孔楊勇， 夏宜平

(1.浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑系， 浙江 蕭山 311231；2.浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院， 浙江 杭州 310058)

近年來，隨著水生態(tài)環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻和人們對此問題的日益重視，水生植物作為一類既有較好生態(tài)功能又具較高景觀價值的植物，在各類水體中得到了更為普遍的應(yīng)用，取得了較好實(shí)效。菖蒲作為水生植物中一種非常重要的挺水植物種類，在具體工程實(shí)踐中也得到了大量應(yīng)用，具有極高的應(yīng)用價值。

1 菖蒲的總體概況

菖蒲(Acoruscalamus)又稱水菖蒲，屬天南星科(或狹義的菖蒲科)菖蒲屬多年生挺水草本植物[1]。根狀莖粗壯。葉基生，長劍形，長達(dá)1 m，寬1～3 cm，中脈明顯突出，基部葉鞘套折，中部以上漸狹，草質(zhì)，綠色，光亮?；ㄝ慊?，花序柄三棱形，較葉短，佛焰苞葉狀，肉穗花序斜向上或近直立，圓柱形；兩性花，花黃綠色。漿果矩圓形，紅色。花期6—9月[1-2]。

菖蒲其葉如劍，密集叢生，株型美麗大方，全株具芳香氣，廣泛分布于世界溫帶與亞熱帶地區(qū)的各種水生環(huán)境中。其屬于典型的克隆植物，一般以無性繁殖即分株方式為主。菖蒲作為典型的挺水植物，兼具水生及陸生植物特征，在工程實(shí)踐中已表現(xiàn)出很好的耐淹性、耐旱性和極強(qiáng)的水質(zhì)凈化能力，是一種極具綜合應(yīng)用價值的優(yōu)良水生植物材料[3]。菖蒲很早就被發(fā)現(xiàn)并利用，會散發(fā)芳香成分，有殺菌和清新空氣之效，特別在我國端午節(jié)常掛于門處，用于驅(qū)邪迎吉。此外，菖蒲還能以根莖入藥[1,4]。

人們常說菖蒲其實(shí)為菖蒲屬植物；在中國境內(nèi)，除菖蒲(A.calamus)有大量分布外，還對金錢蒲(A.gramineus)、石菖蒲(A.tatarinowii)、長苞菖蒲(A.rumphianus)、茴香菖蒲(A.macrospadiceus)、寬葉菖蒲(A.latifolius)和香葉菖蒲(A.xiangyeus)等6種菖蒲屬植物也有記載[5]。但在具體工程實(shí)踐中，只有菖蒲、石菖蒲和金錢蒲這3種菖蒲屬植物是應(yīng)用最多也是最為常見的。

2 菖蒲的生態(tài)功能

系列研究表明，由于菖蒲兼具陸生與水生植物的特征，對水中有機(jī)質(zhì)、重金屬以及部分對人體有毒害氣體等物質(zhì)均具良好的吸收轉(zhuǎn)化、吸附與富集作用，因而通過科學(xué)應(yīng)用，將更好地在抑制水華發(fā)生，有效削減水體中的氮、磷等有機(jī)物質(zhì)來防止水體富營養(yǎng)化，為水生生物提供生存繁殖場所方面發(fā)揮作用，是保持水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要植物材料[6-7]。

2.1 吸收有機(jī)物質(zhì)

楊集輝等[8]通過在不同濃度生活污水中漂浮栽植菖蒲后研究發(fā)現(xiàn)，菖蒲在中濃度污水中生長最好，其生物量顯著高于低、高濃度，且其對低、中濃度污水中TN、NH 3-N、TP、CODcr的去除率高于高濃度，因而可作為低、中濃度污水的凈化植物。朱四喜等[9]同樣發(fā)現(xiàn)，菖蒲通過調(diào)節(jié)各種生理生化指標(biāo)以增強(qiáng)對中藥廢水脅迫的抗逆力和耐受力，可作為人工濕地處理中藥廢水的備選植物之一。賴聞玲等[10]、朱業(yè)晉等[11]還發(fā)現(xiàn)，菖蒲盡管在萘脅迫下生長受到抑制，但其忍耐萘污染的能力較強(qiáng)，能抵抗較高濃度的萘脅迫，可以作為多環(huán)芳烴污染修復(fù)的植物種。因而，通過構(gòu)建菖蒲人工濕地系統(tǒng)來處理廣大中小城市中的生活污水被認(rèn)為是一種不錯的選擇[7]。

圖1 菖蒲與黃菖蒲等其他水生植物一起列植于大面積水域岸邊

同時在應(yīng)用中值得注意的是，針對菖蒲根葉在凈化污水中磷的研究發(fā)現(xiàn)，菖蒲根葉量與污水中磷的凈水效果有較大關(guān)系，根葉量越大，處理效果越顯著，菖蒲根對污水中磷的凈化效果強(qiáng)于葉片[12]。而通過菖蒲與茭白、酸模、鳶尾等其他幾種植物的組合使用，可進(jìn)一步提高污水的凈化效率[13]。

2.2 抑制水華發(fā)生

水體富營養(yǎng)化往往容易導(dǎo)致藻類等水生浮游植物異常繁殖并形成水華現(xiàn)象，已有研究表明，菖蒲在此類環(huán)境中能顯示出較好的化感作用。比如，菖蒲通過其根部分泌物釋放化感物質(zhì)，可對銅綠微囊藻產(chǎn)生化感抑制作用，而化感作用的強(qiáng)弱則取決于菖蒲和藻類之間相對生物量的大小[14]。在自然光照條件下，菖蒲對幾種藻類均有化感抑制作用，尤其對水華魚腥藻和小球藻的抑制作用更為明顯；而在遮光條件下，菖蒲對各藻類的化感抑制作用受到影響，效果不佳。研究發(fā)現(xiàn)，水華魚腥藻起始濃度越小，則菖蒲種植水對其的化感抑制作用越顯著；小球藻生長時期越長，則越易受到菖蒲種植水化感作用的影響[15]。因此，菖蒲在某種程度上也被認(rèn)為是一種水體清潔的指示植物。

2.3 富集重金屬

菖蒲不僅對土壤中單一重金屬鎘、鋅、銅、鉻、鉛等5種元素具有較強(qiáng)的富集作用，而且還對幾種重金屬復(fù)合污染的土壤也具有一定的處理效果，因此將其作為植物修復(fù)的遴選種類具有一定價值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上述5種重金屬在菖蒲體內(nèi)地下部分的含量均明顯大于其地上部分，且無論是地上還是地下部分，菖蒲對鋅的富集能力都是最大的[13,16-19]。

2.4 其他作用

菖蒲株叢密集，長勢強(qiáng)健，對各種水體環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，因而通過種植在一些入水口處或者流水速度較快的地方，可以起到減緩水流速度、過濾和沉淀水中顆粒物等功能。同時，還可以為其他水生生物提供多樣化的水生棲息環(huán)境，有利于維持水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物多樣性。

3 菖蒲的園林應(yīng)用

考慮到菖蒲所具有的較好生態(tài)功能和景觀價值，通過科學(xué)合理地利用好其生長習(xí)性，將更好地促進(jìn)其在園林應(yīng)用中發(fā)揮更大作用。

3.1 菖蒲的配置

與黃菖蒲一樣，菖蒲也屬于典型的箭葉類挺水植物。因而根據(jù)水生植物的配置原則，菖蒲宜與海壽花、野芋、慈姑等闊葉類挺水植物在水邊進(jìn)行連續(xù)或斷續(xù)地錯位種植，同時注重與睡蓮、萍蓬草、野菱等浮葉植物進(jìn)行搭配，構(gòu)建挺水植物——浮葉植物——沉水植物的經(jīng)典群落組合。有時，根據(jù)不同造景需要，菖蒲株叢還宜與岸邊塊石相互點(diǎn)綴，形成精致的點(diǎn)景小品。

在大面積的自然水域環(huán)境中，菖蒲有時會以單一優(yōu)勢種的形式，或與其他挺水植物如黃菖蒲、水蔥、水燭等一起片植在岸邊及淺水地帶，以利于形成恢弘效應(yīng)并發(fā)揮重要的生態(tài)功能(見圖1)。但有研究表明，如菖蒲與黃菖蒲間的混植將更有利于菖蒲莖稈的伸長，有利于其生物量的較快累積，體現(xiàn)出相互促進(jìn)效應(yīng)；而與水蔥株間混植時，水蔥會通過快速的株高伸長，對菖蒲形成一定的抑制效應(yīng)[6]。因此，選擇菖蒲單種成片種植，還是選擇合適的水生植物與其混合種植，應(yīng)當(dāng)取決于當(dāng)時所要發(fā)揮的主要功能，即偏重于生態(tài)功能還是景觀價值。

3.2 菖蒲的建植

河流、湖泊等各種水體普遍存在季節(jié)性和非周期性水位高低變化的情況，而水因子(包括水深和水位波動)往往是水生環(huán)境中影響水生植物生長發(fā)育的主導(dǎo)因子[20]。有關(guān)研究表明，菖蒲的耐澇能力較強(qiáng)，好于澤瀉、茭白和千屈菜等其他水生植物，但淹水深度與時間會顯著影響菖蒲根狀莖的延長、分蘗的形成以及總生物量的積累與分配[21]。盡管菖蒲對水位埋深的適應(yīng)性較強(qiáng)，但水位埋深仍會明顯影響其萌發(fā)與幼苗生長[20,22-23]。王正超等[3]研究發(fā)現(xiàn)，淹水條件下，菖蒲植株通過增加地上部分的相對生物量和減少地下部分的相對生物量來增強(qiáng)對淹水的適應(yīng)能力，并認(rèn)為0～30 cm的淺水環(huán)境最適宜菖蒲的生長與繁殖。

因此，為滿足多樣化的水體環(huán)境條件和各種造景需要，一般情況下，在菖蒲適宜的水位條件內(nèi)，通常以結(jié)合各種駁岸樣式直接將菖蒲栽種于駁岸一側(cè)的水體底泥中為主；或者為了滿足點(diǎn)景需要，或者是在一些底泥條件不宜直接栽種的區(qū)塊，亦或是水文條件不夠理想的地方，可以考慮通過缸栽、盆栽、筐栽以及設(shè)置種植床等方式來因地制宜地進(jìn)行布置，盡量減少水文條件、底泥條件等因素對菖蒲生長發(fā)育的不利影響?？紤]到菖蒲不僅對淹水和干旱的適應(yīng)與耐受能力均較強(qiáng)，而且露水后的生長恢復(fù)能力及對干旱的恢復(fù)能力也較強(qiáng)，因而可作為水域消落帶、水生態(tài)系統(tǒng)保育和破壞區(qū)域的重要恢復(fù)、重建物種來應(yīng)用[24-26]。

3.3 菖蒲的養(yǎng)護(hù)

每種植物都有其周年生長發(fā)育規(guī)律可循，因而根據(jù)每個階段的特點(diǎn)來做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理工作就顯得尤為重要。考慮到氣候特點(diǎn)和立地條件的差異，菖蒲在不同地區(qū)、不同水體環(huán)境下的周年生長發(fā)育表現(xiàn)也會存在一定差異。以杭州西湖風(fēng)景區(qū)內(nèi)水體中菖蒲的周年生長表現(xiàn)情況為例來進(jìn)行介紹。

每年2月下旬，隨著天氣開始轉(zhuǎn)暖，菖蒲也跟著進(jìn)入萌發(fā)期，是所有水生植物中萌發(fā)較早的植物之一。因此唐朝李咸就曾在《和殷衙推春霖即事詩》中描寫道，“柳眉低帶泣，蒲劍銳初抽”，詩中的蒲劍即指菖蒲?？梢娏Πl(fā)芽時，菖蒲也開始萌芽生長，這表明菖蒲是一種對溫度較為敏感的植物，菖蒲萌生算得上是一種預(yù)知早春來臨的物候現(xiàn)象。此時，應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)乃桓叨然蛘呤峭寥罎穸?，清理掉表面的枯枝殘葉，以利于菖蒲的萌芽。同時，由于菖蒲長勢強(qiáng)健、繁殖力好，為滿足維持景觀一致性的需要，應(yīng)定期清理部分超出生長范圍的植株，避免菖蒲成為某一水體區(qū)域的單一優(yōu)勢種，保持栽培環(huán)境的生態(tài)平衡。

每年3—4月份，是菖蒲重要的營養(yǎng)生長期。此期間內(nèi)，菖蒲植株增長很快，生物量快速增加(見圖2)。此時宜結(jié)合除草進(jìn)行施肥，以滿足菖蒲快速生長及抽穗開花的養(yǎng)分所需。而每年5—7月份，則是屬于菖蒲的主要花果期，植株生長茂盛，是其發(fā)揮生態(tài)與景觀功能的關(guān)鍵時期。期間的農(nóng)歷5月，正是菖蒲茂盛之時，所以農(nóng)歷五月又被稱為蒲月。如“清飆吹塵玉溪煙，龍舟未收菖蒲天”、“客里不知端午近，賣花擔(dān)上見菖蒲”、“瑤觴初過菖蒲節(jié)，碧海聊觀荔子春”、“聞道菖蒲節(jié)，龍舟一一修”等詩句，均非常形象地描述了當(dāng)時菖蒲的生長情況及其與端午節(jié)之間的密切關(guān)系。

圖2 菖蒲植株進(jìn)入營養(yǎng)生長期

每年10月以后，隨著氣溫下降，菖蒲植株逐漸開始枯萎，特別是進(jìn)入10月下旬天氣降溫明顯后，菖蒲植株的枯萎速度亦明顯加快(見圖3)。研究表明，菖蒲體內(nèi)的氮、磷積累量在秋末冬初期間往往會達(dá)到高峰值，且在其葉片中的積累量會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于植株中的其他部位，因而在此時可考慮通過收割與打撈葉片來去除植株中大部分的氮、磷，從而達(dá)到去除水中氮、磷的目的，同時避免植物體再次進(jìn)入水體造成二次污染[27]。在具體操作中，應(yīng)根據(jù)某個水體區(qū)域內(nèi)菖蒲的整體枯萎情況，主要采取對株叢一次性收割的方式來予以清理(見圖4)。而每年11、12月至翌年1月，是菖蒲的休眠期，要注意做好越冬防護(hù)工作。

圖4 菖蒲植株被一次性收割

4 小 結(jié)

菖蒲作為一種能較好地起到綠化、美化園林水體并發(fā)揮重要生態(tài)功能的水生植物，與莎草科中的水蔥、旱傘草等一樣，在園林水景中得到了廣泛應(yīng)用[28]。因此在有關(guān)理論研究和具體工程實(shí)踐基礎(chǔ)上，通過更好更全面地掌握菖蒲的各方面習(xí)性與功能價值，將為菖蒲的精準(zhǔn)應(yīng)用和養(yǎng)護(hù)管理提供更為有效的幫助，并進(jìn)而提升園林水景的建設(shè)水平。