水生植物的水体净化作用与园林造景

曹治国　窦宇威　李博　曾皓宇　张伦　马均

摘   要：水生植物在当下的景观设计中所处地位相当高，其观赏价值不容小觑，而且一些植物对水体净化有很大作用。鉴于此，研究了一些水生植被的净化能力以及观赏价值，并且筛选出搭配种植的方案。

关键词：水生植物;水体净化;作用;园林;造景

国内外普遍存在的环境问题的一部分是景观水体富营养化，各个国家都迫切地希望得到解决[1，2]。利用水生植物修复富营养化景观水体，既能使水体富营养化的状况得到改善，又能利用水生植物优美的姿态创造意境，从而使园林空间的美也通过各种造景搭配得到了充分的体现。现代水体造景中水生植物得到了充分的利用，并成为良好的材料[3]。

水生植物具有克藻效应[4]，对水体富营养化的净化效果明显。国内外众多专家经过多年试验研究，建立了多种净化模型并应用于不同的生产实践中，如人工浮床[5，6]、人工湿地[7]等，取得了良好的效果。根据研究表明，多种水生植物运用合理的搭配手法技巧，其净化效果要好于只种植一种植物。本文对一些水生景观植物的净化效果、观赏效果以及搭配效果开展了论述。

1   国内外研究进展

1.1   水生植物及其群落的范畴

凡生长在水中或者湿土壤中的植物统称为水生植物[8]，水生植物群落是水体中的植物组合，是水体生态系统的一个不可或缺的组成成分[9]。水生植物群落，在现代湿地系统中的作用不可估量。目前，在湿地系统中采用人工机械的方式净化水体的过程复杂且工作量大，水生植物在水体净化方面拥有良好的优势，其既能净化水体，又能达到营造景观的效果。

1.2   利用水生植物净化水体的研究

利用水生植物的生长代谢需要从外界吸收氮、磷的特点，可以净化水体氮、磷以及其他污染物。将水生植物应用到水体净化中已经被证实具有良好效果。

水生植物在生长发育过程中，会吸收大量的氮、磷元素，然后将这些元素转化为自身可以利用的物质[10]。植物可以直接摄取无机氮，并将其合成蛋白质;植物也可以吸收和同化无机磷，然后将其利用到自身的DNA、ATP等有机成分上。

当植物从原生长环境被清除时，那些存在于植物体内的有机物质也被移除，从而达到净化的目的[11]。水生植物在其中担任着很重要的角色：将水中的氮、磷通过一系列的作用同化为自身氮、磷，从而达到净水效果。

国内所涉及的、常见的具有净化作用的水生植物可大致分为三大类，包括挺水植物、浮水植物以及沉水植物。常见的挺水植物有美人蕉、芦苇、菖蒲、水葱等;浮水植物有荇菜、凤眼莲、睡莲、浮萍、香菇草、浮叶眼子菜;沉水植物有狐尾藻、金鱼藻等[12，13]。

挺水植物中美人蕉、黄菖蒲和水葱3 种植物，对去除重度富营养化景观水体中的氮、磷等污染物有相对明显的效果;对总氮的最终去除率分别为48.6%、70.1%和30.2%，对氨氮的最终去除率分别为82.1%、87.5%和60.2%，对总磷的最终去除率分别为72.4%、35.7%和32.5%[14]。

对于单独种植的沉水植物来说，由于其单株植物的吸收能力有限，所以单株吸收能力不强。但是在实际应用中常常是大面积的种植，导致了吸收能力成倍加强。目前研究和应用较广的沉水植物有菹草、苦草、马来眼子菜、微齿眼子菜、伊乐藻、黑藻、金鱼藻、狐尾藻等。田琦等[15]发现，金鱼藻和菹草相比于伊乐藻和苦草，金鱼藻和菹草对水体中总磷的去除能力要强一些，马来眼子菜与金鱼藻对总氮的去除能力明显高于其他植物。

浮水植物对氨氮的去除率最高达到了27.25%，对硝态氮的去除率最高接近于 46%，对磷的去除率最高则接近于26%。其中香菇草和浮叶眼子菜对磷的去除率最为明显，去除率最高分别达到了25.81%和 25.31%。浮水植物与挺水植物相比较，对于其他污染物的去除率，浮水植物要高于挺水植物，其去除率可达到挺水植物的5.7倍。

1.3   水生植物观赏性

水生植物的姿态、颜色及香味是其本身所具有的形态以及特征，是人们最直观的感受。不同植物所表现出来的、给人们的感受是不一样的。水生植物色彩豐富，在不同的环境条件之下需要运用不同的颜色。运用植物的颜色以及光影的变化可以突出所需要的景观主题，营造适合的气氛，给人以强烈的感官冲击。红色与绿色可以在色彩上形成强烈的对比，使得整幅画面显得更加开阔。

运用水生植物造景时，其香味也是必须考虑的因素，不同香气植物分开种植，会使人通过香味的变化而体会出位置空间的变化，在相对封闭的环境中，会使人感觉到如临奇境、情趣大增。水生植物清新雅致，观色闻香都能达到一定效果，各种植物相互搭配更是能相互促进，使观赏效果更佳。

2   一些水生植物的观赏价值

根据上文所提到的、国内常见的、具有净化作用的水生植物种类，对不同种类水生植物的观赏价值进行具体分析。

挺水植物美人蕉为多年生草本植物，最高可达100 cm，有香味，是园林绿化中比较常用的一种，具有较高的观赏价值。菖蒲叶丛翠绿、端庄秀丽，不借助外部环境的衬托也能郁郁葱葱，显得特别美丽，且耐热耐寒、富有而滋润。其姿态秀丽特立，超逸秀美，自古以来受到人们的喜爱。

挺水植物水葱，株高0.5～1.0 m;顶生聚伞花序，浅黄褐色，花期6—8月;色泽淡雅，亭亭而立，茎干较细。适合大面积种植，与其他植物搭配更有层次。

沉水植物狐尾藻是多年生沉水草本植物，生长迅速，常常大片丛生、颜色翠绿，若是受到水流的洗刷，随水摇摆，就好像清风掠过，沁人心脾。

浮水植物荇菜是浅水性植物，茎较细长，分枝比较多，比较柔软，生长在泥土之中或者漂于水面。叶片形状类似于睡莲，鲜黄色花朵挺立而伸出水面，就好像是出水芙蓉。古往今来，荇菜为众人喜爱。《诗经》中对荇菜的赞美极为高，将荇菜比喻为淑女的爱情，可见荇菜的意境之美。《颜氏家训》中也对荇菜有极高的赞美，他将荇菜的清纯写入其中。

3   水生植物搭配造景

单一水生植物的色彩、姿态等形态特征是人们可以直观感受到的，但是单种植物的种植往往不能兼备各种观赏效果，所以要选择搭配组合。

根据5种植物不同的特性以及联系，将植物造景与实际相结合，在造景时运用3个原则：①水面所占有的水生植物面积要适当;②根据水体环境的实际情况选择植物;③严格控制植物生长范围，避免过度扩张。从中选出3种适合温江地区种植的水生植物，其既能在水体净化方面有良好效果，又能美观效果。

将多种植物搭配时，既要满足环境的要求，又要主客分明、上部下部分明，使其具有层次感，颜色与形状搭配合适，这样才能取得良好的视觉效果，使得整幅画面符合构图要素，美不胜收。

水生植物的配置多用于驳岸、水面与湿地。驳岸植物的配置目的，既是让山和水的景观具有一致性，又主导着水面景观，让其更加和谐。园林意义上的水景驳岸大致可分为两种，即土岸与石岸。土岸边的植物配置要与周边的环境相互结合，并相互呼应。以旱伞草、美人蕉、菖蒲等在土壤上也可良好生长的挺水植物作为驳岸的岸线植物，以远近结合、疏密结合的断续曲线作为栽植的原则，达到填充岸线、柔化驳岸与水域边界、调节水岸关系的景观作用。石岸线条生硬而尖锐，在这里配置植物就要求做到将石岸边线转化为柔软多变的圆润曲线，所以可多利用垂柳、迎春等垂枝植物，配合以千屈菜、菖蒲、水葱等挺水植物来遮挡石岸的生硬边线与转角，使其得以柔软过渡，同时也得以充当背景与屏障。同时，只要遵循“种类略少、数量略多”的原则，驳岸植物的边缘种植也既能留出足够水面产生植物倒影，增添景观的丰富性与层次性，又能不显杂乱无章。

挺水植物大多需在水体浅水区种植，留出人工湖泊等水体的大部分水面以赏水景动静之美，但其空间也需要运用浮水、沉水植物来稍作补充，凸显出水面的大气。可以用睡莲、芡实、荇菜等小型浮水植物覆盖住一些比较空荡的水面，补充挺水植物配置下方剩余的空间，丰富植物姿态与色彩，留下大片的水域欣赏空间。

在驳岸与水面合理运用种植方式的同时，也需根据不同景观水域水深与水流情况，选取不同的适应性水生植物。挺水植物多栽种在水下65 cm，适应浅水生活;浮水植物多适于1.5～3.0 m的水深;漂浮植物适宜于任何水深的静水，而斑茅、蒲苇等湿生植物只能生活于20 cm水深至岸泥。

以水葱、狐尾藻、美人蕉、荇菜、菖蒲5种植物为例，介绍如下。

水葱和狐尾藻搭配种植，高低错落，相互映衬，有韵律感和节奏感。水葱挺立，显得整个画面比较开阔、硬朗，而狐尾藻在水下显得柔和，整个画面是十分和谐的。挺水植物水葱作沉水植物狐尾藻的背景，在一定程度上缩小了空间尺度。根据张泽西等人的研究，水葱和狐尾藻的搭配种植，其总氮去除率最高可达71.49%，总磷去除率最高可达88%，硝态氮去除率更为显著，几乎可以达到100%，磷酸盐去除率达到了94.07%[16]。水葱跟狐尾藻的搭配种植具有相当好的净化效果。

美人蕉与荇菜搭配种植。一些黄艳花色的美人蕉与荇菜的黄色小花构成和谐的黄色色调。而一些红色的美人蕉与荇菜搭配，红花与绿叶的搭配使得画面更有冲击感，使得画面更加清晰、活泼。美人蕉的长条形叶与荇菜圆形小巧的叶形成形态上的对比;美人蕉与荇菜的质感精细，给人感觉空间的柔和。在5—6月的花期，可以同时观赏到两种植物的花。

荇菜对蓝藻的抑制率能够达到67%，种植荇菜的水体中叶绿素a能减少81.5%。狐尾藻与荇菜的净化效果明显，狐尾藻与荇菜的搭配种植也具有一定的景观价值。《承天寺夜游》中虽然没有实际描写水面，而是写竹柏的影子像藻荇一样，空灵透彻。沉水植物狐尾藻与浮水植物荇菜搭配种植，同样能够达到使空间透彻的感觉。虽然层次感不如前两种搭配强烈，但是狐尾藻与荇菜给人以统一的感觉，不仅存在细致感觉而且又富有变化，让景观既和谐又具有多樣性。

4   总结

水生植物在净化水体中起到了重要作用，还具有一定的美观性。随着生态美学的发展，对植物造景的认识不能够只停留在“诗情画意”上面，应该研究得更加深入而透彻。除了在视觉上满足人们的需求外，还要使得景观成为一个整体，建立一个聚多种功能于一体的整体生态系统。水生植物作为这一整体的重要组成成分，对植物进行科学良好的配置，使得水体景观丰富，形成不同层次优美和谐的生态水景。

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