崔麗杉，吳　克，陳　俊，孫亞運(yùn)，鄧　超，金　杰

(1 合肥學(xué)院 生物與環(huán)境工程系，合肥 230601；2 安徽省環(huán)境污染防治與生態(tài)修復(fù)協(xié)同

創(chuàng)新中心，合肥230601；3合肥環(huán)境工程研究院，合肥 230601)

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塘西河濕地植物配置調(diào)查研究

崔麗杉1，吳克2,3，陳俊2,3，孫亞運(yùn)1，鄧超1，金杰2,3

(1 合肥學(xué)院 生物與環(huán)境工程系，合肥 230601；2 安徽省環(huán)境污染防治與生態(tài)修復(fù)協(xié)同

創(chuàng)新中心，合肥230601；3合肥環(huán)境工程研究院，合肥 230601)

摘要：人工濕地生態(tài)系統(tǒng)作為凈化水體的新技術(shù)受到廣泛研究和應(yīng)用。濕地植物的配置和選擇對(duì)濕地的建設(shè)顯得至關(guān)重要。以塘西河濕地公園部分區(qū)域?yàn)槔瑢?duì)其濕地位置、氣候、植物種類(lèi)配置、種群功能及濕地整體生態(tài)功能等方面進(jìn)行調(diào)查研究。結(jié)果顯示此區(qū)域內(nèi)濕地植物種類(lèi)共243種，涉及98科，185屬。并根據(jù)植物種類(lèi)配置情況提出了公園內(nèi)濕地植物種植的建議。

關(guān)鍵詞：濕地植物；塘西河公園；調(diào)查分析；植物配置

濕地，是地球上獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)與特有的土地資源，具有“地球之腎”[1]之稱(chēng)。濕地是位于陸地與水體之間的“過(guò)渡帶”[2]，濕地作為一個(gè)水陸的過(guò)渡性地帶，具有調(diào)節(jié)環(huán)境和生態(tài)的功能，與海洋、森林并稱(chēng)為全球三大生態(tài)系統(tǒng)。[3]

人工濕地(Constructed Wetland)是在長(zhǎng)期應(yīng)用自然濕地凈化功能的基礎(chǔ)上，一種經(jīng)過(guò)人工設(shè)計(jì)、構(gòu)建和管理的、特殊的、可控制的濕地系統(tǒng)；是基于自然生態(tài)原理,以節(jié)能、污水資源化為指導(dǎo)思想,使污水處理達(dá)到工程化和實(shí)用化的一項(xiàng)新技術(shù)。[4]近年來(lái)，被廣泛應(yīng)用于生活污水，工業(yè)廢水、填埋場(chǎng)垃圾滲透液等[5]，人工濕地系統(tǒng)一般由人基質(zhì)和生長(zhǎng)在其中的植物和微生物等5部分組成，是地球上水陸作用形成的一種特別的生態(tài)系統(tǒng)。[6]

濕地植物泛指生長(zhǎng)在濕地環(huán)境中的植物。根據(jù)植物的生長(zhǎng)環(huán)境看，可以分為水生植物、沼生植物、濕生植物三類(lèi)；從植物生長(zhǎng)類(lèi)型看，可以分為草本類(lèi)、灌木類(lèi)、喬木類(lèi)。濕地植物是人工濕地建設(shè)的必要元素[7]，不但可以有效地凈化水體中的氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)，它能在凈化水質(zhì)、提供動(dòng)植物棲息地、微氣候調(diào)節(jié)、休閑娛樂(lè)和科研教育等多方面提供良好服務(wù)。[8]但是，植物的去污效果與植物間的合理配置有著密切的關(guān)系。研究結(jié)果表明，濕地植物生長(zhǎng)的越好、搭配越合理，對(duì)污水的凈化功能就越強(qiáng)。[9]

人工濕地作為凈化水體系統(tǒng)，為降低水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度，必須對(duì)濕地植物的篩選和配置、人工濕地群落的結(jié)構(gòu)特征等進(jìn)行深入研究。本文主要通過(guò)對(duì)合肥市塘西河濕地的位置、氣候、植物種類(lèi)配置、種群功能及濕地整體生態(tài)功能等方面進(jìn)行調(diào)查研究，并依此提出園內(nèi)植物種植應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)效益，以期為人工濕地植物的選擇與應(yīng)用提供參考。

1研究區(qū)域概況及研究方法

調(diào)查區(qū)域?yàn)樘廖骱訚竦毓珗@中部分地區(qū)，主要位于合肥市濱湖區(qū)廬州大道與廣西路之間與中山路、方興大道相接，總面積約為24.5萬(wàn)m2，其中水域面積約為10萬(wàn)m2。塘西河位于合肥市南面，毗鄰巢湖，是巢湖水系的一條重要的支流。

合肥地處中緯度地帶，地理位置為東經(jīng)117°11′~117°22′，北緯31°48′~31°58′，位于江淮之間，全年氣溫冬寒夏熱，春秋溫和，屬于暖溫帶向亞熱帶的過(guò)渡帶氣候類(lèi)型，為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，土壤以黃棕壤、水稻土為主。

對(duì)所調(diào)查區(qū)域內(nèi)的濕地植物種類(lèi)、配置及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，主要是通過(guò)對(duì)這片區(qū)域分成不同的樣地進(jìn)行考察調(diào)研。其主要分為四個(gè)大的區(qū)域：(1)塘西河再生水廠；(2)科技展示區(qū)；(3)綜合體育設(shè)施區(qū)和娛樂(lè)沙灘區(qū)；(4)密林保留用地區(qū)。如圖1所示。

圖1　塘西河濕地公園調(diào)查區(qū)域圖

2結(jié)果分析

2.1濕地植物的基本組成

通過(guò)對(duì)塘西河濕地公園的部分區(qū)域的調(diào)查，確定濕地植物種類(lèi)共243種，涉及98科，185屬。其中，喬木類(lèi)植物有33科、47屬、64種，占所有植物科的 33.67%、屬的 25.41%、種的 26.34%；灌木類(lèi)植物有17科、25屬、31種，占所有植物科的 17.35%、屬的 13.51%、種的 12.76%；草本類(lèi)植物有52科、117屬、149種，占所有植物科的 53.06%、屬的 63.24%、種的 61.32%。在64種喬木類(lèi)植物中，落葉植物45種，常綠植物19種；30種灌木類(lèi)植物中，落葉植物7種，常綠植物17種，半常綠植物4種。含有種類(lèi)較多的科有：禾本科(20屬24種)、菊科(17屬21種)、薔薇科(10屬14種)、木犀科(5屬8種)、榆科(3屬4種)、柏科(3屬3種)、松科(2屬4種)、豆科(5屬6種)、木蘭科(2屬3種)、百合科(2屬2種)。如圖2所示，對(duì)公園內(nèi)喬灌木所占比例有了系統(tǒng)的比較，從結(jié)果可看出，公園內(nèi)落葉植物所占比例較大。

圖2　塘西河濕地公園樹(shù)種類(lèi)型的比例

2.2植物配置模式

調(diào)查的樣地中植物配置模式主要向生態(tài)功能、景觀作用、和功能化方向發(fā)展。在垂直結(jié)構(gòu)上將濕生植物配置成高、中、低各層次。但需喬、灌木類(lèi)植物相協(xié)調(diào)組合，構(gòu)成觀形、觀葉、觀花的景觀。在圖1的四個(gè)大區(qū)域中選擇結(jié)構(gòu)相對(duì)完整、層次較為豐富的樣地為主要研究對(duì)象。具體配置概況見(jiàn)表1所示。

表1　喬灌木類(lèi)植物配置類(lèi)型

水生植物在塘西河公園內(nèi)的配置多應(yīng)用在水岸邊，通過(guò)實(shí)地的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水生植物配置以凈化濕地水質(zhì)、恢復(fù)濕地生態(tài)的植物群落為主。配置在岸邊的水生濕地植物主要為：蘆葦、香蒲、黃菖蒲、鳶尾、再力花、睡蓮、水芙蓉等，其可與水邊的巖石等形成較美的塘西河濕地景觀。

2.3植物群落特征

從實(shí)地調(diào)查來(lái)看，塘西河公園喬灌木類(lèi)濕生植物群落基本上都是人工群落。植物群落是濕地公園的基本單位，而人工群落則是受人為干擾栽培的植物群落。因此，了解植物群落的結(jié)構(gòu)類(lèi)型對(duì)人工濕地公園的建設(shè)也具有十分重要的意義。

根據(jù)安徽科學(xué)技術(shù)出版社出版的《安徽植物志》，合肥市位于江淮丘陵區(qū)在植被區(qū)劃中被列為北亞熱帶落葉與常綠闊葉混交林帶。榆科、木蘭科、樟科、金縷梅科、槭樹(shù)科、木犀科、冬青科以及山茶科等都有很好的常綠和落葉樹(shù)種，可再加以開(kāi)發(fā)和利用。將所調(diào)查的塘西河公園的四個(gè)區(qū)域多個(gè)不同的樣地中，根據(jù)樹(shù)木種群的性狀特征，可分為以下3種類(lèi)型：針闊混交型、常綠落葉闊葉混交型、落葉闊葉型。

表2　喬灌木類(lèi)植物群落類(lèi)型

分析結(jié)果表明，在調(diào)查的喬灌木類(lèi)濕地植物群落中，針闊混交型與常綠落葉闊葉混交型所占的比例均等約有40%的比例，說(shuō)明塘西河公園濕生植物群落體現(xiàn)一定的地帶性植被特征，并可維持群落的穩(wěn)定性。地帶性特點(diǎn)不強(qiáng)的落葉闊葉型出現(xiàn)頻率較低，但其仍占約有20%比例。

3生態(tài)分析

多物種的生態(tài)系統(tǒng)比較容易維持穩(wěn)定，不僅保證了物種多樣性，且對(duì)生物防治病蟲(chóng)害有很好的效果[10]。多植物的搭配不僅在視覺(jué)上相互襯托，形成豐富錯(cuò)落有致的景致，對(duì)水污染物處理的作用也能加相互促進(jìn)，有利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的完全或半完全自我循環(huán)。[11]

本次調(diào)查分析結(jié)果顯示塘西河沿岸有樸樹(shù)、櫸樹(shù)、晚櫻、水杉、柳樹(shù)等，河邊多種有蘆葦、菖蒲、再力花及岸上的濕地有香樟、桂花、紫薇、石楠、海桐等多種植物。樸樹(shù)對(duì)多種有毒氣體(二氧化硫、氯氣等)抗性較強(qiáng)，有較強(qiáng)的吸滯粉塵的能力且可以防風(fēng)固堤。櫸樹(shù)根系發(fā)達(dá)而且深長(zhǎng)，適應(yīng)性強(qiáng)，抗風(fēng)力強(qiáng)，耐煙塵及有害氣體，是綠化和營(yíng)造防風(fēng)林的好樹(shù)種。水杉對(duì)二氧化硫有一定的抵抗能力是常綠地被植物。香樟樹(shù)根系發(fā)達(dá)且深長(zhǎng)，對(duì)氯氣、二氧化硫、臭氧及氟氣等有害氣體具有抗性，能驅(qū)蚊蠅，可以涵養(yǎng)水源、固土防沙和美化環(huán)境是綠化的優(yōu)良樹(shù)種。桂花根系發(fā)達(dá)深長(zhǎng)，對(duì)氯氣、二氧化硫、氟化氫等有害氣體都有一定的抗性，還有較強(qiáng)的吸滯粉塵的能力。濕地植物發(fā)達(dá)根系的輸氧作用促進(jìn)了深層次基質(zhì)中微生物的生長(zhǎng)和繁殖速度，有利于擴(kuò)大污水的凈化空間，在人工濕地的污水凈化中起著十分重要的作用。[12-13]

崔麗娟、李偉等人[14]在利用5種不同濕地植物對(duì)污水中氮、磷的去除中發(fā)現(xiàn)鳶尾對(duì)TN的凈化效果最好，而蘆葦對(duì)TP的去除效果好。林俐等人[15]在冬季利用大藻、鴨跖草等四種植物進(jìn)行生活污水的去除效果的研究中發(fā)現(xiàn)，鳳眼蓮去除TP的效果可達(dá)到52.07%，而植物對(duì)TN和NH3-N的去除率則是隨著時(shí)間的增加而提高。陳永華等人[16]對(duì)25種冬季濕地植物進(jìn)行污水凈化的試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，水芹菜、油菜、德國(guó)鳶尾、燈芯草、虎尾草、桂花和菖蒲的凈化能力強(qiáng)。李龍山等人[17]在利用濕地植物測(cè)試污水的凈化率時(shí)得出：長(zhǎng)苞香蒲、水蔥和蘆葦可作為人工濕地凈化污水的優(yōu)先選擇,其次為千屈菜和扁稈藨草。

因此，由研究表明濕地植物的合理選擇和搭配對(duì)污水的凈化率的提高有很大作用。而且，它在維持濕地環(huán)境中也發(fā)揮了重要的作用，它減緩了水流的速度，使懸浮物更多的沉淀，減少了污染物再次懸浮的危險(xiǎn)。從這些方面來(lái)看，塘西河公園濕地植物的搭配比較合理，但是還應(yīng)該再多增加一些經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較高的植物。

4結(jié)論與建議

(1)經(jīng)調(diào)查分析得出，塘西河公園的濕地植物共243種，涉及98科，185屬。其中以：禾本科為最多(20屬24種)，菊科(17屬21種)次之，薔薇科(10屬14種)、木犀科(5屬8種)、榆科(3屬4種)的種類(lèi)也比較多，生物多樣性比較豐富。

(2)植物搭配大多以常綠落葉闊葉混交型，以喬木+灌木+草本為主，符合區(qū)域性特征。但是，公園內(nèi)常綠喬木的比例較少，建議多種一些常綠植物，在選擇時(shí)應(yīng)以根系寬廣的為首選。且公園內(nèi)廣玉蘭的種植數(shù)量較少對(duì)此品種可以增加，考慮到美觀效果及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，公園內(nèi)可適量種植果木。

(3)經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，塘西河公園水內(nèi)植物種類(lèi)少且種植數(shù)量也不多，建議多增加一些水生植物。尤其是在冬季可以選擇一些周年常綠的植物(如石菖蒲、香根草等)以提高冬季植物在水上的覆蓋率增強(qiáng)人工濕地的凈化能力。

(4)對(duì)于該區(qū)的濕地系統(tǒng)，建議增設(shè)生態(tài)過(guò)渡帶即生態(tài)截污帶，這樣可以減少濕地的水質(zhì)污染。其次，也應(yīng)加強(qiáng)該區(qū)城市污水和企業(yè)排水的定點(diǎn)排放工作。在濕地水生植物的配置上應(yīng)考慮水生植物之間的遮光效應(yīng)，在管理上采取修剪、除草、病蟲(chóng)害防治等相關(guān)措施，保證觀賞植物良好的生存環(huán)境和景觀效果。

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[責(zé)任編輯:李軍]

Analysis of Plant Configuration of Tangxi River Wetland Park

CUI Li-shan1, WU Ke2,3, CHEN Jun2,3, SUN Ya-yun1, DENG Chao1, JIN Jie2,3

(1.Department of Biological and Environmental Engineering,Hefei University,Hefei 230601;2.Collaborative Innovation Center for Environmental Pollution Precaution and Ecological Rehabilitation of Anhui,Hefei 230601;3.Institude for Environmental Engineering of Hefei,Hefei 230601, China)

Abstract：As the new technology of wastewater treatment,artificial wetland received more and more attention,so the wetland plant configuration and selection were very important for the construction of wetland.Take the par tof Tangxi River wetland as an example,the wetland locations,seasons,plants configuration types,species and wetland overall ecological functions were investigatied and studied.There were 243 species of wetland plants in this region,which were involved in 98 families and 185 genera.According to plant species distribution,the paper puts forward the suggestions about plants grow in the park.

Key words:wetland plants; Tangxi River park; investigation and analysis; plant configuration

中圖分類(lèi)號(hào)：Q94

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-162X(2016)01-0105-05

作者簡(jiǎn)介：崔麗杉(1986—)，女，內(nèi)蒙古赤峰人，合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系2013級(jí)碩士研究生；研究方向：環(huán)境工程。

基金項(xiàng)目：2014年合肥學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目(2014xk01)、合肥學(xué)院院級(jí)學(xué)科帶頭研究基金(2014dtr02)資助。

收稿日期：2015-10-12修回日期：2015-12-08