城市公园水生植物配置水质净化效果探究——以石家庄市龙泉湖湿地公园为例

蒋晓童，董晨歆，武静一

（石家庄市龙泉湖园林事务中心，河北石家庄 050000）

城市公园景观水体主要来源于中水、地表汇流及降水等，随着景观水体静置时间越来越长，加上后期人工维护不到位，导致水体富营养化程度越来越高，水体透明度降低、水质恶化、漂浮物增多。在景观水体中，水生植物不仅可以营造优美的园林景观效果，而且能有效净化水质，成为“蓝色空间”与“绿色空间”协调发展的关键点[1，2]。

20 世纪70 年代，我国学者开始研究将水生植物应用于城市生活水污染治理[3]。张卫等[4]研究发现，伊乐藻对水体中的总氮、氨态氮、硝态氮、总磷均有一定去除效果，且水体中的氮、磷起始浓度越高，去除效果越佳。刘淼等[5]研究发现，苦草、黑藻2 种沉水植物组合对水体中氮、磷有明显的去除效果。张倩妮等[6]横向对比29 种常见水生植物，筛选出对农村生活污水净化效果较好的水生植物。大多研究主要集中于单种或多种植物，缺乏对挺水植物、浮水植物、沉水植物配置及景观效果的综合考虑。本研究以龙泉湖湿地公园为例，通过文献整理和实地调研，探究水生植物配置水质净化效果，以期为其他城市公园提供参考借鉴。

1 龙泉湖湿地公园概况

龙泉湖湿地公园位于石家庄市，公园面积260hm2，其中，水面面积112hm2，中心湖面面积46.67hm2，整体蓄水量201 万m3，蓄水后平均水深达3.5m。由于公园建设周期较长，且公园处于西部山前，园区的湖水承载着山前排洪及汇集降雨径流的功能。地势西高东低，汇入湖水水质情况较差，作为景观水体水质不理想，存在富营养化现象。

龙泉湖湿地公园现有水生植物大部分为单品种，植物配置主要分为3 类，即水葱+千屈菜、黄菖蒲+再力花、菖蒲+荷花，缺少浮水植物和沉水植物。试验选取3个采样点，分别为1 号主湖区、2 号汇水湖、3 号红叶堤西侧（见图1），以自来水为对照。由表1 可知，主湖区水质较好，营养化指标较低，3 号红叶堤西侧水质情况较差，营养化指标较高。其中，TN 含量为15.3mg/mL、TP 含量为0.5mg/mL、NH4+-N 含量为0.2mg/mL、COD 含量为60mg/mL。

表1 龙泉湖湿地公园水质采样情况（单位：mg/mL）

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验方法

选择带有玻璃顶棚且通风良好的温室，77cm×56cm×46cm 规格的聚丙烯塑料桶作为栽培容器，平铺30cm 培养基及120L 龙泉湖营养化水体。每桶栽植不同植物品种苗木各3 株，共计9 株，并设置对照组，对照组中不栽植物，每个处理重复3 次，具体植物配置（见表2、图2）。试验水体为龙泉湖3 号取样点红叶堤西侧湖水，试验过程中每隔15d 检测试验箱体内水样，共采集4 次，试验周期为60d，并以蒸馏水补充水分。测量指标包括TP、TN、NH4+-N、COD 含量，试验结束后测定植物鲜重，每个指标机械重复测量3 次，取平均值。

表2 试验植物配置

2.3 测定仪器及方法

选用精讯畅通电子科技有限公司生产的JXBS-3001-XJCDY 型号水质测定仪及配套预制试剂（见图3），测定水体TP、TN、NH4+-N、COD 含量。

去除率：P（%）=（C1-C0）/C1-C（C1水体中污染物初始值、C0水体中污染物终值、C 空白对照水体中污染物去除率）。

生物量变化量=种植60d 生物量-种植0d 生物量。

3 结果与分析

3.1 不同植物配置组合总氮（TN）去除效果

15 组试验植物移栽7d 后均长势良好，无明显病虫害和养分缺乏症。由表3 可知，不同植物配置对水体TN含量去除率具有显著差异。试验结束后，水葱+千屈菜+芡实配置组合TN 去除率为23.53%～24.83%；黄菖蒲+再力花+荇菜配置组合TN 去除率为21.57%～25.49%；菖蒲+友谊牡丹莲+菱配置组合TN 去除率为22.87%～24.83%；凤眼莲+花叶芦竹+黑藻和睡莲+旱伞草+伊乐藻配置组合TN 去除效率分别为30.91%～32.15%、30.78%～31.44%，净化效果明显优于其他组合。

表3 不同植物配置组合对水体总氮（TN）去除效果（单位：mg/mL）

3.2 不同植物配置组合总磷（TP）去除效果

由表4 可知，不同植物配置对水体TP 含量去除率具有显著差异。试验结束后，水葱+千屈菜+芡实植物配置TP 去除率为30.00%～32.00%；黄菖蒲+再力花+荇菜植物配置TN 去除率为26.00%～30.00%；菖蒲+友谊牡丹莲+菱植物配置TN 去除率为32.00%～34.00%；凤眼莲+花叶芦竹+黑藻和睡莲+旱伞草+伊乐藻植物配置水体TP 净化效率分别为38.00%～40.00%、36.00%～42.16%，去除率较高，净化效果明显优于其他组合。

表4 不同植物配置组合对水体总磷（TP）去除效果（单位：mg/mL）

3.3 不同植物配置组合对氨氮（NH4+-N）去除效果

由表5 可知，水葱+千屈菜+芡实植物配置NH4+-N去除率为21.50%～22.50%；黄菖蒲+再力花+荇菜植物配置NH4+-N 去除率为23.00%～24.00%；菖蒲+友谊牡丹莲+菱植物配置NH4+-N去除率为21.50%～23.00%；凤眼莲+花叶芦竹+黑藻和睡莲+旱伞草+伊乐藻植物配置NH4+-N去除效率分别为23.50%～25.50%、24.50%～25.00%，净化能力较强，净化效果明显优于其他组合。

表5 不同植物配置组合对水体氨氮（NH4+-N）去除效果（mg/mL）

3.4 不同植物配置组合对化学需氧量（COD）去除效果

由表6 可知，相较于其他指标，不同植物配置组合对水质COD 去除效果差异不明显，其中，凤眼莲+花叶芦竹+黑藻、睡莲+旱伞草、伊乐藻2 组净化效果略高于其他组合，净化率分别为14.50%～15.00%、14.50%～15.67%。

表6 不同植物配置组合对化学需氧量COD 去除效果（mg/mL）

3.5 水生植物变化量

植物生物变化量是衡量植物生长状况及适宜性的一项重要指标，试验所选15 种植物均能适应试验中的水质环境。试验结束后，每个箱子内植物鲜重均有增长，增重量3.06～10.98g，其中1～3 号箱增重量较大，与TN、TP 去除率呈正比。

3.6 景观效果

水生植物的利用不仅能有效净化水质，而且可以丰富单调的水体景观。由于龙泉湖湿地公园水域面积较大，可在科学配置挺水植物、浮水植物、沉水植物的基础上，充分挖掘植物生长特性及空间层次的不同，能有效改善龙泉湖湿地陆地及水域空间过渡景观效果。本研究筛选的植物配置在景观效方面有充分的优势，例如，紫色、白色的睡莲浮于水面，伞状旱伞草挺出水面，沉水植物伊乐藻，有效提升了湿地的美学价值及景观效果。

4 结论与讨论

4.1 结论

综上所述，不同水生植物配置对水质净化效果不同，凤眼莲+花叶芦竹+黑藻和睡莲+旱伞草+伊乐藻两组植物配置组合对TN、TP、NH4+-N去除率较高，水体净化效果较好。但对COD 去除效果不明显，可采用物理方法加以辅助。此外，植物生物量变化是衡量植物生长状况和对水环境适应性的一项重要指标，结合各个植物配置组合净化指标来看，水生植物生物量变化与水体净化效果存在正相关性。

4.2 讨论

凤眼莲属于外来入侵物种，在具体应用中需采取控养措施，防止其对原有生态系统造成破坏。此外，本研究采取的模拟公园湿地环境为室内模拟，在今后的研究中，可将室内模拟试验延续到公园室外的实际环境中，延长观测周期，增加物候因素。