖蒲、梭鱼草（Pontederiacordata）、芦苇等，既丰富了水景，实现了从水面到堤岸的过渡，还达到了净化水体的效果。

5 总结与展望

伴随着高尔夫运动的蓬勃发展，越来越多的人也将目光聚焦于此，而其对生态环境的污染一直备受诟病，如何改变人们对于高尔夫的偏见，减少高尔夫球场对生态环境的影响，一直是热衷高尔夫的人士们的心愿。使用有机的方式管理球场固然可以从根本上切断污染源，然而，将有机高尔夫付诸实践目前还存在着重重困难。在合理使用化肥农药的前提下，植被的选择与配置是降低污染的另一重要途径。水生植物的选择和配置是一项涉及面广，横跨多学科，综合要求极高的系统工程，但其以优美的颜色和形态，强大的除污净化能力，近些年已经被广泛应用于各类园林水体景观，然而，目前在我国高尔夫球场却少见对其广泛的应用。结合高尔夫运动的特征，合理的选择水生植物，充分发挥其净化水体的功效，营造出具有球场特色的水体景观，必将成为未来高尔夫设计者追求的目标之一。

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