贵州沉水植物资源及其园林应用初步研究

谢　伟，白新祥，周虹宏，李　璨，冯　丽，张　然

(贵州大学 林学院，贵州　贵阳　550025)



贵州沉水植物资源及其园林应用初步研究

谢伟，白新祥*，周虹宏，李璨，冯丽，张然

(贵州大学 林学院，贵州贵阳550025)

摘要：通过调查统计贵州省内沉水植物约有31种，隶属于9科，12属，分布在全省大小河流、湿地、湖泊、沟渠等地。目前在园林中应用较广的有水鳖科和眼子菜科部分种类，还有很多优秀种类亟待开发利用。所以研究贵州省内沉水植物资源种类、分布特性及其园林应用和生态应用研究现状，探讨沉水植物园林造景及其营建策略，对沉水植物在水体景观生态设计中的应用提出建设性意见具有重大研究意义。

沉水植物(Submerged plants)是指整个植株常年都生活于水中，部分植株只在花期将花及少部分茎叶伸出水面的水生植物[1]。沉水植物作为水生态系统中一个重要初级生产者，承担着其物质、能量与信息的交换以及水体景观环境艺术与自然的营造[2]。随着生态设计概念的提出，沉水植物作为水生植物的重要组成部分，其具有的生态学意义和景观意义也越来越受到人们的广泛关注。尤其是近年来园林水景的流行与发展，沉水植物资源及其园林应用的研究成为未来水下景观建设中迫切需要研究的重点问题。贵州典型的喀斯特地形地貌孕育了独特而多样的沉水植物资源。所以对贵州沉水植物资源展开调查研究，对贵州园林水景观营造及其水体生态修复与保护具有重大研究意义。

1沉水植物资源应用研究现状

1.1沉水植物的景观应用研究

沉水植物虽是水下景观的一大重要基础，但沉水植物的在园林中的应用和开发还处于初级阶段。孔杨勇等对沉水植物研究现状做了相关研究，总结出沉水植物应用种类相对有限，缺乏专业的生产机构，建植与养护管理还不够成熟[1]。贵州甚至有一些观赏价值较高的本土种类还未得以系统开发研究，如贵州水车前(图1)。王艳丽等对沉水植物综合开发利用做了初步研究探讨，大多沉水植物因其生长环境要求较高，所以开发利用条件艰苦[3]。袁果等曾对贵州水生植物资源进行调查，并总结了一些观赏价值较高的沉水植物种类，如沉水海菜花、贵州水车前等[4]。郭海燕等对邯郸市区沉水植物资源调进行调查发现沉水植物因其生理上的特点，极端依赖于水环境，所以，沉水植物建植要根据不同水域面积，水深等结合其他类型的水生植物配置[5]。

近年来，随着园林景观行业的快速发展，水生植物造景功能的探索，沉水植物的生态净化及造景功能的应用也随之增多，并取得良好的景观效益和生态效益。但是，在园林中，沉水植物的应用相对湿生植物、挺水植物、浮叶植物和漂浮植物等类型的水生植物还有很大的发展空间。

图1　贵州水车前

1.2沉水植物的生态应用研究

随着工业化发展，水体富营养化现象及水环境污染日趋严重。在治理水体富营养化和水体污染的多种措施中， 水生植物恢复具有低耗、高效和环境安全的特点， 是一种有效、经济且生态的好方法。尤其是沉水植物，作为水生态系统中的初级生产者， 在水生态系统中有着不可替代的作用。Ursula Stephan、Brian等对水生植物生态治理研究发现沉水植物影响水体流速，从而去除水中的悬浮颗粒物，净化水质，其影响往往随植株高度的增加而增大[6-7]。江亭桂等研究沉水植物在静止水体中对悬浮固体的作用得出：沉水植物由于整个植株都处于水中，其根、茎、叶等都可以吸附降解水中的悬浮颗粒[8]。在水体生态系统中， 沉水植物和藻类同属初级生产者， 均以水体中营养盐、光照和生长空间为生长资源， 两者之间通过激烈的竞争而相互影响，高等水生植物可以抑制低等藻类的生长，例如马来眼子菜对铜绿微囊藻、小球藻、衣藻和四尾栅藻的生长都具有明显的抑制作用，苦草对小球藻、衣藻和纤细席藻的生长都具有明显的抑制作用[9]。徐勤松等对沉水植物吸收重金属离子净化水质的研究发现，不同种类的沉水植物对某些重金属元素有一定的吸收净化能力[10]。如菹草主要吸收Cd 、Zn等重金属离子，而金鱼藻、苦草和黑藻则吸收 Cu、Cr、Fe、Mn、Pb等重金属离子净化水体污染。此外，大型沉水植物与甲烷氧化菌相结合的生物群落能降低沉淀物中甲烷气体的浓度，并减少湿地环境中甲烷气体的释放量。在浅水湖中，沉水植物分布较密集的区域都具有特别清澈的水质，营养物浓度低，浮游植物少，就是因为大型水生植物的降解和吸收污染物质的效果。

上述大量研究表明，沉水植物在水体生态调节与治理方面的应用相对比较成熟。其治理主要表现在吸收水中多余营养元素或污染元素净化水质、抑制藻类植物的生长，防止水体富营养化和为水生生物提供丰富的食物，提供栖息生境和繁殖场所，有利于保持生物多样性和维持整个水体生态系统的稳定，对水生态平衡起着极其重要的作用，如马来眼子菜生长地水体清澈透明(图2)。

图2　马来眼子菜

2贵州省内沉水植物资源分布概况

贵州省内大小河流、湖泊、水库、沟渠、农田、山塘、沼泽、草甸众多，湿地资源与类型较为丰富。通过调查贵州一些有代表性的湿地、湖泊及河流(铜仁锦江河湿地、威宁草海湿地、荔波小七孔湿地、贵州花溪河湿地等湿地)，发现贵州省内沉水植物种类分布特点为东部少，中部较多，西部最多。依据相关文献资料鉴定统计，贵州省内沉水植物有31种，隶属于9科，12属，其中属数最多的是水鳖科有4个属，7个种，而种类最多的是眼子菜科有8个种(表1)[11-12]。

表1　贵州省沉水植物资源科属种组成

贵州省内常见沉水植物有水鳖科的黑藻属(Hydrilla)、苦草属(Vallisneria)、水车前属(Ottelia)，小二仙草科的狐尾藻属(Myriophyllum)，金鱼藻科的金鱼藻属(Ceratophyllum)，眼子菜科的眼子菜属(Potamogetoncrispus)等。有很多种类具有良好的景观效果和生态效果，目前在园林水景中应用较广的种类主要水鳖科(Hydrocharitaceae)和眼子菜科(Potamogetonaceae)(表2)，但因缺乏系统的研究及相关生产技术的不成熟，有很多优秀种类尚未得到广泛推广应用。

3沉水植物在水体景观中的应用探讨

3.1沉水植物的园林造景

观赏类沉水植物可与岩石、沉木、鱼类搭配于一体可以构成自然生态景观，增加园林水景艺术与自然的营造[13]。如水车前、海菜花、黄花狸藻、轮藻等观花沉水植物，在开花季节部分伸出水面，花立于水面之上，繁星点点，极其美观。不同种类的沉水植物也能在水中形成独立的群落景观，形成水下一道独特的风景线(图3、图4)。在现代园林水景观中，沉水植物还可以结合瀑布、叠水、喷泉及观赏鱼类等构建别具特色又丰富多彩的水体景观。在不同类型的园林水景中，以各种水生植物的形态、色彩、质感、季相变化等观赏性状为基础，结合沉水植物的生态净化功能，遵循生态设计原则，依据一定的艺术构图原理，合理配置沉水、挺水、浮叶和漂浮植物，可以加强水体的层次感和立体美感。自然环境下的沉水植物常伴生在挺水植物和浮叶植物群落中，层次丰富，景观效果及生态效果俱佳，模拟这种类似于乔灌花草的立体结构进行沉水植物的配置，可以发挥更大的生态和景观功能，这也是沉水植物在园林中应用的一大发展趋势[14]。

表2　贵州可开发利用的优秀沉水植物

3.2提出沉水植物景观营建与养护策略

3.2.1建植——以群落为单位进行建植自然水体中，植物大多以群落结构组合生活在一起，且生长良好。所以可以依据自然生长的植物群落进行沉水植物的建植，以增强其生物间的互助作用，提高成活率。沉水植物可以通过断枝、块茎和种子等组织或器官进行建植。主要建植以扦插为主。如狐尾藻、黑藻、范草主要以茎插为主，苦草则以播种为主。在城市水体沉水植物建植过程中，不仅要保证水体清澈透明，有良好的生长环境，还应保持物种的多样应，适当增加食物链，保持物种平衡。根据水体的生态环境状态和植物繁殖特点进行不同方式的群落建植，使沉水植物群落能在良好的生态环境条件下快速成长。

3.2.2沉水植物配置——近自然植物群落模拟沉水植物是水景观营建的生命基础，常定植在比较深的水域中，其配置应根据水域的面积、驳岸的样式、水体的深度和湖底状况等来确定沉水植物的具体种植模式和范围。根据植物造景与生态设计原则，以群落为单位，尤其是近自然植物群落模拟配置，不仅能挺高沉水植物生长效率，增加植物园林艺术效果，植物间还能互补互益，吸收净化水质，挺高植物生态净化功能。

图3　黑藻、苦草群落

图4　贵州水车前、苦草群落

沉水植物景观设计必须要根据沉水植物的生活习性、分布特点、水流特点和生态效益等多方面综合考虑进行群落的合理配置。根据景观与生态应用的需要，把形态各异的沉水植物混合种植形成群落，可以很好地提高城市水体的可观赏性，维持水体生态平衡，且能更好地发挥沉水植物对富营养化和重金属污染水体的净化作用，并为许多水生生物提供良好的栖息环境。

3.2.3养护沉水植物的生长和分布受多项环境因子的影响，其中，水中光强、水温和矿质元素是最重要的因子。由于沉水植物生理上依赖水环境的特点，对水质的变化十分敏感，水体的透明度直接影响沉水植物的光合作用，所以，沉水植物需要合理配置，定期养护。园林设计师在合理配置设计的基础上，要结合贵州省喀斯特山区河流、湖泊等水景景观建设，通过机械、物理、化学和生物等方式加强对沉水植物的养护管理，适时打捞和补植，避免竞争造成物种多样性的减少。合理控制植物的生长，增加其景观效果和生态效益。

4结语

贵州是典型的喀斯特地形环境，湿地类型丰富多样，加上其冬无严寒、夏无酷暑、四季分明的亚热带湿润季风气候，为沉水植物提供了优良的生长环境，所以，其沉水植物种类丰富多样。但是，目前贵州省内沉水植物资源在园林中开发利用有限，尤其是很多优良野生沉水植物资源尚未得到开发利用，存在资源开发多样性、生态适应研究及应用方式不足等问题，需要各行业加大力度探索和研究。在园林中沉水植物的应用能发挥很大的生态功能和景观功能，所以，研究贵州省内沉水植物资源种类及其分布特性，探索沉水植物水生态景观营造的发展策略，因地制宜，利用合理的植物造景理论创造出美好的园林水体景观，对园林水景景观恢复和建设提供指导性作用。

参考文献：

[1]孔杨勇，宜平陈，煌初．沉水植物的研究现状及其园林应用[J]. 中国园林，2005(6)：65-68.

[2]Engel S.The role and interactions of submersed macrophytes in a shallowWisconsin Lake[J]. Freshwater Ecology，1998(4)：329-341.

[3]王艳丽，周阳．沉水植物综合利用的研究进展[J]．环境保护科学，2009，35(06)：16-19.

[4]袁果．天生丽质贵州水生植物[J]．森林与人类，2013(07)：94-99.

[5]郭海燕，韩超，陈建中，等．邯郸市区沉水植物资源调查与园林应用[J]．黑龙江农业科学，2013(11)：69-71.

[6]Ursula Stephan，Dieter Gutknecht.Hydraulicresistance of submerged flexible vegetation[J]．Journal of Hydrology，2002(17)：27-43．

[7]Brian K．Methanotrophic bacteria and their activity on submerged aquatic macrophytes[J]．Aquatic Botany，2002，72(2)：107-119.

[8]江亭桂，吕锡武，王国祥，等．沉水植物在静止水体中对悬浮固体的作用[J]．中国科技信息，2006(20)：78-80.

[9]杨清心.富营养水体中沉水植物与浮游藻类相互竞争的研究[J].湖泊科学，1996，8(S)：17-24．

[10]徐勤松，施国新，杜开和．重金属镉、锌在范草叶细胞中的超微定位观察[J]．云南植物研究，2002(2)：241-244.

[11]中国科学中国植物志编辑委员会.中国植物志[M]. 北京：科学出版社，2004.

[12]贵州植物志编辑委员会，贵州植物志(1-9卷)[M]．贵阳：贵州人民出版社，1986．

[13]赵玉宝，占家智．观赏水草栽培与造景[M]．沈阳：辽宁科学技术出版社，2002．

[14]柳骅，夏宜平．水生植物造景[J]．中国园林，2003(3)：59-62.

关键词：沉水植物；园林造景；生态应用；水体景观

A preliminary research of Guizhou submerged plants and their landscaping application

XIEWei，BAIXin-xiang*，ZHOUHong-hong，LICan，FENGLi，ZHANGRan(CollegeofForestry，GuizhouUniversity，GuizhouGuiyang550025)

Abstract：The submerged plants were investigated in Guizhou Province， China. Thirty-one species in 12 genera of nine families are recorded from a variety of water habitats， including rivers， wetlands， lakes， creeks in the province. Some species of the family Hydrocharitaceaeand and the family Potamogetonaceae have been widely used in the landscaping gardens， and there are many more excellent species to be discovered. The paper also deals with the research on the submerged plant species， their distributional characteristics， and the current status of their landscaping utilization and ecological application in Guizhou Province. Garden landscaping and construction strategy using submerged plants are discussed. These are of great significance in water ecological landscaping design and constructive proposal.

Key words：submerged plants; Garden landscape; Ecological application; Water landscape

文章编号：1008-0457(2015)05-0056-04国际

DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2015.05.011

中图分类号：S688

文献标识码：A

通讯作者：*E-mail：254715174@qq.com。

基金项目：贵州省科技厅自然科学 [黔科合J字(2008)2047号]；贵州省科技厅社会发展科技攻关项目[黔科合SY字(2008)3020号]；贵州大学人才引进基金项目[贵大人基合字(2007) 41号]。

收稿日期：2015-08-29；修回日期：2015-10-07