城市水生态建设的利器

当你漫步在城市公园的湖泊旁、河道边，或者一些住宅小区的水域岸畔，能经常看到水面上种植鲜花、水草的漂浮平台，那就是生态浮岛，又称人工浮岛。生态浮岛一方面能在碧波涟漪之上起舞，营造出枝繁叶茂、姹紫嫣红的靓丽城市风景，另一方面还能修复河湖水体、治污防污，是近些年城市水生态治理的重要利器。

古代浮田是生态浮岛的“鼻祖”

浮田是漂浮在水面上的土地，有天然形成的浮田和人工浮田两种。人工浮田就是人们将湖泽中的葑泥移到木架上，使之浮于水面，成为能移动的农田。我国历史上的人工浮田主要用于农业生产，又被称为葑田、架田。有关浮田较确切的记载出现在宋代，《宋史·河渠志七》《宋史·苏轼传》都有关于葑田的记载。

但是，据考证，浮田的出现可追溯到更早的时代。东晋学者郭璞在《江赋》中记载：“标之以翠翳，泛之以游菰，播匪艺之芒种，挺自然之嘉蔬。” 其中：“泛之以游菰”，指的是漂浮的葑田；“芒种”“嘉蔬”指的是长于浮田之上的水稻、蔬菜。天然浮田的厚度不同，厚的可达数尺，薄的只有几寸；大小不等，小的不到1亩，大的甚至可达几百亩。元代农学家王祯《农书》中记载的架田，则“以木缚为田丘，浮系水面，以葑泥附于木架上而种艺之，其木架田丘，随水高下浮泛，自不蒌浸”。清乾隆元年（1736年）《江南通志纪闻》记载，太平县龙门乡的浮田，有黑壤300余亩，像浮萍一样铺在水上，随水升降。

可见，中国浮田技术的应用历史悠久。当代人受浮田的启发，发明了生态浮岛。因此可以说，浮田是现代生态浮岛的“鼻祖”。

生态浮岛的结构与功能

目前，水体富营养化问题是人类面临的重大水环境难题，而城市水体流动性弱、人类活动影响大等因素，使得城市水域的富营养化问题尤为突出。

现代的生态浮岛一般由浮床架构、水生植物浮床、水下固定装置、水生植物等部分组成。通常，生态浮岛的形状为四边形、六边形、三角形、圆形等，但也可根据水面和水域四周的环境特征进行其他形状的组合。

早期的生态浮岛框架主要采用竹子、木条、藤条、土工网等材料搭建，虽然造价较低，但使用效果差、寿命短。后来，人们又使用泡沫或泡沫加金属固定件产品建造，这种生态浮岛虽然造价也较低、制造工艺简单，但强度不足，金属与泡沫容易分离，且泡沫本身属于白色污染物。目前，新型生态浮岛的浮床框体主要采用成型环保PE材料，具有重量轻、强度高、易组合等优点，并能使植物根系和浮岛材料融为一体。

生态浮岛的水下固定技术也很重要，既要保证浮岛不被风浪带走、打翻，还要保证在水位变动剧烈时，能够缓冲浮岛间的相互碰撞。生态浮岛常用的固定方式有重力式、锚固式等。

一般城市河湖中单个浮岛的大小为边长1～5米不等。若考虑搬运、施工和耐久性等因素，则单个浮岛的边长以2～3米较为合适。当需要大面积、特殊形状的浮岛时，可将单个浮岛拼接、组合起来，搭建成所需的较大、特形浮岛。

生态浮岛上通常栽植的水生植物（主要是花卉），有荷花、芦苇、睡莲、菖蒲、茭白、水葱、美人蕉、千屈菜等。

生态浮岛的主要功能就是在城市河湖水体中“吐故纳新”。它利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网，吸附水体中大量的悬浮物，并逐渐在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物后成为无机物，进而成为植物的营养物质，通过光合作用转化为植物细胞的成分，促进其生长。最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中的营养盐，达到净化水体的目的。

也就是说，一旦城市水体因封闭或自循环不足而引发腥臭、富营养化现象时，可快速组装生态浮岛，并将其投放到那些水域。生态浮岛上经过筛选、驯化的高等水生植物或陆生植物一边为城市“添彩增色”，一边能“吞噬”城市河湖水体中的氮、磷和有机污染物质，消除水域的富营养化状况，形成优良的城市水生态环境。

生态浮岛还能通过遮挡阳光来抑制水体中藻类的光合作用，从而减少城市河湖浮游植物的生长量；通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降，从而有效防止“水华”的发生，提高水体的透明度。生态浮岛上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系可为水体中的鱼虾、水生昆虫和微生物提供栖息、附着和繁衍的条件，同时还能释放出抑制藻类生长的化合物。

另外，生态浮岛可以降低风浪对城市河湖坡岸的拍击、冲刷强度，对水利设施的安全起到保护作用。

技术“瓶颈”亟待破解

目前，虽然国内外有许多厂商从事生态浮岛的研发、制造，使该技术得到迅猛发展，但是生态浮岛还处在试验推广阶段，存在一些问题，亟待完善。

（1）生态浮岛栽培的标准化应用。众所周知，城市不同湖泊、河流，其富营养化水平不同，水面深度、水体温度、风速、水体波动等各异，需要相应的浮岛设计组合和浮岛植物种类搭配，因此很难制定统一的标准，这也就使得浮岛栽培的标准化问题难以解决。

（2）生态浮岛操作过程专门机械设备的研制。生态浮岛漂浮在河湖水面，因而日常的管理必须在水面上完成。目前，浮岛管理操作大多采用人工完成，这在小面积的试验示范中尚可，若大面积推广，需要经常、及时采收，人工操作就不能满足需要了。但是，目前适合生态浮岛操作的专门机械设备还较少，这无疑限制其发展。

（3）生态浮岛的制作、施工周期较长。目前，多数生态浮岛都是采用现场制作及现场种植的模式，大面积制作时施工周期较长。

（4）生态浮岛的过冬。目前，生态浮岛上的植物大多数不能越冬，尤其在我国北方地区，冬季天气较冷，城市河湖水面的浮岛或被拆除，或光秃秃的，无法发挥作用。因此，开发、驯化一些适宜生态浮岛四季栽培的植物十分迫切。

（5）生态浮岛在强风、强雨等恶劣天气环境中的防护技术也需要进一步完善。

（6）大面积、超大面积的生态浮岛技术需要研发。目前，国内外使用的生态浮岛单体面积均较小，只能在城市小面积的河湖中使用。随着人们对城市之外大面积河湖生态修复的需求的出现和增加，大面积的生态浮岛技术研发势在必行。