水生植物在河道生态修复中的应用研究

陈秋红

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300074）

1 引言

完整的水生态系统包含诸多不同种类的水生植物，水生植物能够对河流水体内部的有毒有害物质进行快速分解，起到消除水体污染、改善水体质量、恢复水体生态的有效作用，使水体成为具有生命活力的水生生态环境。本文主要对水生植物在河道生态修复中的应用展开研究。

2 影响水生植物生长的因素

水生植物的快速生长需要光照的辅助支持，光照对植株、枝长、叶面积有不同的影响，一旦光照作用减弱，植物的生长速度也相对较慢，严重时可能出现徒长不良现象。如果河流水底结构的光照强度不能达到入射强度的1%，诸多水生植物将死亡；其次，水生植物的生长与河流水体的温度有关，水温偏低时，会从一定程度上导致植物处于休眠状态，并且会抑制植物的新陈代谢功能，导致其光合作用减弱；水生植物的生长与营养盐浓度[1]也有直接联系，营养盐浓度的提高促进了植物与藻类之间的竞争，反之，过高的营养物质也会对植物的生长情况造成一定危害；最后，pH 会对营养水处理效果、水中溶解物能否生成沉淀物、水生生物生长繁殖情况有直接影响，当水的pH 不适合水生植物生长时，在一定时间内会影响微生物的活动性及其对有机物的降解，造成水体中氨氮转化为分子氨，毒性成倍增加，抑制植物生长。

3 水生植物的作用

以挺水植物为例，其在水生态修复中有以下作用：（1）能够减少水土流失现象的发生，有效促进土壤快速发育和熟化，促使土壤结构内部的有机物质及氮、磷、钾含量全面提升，例如，在海拔700～2 100 m 的沟边及相关区域的溪床、水泵稻田及海岸湿地生长的香蒲料就发挥着此类功能；（2）能有效净化水体，具有较大的药用作用，如莲花等植物；（3）在人工湿地景观中，水葱多生长在15～30 ℃的环境中，能够耐低温，在实际生长过程中，能够快速去除水中的有机物、氨氮、磷酸盐及重金属等有害物质；（4）湿润及潜水环境的千屈菜等植物，多生长在阳光充足、通风良好的沼泽地、水旁湿地及河边区域，适应能力相对较强，对生长环境的要求相对较低，能够同时与水生花卉植物进行搭配，还可以用作水生花卉园花境背景，给人们带来一种美观的感受。

4 水生植物在水生态修复中的品种选择原则

4.1 水质净化能力

水生植物种类会产生不同的水体结构的净化效果，并且各种水生植物的生长周期及生长状况不同，在水域环境种植水生植物还要注重植物的配置。对此，在实际项目中，应通过实地考察，全面了解河流生态修复工程的现场情况，考虑水体的面积、当地的气候条件、土壤的成分设定各种植物品种的比例，巧妙利用植物自身的特点，产生预设的净化效果。

4.2 区域环境适应能力

在设计过程中，要做到具体问题具体分析，同时与施工单位共同配合，根据河道修复工程的具体要求，合理选择适量的水生植物对水体生态环境进行治理，与此同时，专业人员应高度重视水生植物的生长特点，确保其能够适应生长环境，并发挥相应的作用。

4.3 便于管理

在对河道水体内部水生植物的选择过程中，专业人员应高度重视水生植物的成活率，选择适应能力较强的水生植物，以达到预期的修复状态。例如，针对水生植物管理，应按照具体的品种和管理难易程度进行分类汇总，如果栽培的蔓生植物不合理，需要重新栽种，在耗费大量人力、物力资源后，不利于施工单位节约建设成本；其次，设计人员还应重视植物的抗风能力，应尽量避免栽种倒伏的品种，管理人员可以妥善栽种适量粗壮、低矮的水生植物，达到抗风目的。

5 种植水生植物过程中的要点

5.1 水位问题

众所周知，不同类型的水生植物对水体水位的适应性存在差异，水生植物是否能够快速生长与水位的高低有直接关系，应先全面了解不同水生植物的生长特点，根据植物的特性及种类进行施工，通过适当方式选择合适的品种，例如，挺水植物的深度范围一般在0～40 cm，浮叶植物适宜的水深范围在25～105 cm，有研究表明，漂浮性的植物对水体的深度没有具体要求；对于沉水植物，适宜的水深范围在32～202 cm。

5.2 底质问题

完整的底质结构不但能全面承载水生植物的根系，在一定情况下还能为水生植物提供必要的养分，确保植物快速生长。首先，在河道修复工程开展期间，应综合考量水生植物的根系能否在河道底质结构内扎根，如果发现固着效果不佳，可以通过辅助栽植措施提升加固效果；其次，应对各类水生植物的养分吸收情况进行统计，当河道底质结构内部的养分过高或者相对较低时，应通过模拟试验和反复实践对植物的类型进行合理调换。

5.3 风浪及水流速度问题

通常情况下，河道结构内部的风浪过大，水流速度较快的河道地带不应栽植大量水生植物。在实际的河道生态修复工程管理期间。施工技术人员可建立相应的人工浮床确保各类水生植物适应能力全面提升。

5.4 与其他河道治理措施的配合

应保证河道修复工程基本结束后再对水生植物进行统筹规划，在水生植物的空间布局方面，应保证其他工程施工不会对水生植物造成不利影响，继而为其提供合适的生长环境。

6 水生植物在河流景观建设项目中的应用

本文以武汉光谷生态大走廊二期工程——南区龙泉山北麓段为例，分析水生植物在项目中的应用以及种植策略。光谷生态大走廊是连通大东湖绿楔和汤逊湖绿楔的主要廊道，在区域生态结构中具有重要地位，该廊道属于大型生态廊道和雨洪通道。

光谷生态大走廊二期工程由3 块用地组成，总占地192.9 hm2，即北区九峰山南麓段、南区综保区段、南区龙泉山北麓段，如图1 所示。南区龙泉山北麓段是连接综保区与龙泉山的一块以自然修复为主要设计手段的区域。通过打造净化功能湿地和自然景观湿地，保证豹子溪入湖水质和湿地景观功能。

通过实地考察、踏勘以及收集建设区域的地理信息、地质情况、自然气候及外界其他影响因素，并与多专业人员进行充分的交流与学习，设计出科学合理的工程方案，在种植上通过原生植被保留，乡土植物的引入，野趣景观营造，建设一幅大绿量、多林窗的永续流淌的山水画卷，同时结合现状水系拓宽过洪通道，退渔还湖扩大豹澥湖水面。利用自然滩地引导，减少人工设施，形成自然生态的复合水系[2]（见图2）。

图2 区段鸟瞰效果图

在该项目的设计中，植物不仅构成了绿地景观，还决定了景观的生态效益，为市民提供了开敞舒适的户外休闲场所。除了陆生植物群落本身所具有的生态效益外，充分发挥水生植物群落生态的优势，结合水体形成生态功能健全的生态系统净化水体，形成不同的生境空间，同时促进了昆虫、鱼类、蛙类、鸟类的回迁，打造近自然的景观基底。

区域内的滨水植物景观的植物配置采取大面积种植的形式，突出强调整体群落的轮廓和色彩，形成不同的特色风景林带。强调乔、灌、草、花、湿生植物、水生植物等生态滨水植物带建设。在景观湿地中将水杉、池杉作为基调树种，水边的菖蒲、千屈菜、矮蒲苇、细叶芒、芦苇、鸢尾等植物力求做到主次分明、层次丰富、清新雅致。水杉呈现出蓬勃灿烂、自然舒适的感受，湿地边种植芦苇增加了水岸周边空间的私密性，游人视线时而通透，时而被芦苇所阻挡，增加了游览水景的趣味性，其生态适应性强、观赏价值高，同鸢尾合理配置，构建稳定的水生植物组团，以发挥生态效益。

7 水生植物在河道生态修复工程实践后的思考及维护管理

水生植物在河道生态修复工程施工期间，修复功能体现得并不明显，在植物完成种植后，要进行长期的跟踪评价，定期观察植物的生长情况。在建设过程中遵循客观规律，同时也应在适宜时间内对水生植物进行收割处理，采用适当的措施促使水生植物内部的氮、磷等营养物质全面输送，有效减少二次污染事件。例如，在外界温度较低的情况下，应在植物没有枯萎或即将枯萎时对其进行收割，在夏季温度较高的时期，水生植物生长速度较快，且枝叶茂盛，应定期对其进行1～2 次收割处理；再次，应结合水生植物的生长，对枯死或没有存活的植物进行及时清除，并在适当河道区域进行栽植，充分考虑水生植物生长特性促进其快速生长；最后，应高度重视水生植物的病虫害治理，派专业人员及时清除植物附近的杂草异物，尽量避免应用杀虫剂等化学药物，以免对河流内部其他动植物造成不利影响。

水生植物在河道生态治理中是不可或缺的元素，对河道生态的改善也起了一定的作用，但对于河道生态修复，不仅是自然生态的问题，更涉及多层面，多专业的协作配合。与此同时，当地政府及环保部门可以通过印发大量宣传手册，提醒广大人民群众保护生态环境，通过官方微博、微信公众号及内部交流群及时向相关人员推送河道生态修复知识，在公民环保意识提升的同时，约束个人行为，促使维护管理的工程量和费用降低。

8 结语

总而言之，植物是自然河流生态系统中的重要组成部分，水生植物在河流生态修复中发挥着较为重要的作用。不同河段的水文、土壤条件对植物群落的影响是不同的。应具备与时俱进的思想，利用先进的计算机技术，及时更新并学习国内外先进的河流生态修复方法，结合河流内部不同植物的特点，采用适当管理方式对不同植物进行有机组合，在对水生植物资源充分利用的基础上，达到生态修复的效果，从而确保其创设更多生态效益和经济利益，最后促进社会的和谐与稳定。