高雪曦

(上海市園林設(shè)計(jì)研究總院有限公司 ，上海 200031)

1 引言

“棕地”概念由美國(guó)于20世紀(jì)90年代率先提出，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署將棕地定義為“擁有開(kāi)發(fā)潛力，但由于土地有毒、有害，或存在風(fēng)險(xiǎn)的物質(zhì)、污染物而面臨開(kāi)發(fā)障礙的已開(kāi)發(fā)地塊”[1～4]。美國(guó)對(duì)棕地的定義特指工業(yè)及商業(yè)地塊，這種理解方法獲得了世界上許多國(guó)家的認(rèn)同。加拿大政府將棕地定義為因過(guò)去行為導(dǎo)致環(huán)境污染，但仍有再開(kāi)發(fā)或其他經(jīng)濟(jì)可能性的廢棄、閑置或未利用商業(yè)、工業(yè)地塊(尤指城市區(qū)域的)。英國(guó)的棕地概念與美國(guó)大致相同，認(rèn)為棕地是廢棄的工業(yè)用地。但在英國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃中，棕地的概念擁有更為復(fù)雜的理解，棕地和已開(kāi)發(fā)土地之間存在顯著的差異。其中，已開(kāi)發(fā)土地表示用于住宅建設(shè)的土地，不包括農(nóng)用建筑、廢礦、在建項(xiàng)目和爛尾樓等。盡管不同國(guó)家對(duì)于棕地的定義各有偏重，但依然可以總結(jié)出棕地的主要特征：

(1)土地閑置。棕地多為工廠、商業(yè)或工礦建筑廢棄后的土地，處于閑置狀態(tài)。因此從經(jīng)濟(jì)社會(huì)維度上看，棕地是對(duì)土地資源的浪費(fèi)。

(2)土地受污染。受工業(yè)化學(xué)品、廢礦、建筑垃圾、生活垃圾等影響，棕地的土壤遭到物理、化學(xué)和生物層面的污染與破壞。從生態(tài)角度看，棕地的存在反映了土地被破壞的事實(shí)。

從全球范圍來(lái)看，棕地大多分布于城市或城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)，如廢棄工廠、廢舊商業(yè)建筑，以及因冶煉而被污染的地塊之上。城市的舊居民區(qū)中也存在零星的棕地地塊，如干洗店、加油站等，這些生活配套會(huì)產(chǎn)生高濃度污染物，對(duì)土地造成破壞。碳?xì)浠衔?、生活垃圾、溶劑、農(nóng)藥、殺蟲(chóng)藥、重金屬等都會(huì)導(dǎo)致綠地變?yōu)樽氐?。從美?guó)及歐洲國(guó)家的情況來(lái)看，較早開(kāi)始工業(yè)化進(jìn)程的國(guó)家面臨的棕地問(wèn)題更加嚴(yán)峻，棕地地塊數(shù)量多、面積大、分布廣，成為國(guó)家和地區(qū)發(fā)展的硬傷，世界各地政府和民眾都不得不直面棕地生態(tài)修復(fù)和再開(kāi)發(fā)的難題。美國(guó)20%的不動(dòng)產(chǎn)轉(zhuǎn)讓是棕地區(qū)域，在2010年這些土地價(jià)值約2萬(wàn)億美元[5]。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)目前全球16%的陸地面積土壤受到了污染[5]。中國(guó)目前已面臨嚴(yán)重的土壤污染和破壞問(wèn)題，具有“棕地”屬性的場(chǎng)地目前普遍存在受越來(lái)越多的關(guān)注。

針對(duì)棕地的修復(fù)技術(shù)是昂貴的，而且能源消耗巨大，這阻礙了棕地的污染治理，在這些正在接受監(jiān)督部門(mén)審查的修復(fù)方法中，植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)既能單獨(dú)使用，又可與其他工程方法(清除污染土壤、封蓋污染土壤、機(jī)械抽水和處理地下羽流)聯(lián)合使用，與傳統(tǒng)修復(fù)工程方法相比，植物生態(tài)修復(fù)的成本效益是一個(gè)顯著的特點(diǎn)，據(jù)《植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)》一書(shū)的研究報(bào)告統(tǒng)計(jì)植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)的清理費(fèi)用平均僅占傳統(tǒng)清理方法的3%。

20世紀(jì)70年代，一些研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始對(duì)金屬和植物之間的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分類(lèi)，發(fā)現(xiàn)一些生長(zhǎng)在礦物富集土壤的植物可以富集金屬。同期，人們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)植物生態(tài)修復(fù)的新領(lǐng)域——嘗試?yán)梦⑸锶バ迯?fù)環(huán)境中的可降解污染物，研究表明，植物生態(tài)修復(fù)某些污染物的速度更快程度更高，比單一的微生物系統(tǒng)對(duì)污染的治理更徹底，20世紀(jì)80年代國(guó)內(nèi)外先后將植物生態(tài)修復(fù)商業(yè)化，20世紀(jì)90年代的書(shū)籍和文獻(xiàn)中，開(kāi)始對(duì)植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行定義。植物生態(tài)技術(shù)是一項(xiàng)獨(dú)特的技術(shù)，它使用精心挑選的植物配植技術(shù)結(jié)合景觀重構(gòu)棕地的形像風(fēng)貌，利用植物的本身特色通過(guò)設(shè)計(jì)組織修復(fù)棕地的整體環(huán)境包括土壤、水環(huán)境、動(dòng)植物環(huán)境等，促使棕地能夠達(dá)到環(huán)保指標(biāo)的使用標(biāo)準(zhǔn)。

2 理論解析

2.1 植物生態(tài)技術(shù)的定義

植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)是運(yùn)用特定的植物或植物群組去降解和/或清除受污染場(chǎng)地的特定污染物，修復(fù)、容納或阻止在土壤、沉積物、地下水中的污染物，并/或?yàn)橹黾羽B(yǎng)分、孔隙度和有機(jī)物的技術(shù)[5]。植物應(yīng)用于生態(tài)修復(fù)技術(shù)可用來(lái)進(jìn)行土壤修復(fù)、地下水修復(fù)、雨洪和廢水清理，還可通過(guò)植物與生物積累或降解空氣中的污染物，或使其危害性減小等方面來(lái)緩解大氣污染。

植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)與植物修復(fù)不同，植物修復(fù)就是運(yùn)用一種特定的植物或植物族群去降解或清除受污染場(chǎng)地的特定污染物。而植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)還包括周?chē)寥阑蛑参锔到Y(jié)構(gòu)處的污染物的固定、基于植物方法的預(yù)先措施等技術(shù)，以便在污染發(fā)生前就能治理污染源。植物修復(fù)通常聚焦于凈化土壤和地下水的山地種植，植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)則包括所有的以植物為基礎(chǔ)的污染修復(fù)和預(yù)防系統(tǒng)，包括人工濕地、生物沼澤、屋頂綠化、墻體綠化和垃圾填埋區(qū)種植。從更廣的視角來(lái)看，公園、社區(qū)花園和綠道、河岸緩沖帶和植被綠化過(guò)濾帶往往屬于植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。

2.2 植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用策略

植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)針對(duì)河道和綠道的修復(fù)策略包含2個(gè)方面，分別是污染源控制和有機(jī)維護(hù)景觀組織[20～23]。

(1)污染源控制。幾乎每條河道都會(huì)作為當(dāng)?shù)毓I(yè)/道路/溢流管，以及非法排放的化學(xué)品和廢品，還有一般大氣排放等排出污染物的通道。清除進(jìn)入廊道的點(diǎn)狀污染源和非點(diǎn)狀污染源，將污染物從當(dāng)?shù)厮乐蟹蛛x，是一項(xiàng)很重要的改進(jìn)。

(2)有機(jī)維護(hù)景觀組織。有機(jī)維護(hù)景觀組織是將降解覆蓋層、多機(jī)制緩沖區(qū)、雨水過(guò)濾層、表面徑流濕地、漂浮濕地等綜合運(yùn)用并通過(guò)設(shè)計(jì)手法進(jìn)行布局從而建立具有清除污染能力的濱水公園體系。降解覆蓋層是將厚須根系統(tǒng)的多年生植物沿著場(chǎng)地邊緣使用，用來(lái)捕獲并去除多余的養(yǎng)分和農(nóng)藥，防止其轉(zhuǎn)移進(jìn)入雨水和地下水中；多機(jī)制緩沖區(qū)可以防止植被污染擴(kuò)散；雨水過(guò)濾層是線性的過(guò)濾帶，可以將無(wú)機(jī)污染物固定在場(chǎng)地中，將有機(jī)污染物降解；表面徑流濕地經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)，無(wú)機(jī)污染物被固定在場(chǎng)地和土壤環(huán)境介質(zhì)中，而有機(jī)污染物則可被降解，氮元素可以被轉(zhuǎn)換為氣態(tài)重新回到大氣中，而磷元素可以被固定在土壤中；漂浮濕地可以提取和降解滲透到水體中的污染物，無(wú)機(jī)污染物可被漂浮濕地的根系和介質(zhì)所捕獲和固定。

2.3 植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用范圍

植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在5個(gè)方面，包含與設(shè)計(jì)實(shí)踐的結(jié)合、生產(chǎn)生物質(zhì)、碳封存、植物檢測(cè)器、植物辨析法等。其中與設(shè)計(jì)實(shí)踐的結(jié)合，表現(xiàn)在不局限于單一品種的種植，可以考慮植物組合以兼顧治理毒素、創(chuàng)造美感和充當(dāng)功能性成分，目標(biāo)是增強(qiáng)應(yīng)用植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)的意識(shí)，創(chuàng)造生產(chǎn)性的景觀，其種植不僅有審美功能，還能改善環(huán)境和人類(lèi)的健康狀況；碳封存，隨著二氧化碳不斷加速排放正威脅著地球環(huán)境，2020年9月22日，習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)力爭(zhēng) 2030 年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取 2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。選用碳匯功能優(yōu)勢(shì)樹(shù)種來(lái)促進(jìn)降碳也成為生態(tài)環(huán)境修復(fù)的方式之一[6，7]，楊樹(shù)(PopulusL.)是速生樹(shù)種，也是植物生態(tài)修復(fù)的骨干樹(shù)種，它能在短時(shí)間內(nèi)封存大量的二氧化碳，除了楊樹(shù)還有很多其他樹(shù)種均可有效提升固碳能力，商丘包河針對(duì)提升固碳能力樹(shù)種做了具體的篩選。

3 如何運(yùn)用植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)-以商丘為例

3.1 項(xiàng)目概況及設(shè)計(jì)布局

商丘包河是一個(gè)兩側(cè)綠地寬度在30～150 m的濱河綠地，總面積約76 hm2?；貎?nèi)主要分布著農(nóng)田、人工魚(yú)塘、棄置地。另外周邊生活廢水直接排入河道，檢測(cè)的主要污染物是有機(jī)物、氨氮、磷酸鹽、動(dòng)植物油、農(nóng)藥(典型來(lái)源殺蟲(chóng)劑、除草劑、殺菌劑)。

包河貫徹植物生態(tài)修復(fù)策略，首先政府將源頭污染取消，已存在的污染物質(zhì)為可降解的有機(jī)物、氨氮、磷酸鹽、動(dòng)植物油、農(nóng)藥等，設(shè)計(jì)將降解覆蓋、多重基質(zhì)緩沖區(qū)、雨水過(guò)濾器、地表徑流人工濕地、地下碎石濕地、漂浮濕地等方式綜合運(yùn)用，從而建立約15 hm2的濕地區(qū)域，通過(guò)陸地降解覆蓋43 hm2+多重基質(zhì)緩沖區(qū)18 hm2+濕地15 hm2的有機(jī)結(jié)合建立污染物質(zhì)梯級(jí)降解機(jī)制，將污染物逐級(jí)剔除。

3.2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)植物選擇

經(jīng)過(guò)綜合布局后，要針對(duì)基地具體污染物選擇植物，本文列出的植物品種為工作中常見(jiàn)的物種，且更適合在河南商丘等同緯度生長(zhǎng)的，具體如下：

(1)農(nóng)藥。農(nóng)藥污染的典型來(lái)源一般是殺蟲(chóng)劑、除草劑、殺菌劑，溶劑易融于水，很容易滲入地表水和地下水，它們一旦進(jìn)入水中便會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，因?yàn)楫?dāng)處在缺氧(厭氧)水環(huán)境中時(shí)，其分解過(guò)程會(huì)更加緩慢，它們會(huì)污染飲用水并被人體吸收，而它們中的許多種類(lèi)是已知的致癌物質(zhì)[16，17]。

種植系統(tǒng)通常可通過(guò)根際降解作用促進(jìn)這些農(nóng)藥污染的降解。由于這些污染物常常會(huì)進(jìn)入水體、河岸緩沖區(qū)、雨洪過(guò)濾區(qū)，故而常常應(yīng)用人工濕地截留水體，降解農(nóng)藥污染。經(jīng)《植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)》一書(shū)研究存在于土壤和水中的農(nóng)藥通過(guò)植物降解一般在0～3年即可將農(nóng)藥降解到安全閾值。

植物修復(fù)有機(jī)污染物的因素主要看根系是否能同時(shí)在孔隙度高土壤營(yíng)造的有氧環(huán)境中，和水淹與隔絕氧氣的地下水層這樣的無(wú)氧環(huán)境中生存，喜濕深根植物有部分根系與水直接接觸，而且往往是直根系種類(lèi)，其根系在水淹(無(wú)氧)和干旱(有氧)條件下均能繁茂生長(zhǎng)，因此是降解有機(jī)污染物的先鋒物種，經(jīng)《植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)》一書(shū)研究證明以下植物且適合生活在河南商丘地帶用于降解土壤和水體中農(nóng)藥污染是有效的(表1)。

(2)無(wú)機(jī)物氨、氮，磷酸鹽。無(wú)機(jī)污染物不能被植物修復(fù)系統(tǒng)降解。因?yàn)闊o(wú)機(jī)污染物是元素周期表上的元素，是最小化學(xué)單元。然而無(wú)機(jī)污染物的構(gòu)成是可以改變的，可以固化在場(chǎng)地中，或進(jìn)入并儲(chǔ)存在植物組織中，植物可以幫助改變?cè)氐臉?gòu)成方式，例如從固體變成氣體或從氧化狀態(tài)變成其他不同狀態(tài)，以降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。此外，在有限的情況下，一些植物可以提取無(wú)機(jī)污染物。之后這些植物可以被砍伐和收割，以將污染物從場(chǎng)地內(nèi)去除。常見(jiàn)的污染物氮(包括各種形式的氮素如銨、硝態(tài)氮、亞硝酸鹽)、磷(包括磷酸鹽)、鉀。其中的氮、磷是植物營(yíng)養(yǎng)元素。但是過(guò)量營(yíng)養(yǎng)素滲入河渠造成藻類(lèi)大量繁殖，進(jìn)而消耗河渠水體中氧氣(富營(yíng)養(yǎng)化)。通常情況下，氮對(duì)海水系統(tǒng)的危害作用最大，而磷則對(duì)淡水系統(tǒng)有危害。由此產(chǎn)生的缺氧“死區(qū)”使水生生物死亡。此外，飲用水中過(guò)量的氮會(huì)導(dǎo)致“藍(lán)嬰綜合征”。氮以離子化形態(tài)滲入地表水或地下水時(shí)會(huì)給環(huán)境造成污染，而氮以氣體形式存在固著在土壤中或與有機(jī)體結(jié)合形成有機(jī)氮素時(shí)則不會(huì)產(chǎn)生上述問(wèn)題，另外植物根系和土壤中的反硝化細(xì)菌還可以將這些污染物形式的氮?dú)?，將其造成的污染從土壤和水中去除。磷和氮不同，最好的修?fù)磷污染方式是將其截留和穩(wěn)定在場(chǎng)地內(nèi)，大多數(shù)處理磷污染的植物修復(fù)系統(tǒng)，均以從水中濾除磷并將其穩(wěn)定在周?chē)耐寥牢⒛繕?biāo)，當(dāng)受污染的水流經(jīng)植物修復(fù)系統(tǒng)時(shí)，沉積物形式的磷可以被沉積塘和前池通過(guò)沉淀作用物理清除。之后必須將沉淀物挖出并從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)走。當(dāng)溶解形式的磷接觸到土壤并被其吸收時(shí)，就可以從水中清除，流出的便是清潔的水[16，17]。

所有的植物都利用氮素，且支持反硝化細(xì)菌，故任何一種植物均可以提供某種形式的土壤和水體中氮的修復(fù)，但能夠提供最快修復(fù)的方法往往是一個(gè)系統(tǒng)，其中包括的植物品種具有極高的生長(zhǎng)率/蒸散率和產(chǎn)生大量生物量的植物品種，去除率可以達(dá)到80%以上[8，9]。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究證明以下植物且適合生活在河南商丘地帶用于有效去除氮的樹(shù)種有楊樹(shù)、松樹(shù)、法國(guó)梧桐樹(shù)、榆樹(shù)、柳樹(shù)、楸樹(shù)、遼東冷杉、云杉、紅皮云杉、中山杉、水杉、紫薇、紫葉李、竹類(lèi)等。而對(duì)于土壤和水體中磷的修復(fù)，需要具有密集、龐大根系以及速生的特性，香蒲、水蔥、燈芯草、浮萍是目前實(shí)驗(yàn)成果最優(yōu)勢(shì)的幾個(gè)品種。

(3)二氧化碳。相關(guān)學(xué)術(shù)研究，大型水生植物含碳率范圍在26.34%～52.65%，與其他類(lèi)型植物比較，大型水生植物的含碳率最低，水生植物的固碳能力不如陸生植物好，這可能與光強(qiáng)及碳源有關(guān)，陸生植物獲得的光照較強(qiáng)，而水生植物部分或全部沉沒(méi)于水中，獲得的光照相對(duì)較弱；另外，植物光合作用時(shí)所需CO2的供應(yīng)情況不同，生活在空氣中的植物比生活在水中的植物更易獲得CO2[10]。植物個(gè)體上，研究?jī)?nèi)容主要集中在不同植物個(gè)體碳匯能力的評(píng)估上。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)對(duì)多種造林植物種類(lèi)的研究，根據(jù)生物量確定法[12，13]識(shí)別了不同氣候情景下碳匯潛力最大的城市喬灌木物種[11]。植物個(gè)體碳匯研究表明，喬木和落葉植物大于灌木和常綠植物，速生植物大于慢生植物，彩葉植物大于常綠植物，部分鄉(xiāng)土植物相比外來(lái)植物具有更強(qiáng)的碳匯能力，年齡相對(duì)較低的植物碳匯能力高于相對(duì)高齡的樹(shù)木[14]。由此可見(jiàn)，不同的植物物種碳匯能力存在明顯差別。在單株樹(shù)木碳匯能力相同和合理設(shè)計(jì)種植密度的前提下，喬木種植密度越大，則公園綠地碳匯能力也會(huì)越強(qiáng)。

表1 農(nóng)藥污染治理植物降解技術(shù)和/或水利控制植物名錄

筆者對(duì)商丘41種骨干樹(shù)種(5種基調(diào)樹(shù)種)喬灌木數(shù)據(jù)對(duì)比固碳能力數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，41種植物整株固碳量從高到低依次是固碳能力大于20g/(m2·d)為強(qiáng)的有14種[14，15]：廣玉蘭(MagnoliagrandifloraL.)、海桐(Pittosporumtobira(Thunb.) Ait.)、石楠(PhotiniaserrulataLindl.)、枸骨(Ilexcornuta)、紫薇(Lagerstroemiaindica L.)、大葉黃楊(BuxusmegistophyllaLevl.)、桂花(Osmanthusfragrans)、法桐(少球品種)(PlatanusorientalisLinn)、枇杷(Eriobotryajaponica(Thunb.) Lindl.)、紫葉李(PrunuscerasiferaEhrhar f. atropurpurea (Jacq.) Rehd.)、白蠟(Fraxinusamericana)、楸樹(shù)(Catalpabungei)、苦楝(MeliaazedarachL.)、法國(guó)冬青(Viburnumodoratissinum)；固碳能力介于20～10 g/(m2·d)較強(qiáng)的有19種：櫸樹(shù)(Zelkova)、黃山欒樹(shù)(Koel-reuteriaintegrifoliola)、海棠(Malushalliana(Voss.) Koehne.)、楓樹(shù)(AcermonoMaxim)、樸樹(shù)(Celtissinensis)、烏桕(Sapiumsebiferum(L.) Roxb.)、蠟梅(Chimonanthuspraecox)、美人梅(Prunus×blireanacv.Meiren)、榆葉梅(Amygdalustriloba)、碧桃(PrunuspersicaBatsch. var. duplex Rehd.)、銀杏(GinkgobilobaL.)、柳樹(shù)(Salixbabylonica)、大葉女貞(LigustrunlucidumAit)、櫻花(Oricntalcherry)、重陽(yáng)木(Bischofiapolycarpa)、丁香(Syzygiumaromaticum)、木槿(HibiscussyriacusLinn.)、國(guó)槐(SophorajaponicaLinn.)、紫荊(Cercischinensis)；固碳能力小于10 g/(m2·d)為弱的有8種：梅花(ArmeniacamumeSieb.)、雪松(Cedrusdeodara(Roxb.) G. Don)、白皮松(PinusbungeanaZucc.)、千頭椿(Ailanthusaltissima‘Qiantou’)、薔薇(Rosaceae)、月季(RosachinensisJacq.)、石榴(Punicagranatum)、棕櫚(Trachycarpusfortunei)(表2)。

表2 單位葉面積植物的日固碳放氧能力分級(jí)

對(duì)11種常見(jiàn)大型水生植物固碳能力的研究，發(fā)現(xiàn)在污染較大的水環(huán)境中固碳能力較強(qiáng)的物種為睡蓮，其次為大薸。11種大型水生植物除水鱉等4種植物外，多數(shù)大型水生植物莖葉含碳率為葉>莖。含碳率的范圍為20.31%～52.65%，其中各部位含碳率均值最高的植物為花葉蘆竹。葉比莖的含碳率變化幅度更大，其固碳能力更好。除睡蓮等3種植物外，多數(shù)大型水生植物莖葉碳含量為莖>葉。碳含量范圍為204.25～403.23 g/kg，其中碳含量最高的植物為美人蕉。葉比莖的碳含量增減趨勢(shì)大，葉比莖的固碳能力好。碳增量大小分別為睡蓮>大薸>狐尾藻>美人蕉>再力花>澤瀉>水鱉>香菇草>梭魚(yú)草>花葉蘆竹>水竹。固碳能力最強(qiáng)的為睡蓮，其次為大薸，固碳能力最弱的為水竹。從生活類(lèi)型分析，浮水植物的固碳增匯能力最好，漂浮植物次之，挺水植物最差。

2.3 商丘包河植物具體應(yīng)用布局

根據(jù)以上的數(shù)據(jù)研究包河濕地森林公園上選取可以兼顧生態(tài)修復(fù)、雨水管理和提升固碳等的植物，如具有強(qiáng)和較強(qiáng)固碳能力的法國(guó)梧桐、苦楝、櫸樹(shù)、楓樹(shù)、樸樹(shù)、烏桕、銀杏、柳樹(shù)、國(guó)槐、櫻花建立2 km法桐生態(tài)科普線、1.5 km櫻花浪漫線、5 km櫸樹(shù)沁心怡人健行線、1.2 km苦楝追溯文化線、5 km楓樹(shù)杉林野趣觀自然線5條濱水特色綠道，通過(guò)水陸共建，遵循：同一科植物量≤植物總量的30%、同一科植物量≤植物總量的30%、同一屬植物量≤植物總量的20%、同一種植物量≤植物總量10%、常綠落葉比4∶6、鄉(xiāng)土植物占比≥80%、彩化喬木數(shù)量≥總喬木數(shù)量70%、珍貴樹(shù)種≥總植物量10%的科學(xué)性配比原則進(jìn)而形成四季變化的森林風(fēng)貌。

其中杉林花雨景點(diǎn)(圖1、2)利用現(xiàn)狀魚(yú)塘模擬自然肌理形成蜿蜒濕地環(huán)境，引包河水流經(jīng)內(nèi)部濕地增加流量過(guò)程，建立陸地降解覆蓋區(qū)+多重基質(zhì)緩沖區(qū)+濕地等多維度的生物群落環(huán)境，在流經(jīng)區(qū)域中種植金魚(yú)草、鳶尾、美人蕉、花葉菖蒲、石菖蒲、再力花、浮萍、狐尾藻等既改善水質(zhì)又具有很強(qiáng)固碳能力的水生植物于水域和河漫灘中，同時(shí)滿足景點(diǎn)“花”的要求；喬木種植選用具有降解有機(jī)污染物的先鋒物種中山杉、落羽杉、苦楝(兼具強(qiáng)大的固碳能力)、柳樹(shù)(兼具較強(qiáng)的固碳能力)以及具有較強(qiáng)固碳能力的烏桕、碧桃、國(guó)槐、櫻花作為主干樹(shù)種，另外香樟樹(shù)是較能融入城市自然環(huán)境的樹(shù)種，有較強(qiáng)的涵養(yǎng)水源，保土防風(fēng)和凈化環(huán)境的能力，作為常綠樹(shù)種在全區(qū)范圍內(nèi)也廣泛使用，中山杉和落羽杉主要布局于各個(gè)島嶼和河漫灘上同時(shí)搭配碧桃和櫻花，從而營(yíng)造此處“杉林花雨”的景色。

圖1 杉林花雨景點(diǎn)

圖2 杉林花雨景點(diǎn)

3 植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)的適用性總結(jié)

確定作用于特定場(chǎng)地以植物為基礎(chǔ)的修復(fù)系統(tǒng)，必須首先研究化學(xué)成分和現(xiàn)存以及潛在的現(xiàn)場(chǎng)污染物濃度。特定的項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)條件，如污染物的濃度和組成、水文條件、土壤性質(zhì)和氣候因素，將極大地影響潛在植物修復(fù)系統(tǒng)的選擇。針對(duì)污染物有有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物，不同污染物濃度和不同場(chǎng)地的特定地理因素，在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際去除時(shí)間將有很大不同，植物的系統(tǒng)去除殘留在土壤和地下水中污染物最有前途的應(yīng)用是：氮、揮發(fā)性有機(jī)化合物包括綠化溶劑、石油產(chǎn)品和一些農(nóng)藥，商丘包河的植物修復(fù)技術(shù)就是關(guān)于此項(xiàng)的實(shí)踐。

關(guān)于種植方式，根據(jù)《植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)》一書(shū)總結(jié)有18種左右，18項(xiàng)種植方式可以根據(jù)需要進(jìn)行組合搭配使用以發(fā)揮綜合能力。商丘包河選用其中的六項(xiàng)種植方式，分別是降解覆蓋、多重基質(zhì)緩沖區(qū)、雨水過(guò)濾器、地表徑流人工濕地、地下碎石濕地、漂浮濕地等均屬于降解植物種植方式中的模式：

多重基質(zhì)緩沖區(qū)是沿河岸和水體混合種植的河岸緩沖區(qū)的生態(tài)修復(fù)，這種模式不僅對(duì)污染物的提取和清除有效，還可以為野生生物和生態(tài)系統(tǒng)提供較完整的生存環(huán)境。除了應(yīng)用于河岸濱水區(qū)以外，還可應(yīng)用于公路道旁、鐵路、工業(yè)區(qū)、農(nóng)業(yè)用地的廊道緩沖區(qū)。

雨水過(guò)濾器也被稱為生物洼地、植被洼地、植被過(guò)濾帶、雨水花園和滯留池，典型應(yīng)用于道旁、停車(chē)場(chǎng)和農(nóng)用地，大多數(shù)雨水過(guò)濾器植物的選擇是基于其生存特性、可耐受進(jìn)入系統(tǒng)的水浸泡的能力，耐旱時(shí)段和缺乏維護(hù)時(shí)的總體生長(zhǎng)情況，這里可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行植物選擇，如降解與清除、穩(wěn)定、提取等。地表徑流人工濕地典型用于市政和工業(yè)廢水、垃圾填埋場(chǎng)滲濾液等是通過(guò)植物根際、種植基質(zhì)和開(kāi)放水域來(lái)過(guò)濾水體，這種高度模擬了自然濕地生態(tài)系統(tǒng)。

地下碎石濕地是受污染的水通過(guò)泵緩慢地流過(guò)地下碎石床而被過(guò)濾凈化，在碎石床中水體以垂直或水平流動(dòng)的方式經(jīng)由植物根際和土壤介質(zhì)過(guò)濾，在此一些有機(jī)污染物和氮素可以被完全降解和清除，其他無(wú)機(jī)污染物可以被濾出并固定在基質(zhì)中。這種方式嘗嘗結(jié)合地表徑流人工濕地一起運(yùn)用。

4 結(jié)論與討論

植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究和應(yīng)用包括由美國(guó)和國(guó)際機(jī)構(gòu)及行業(yè)開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、田間試驗(yàn)和小規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)的發(fā)展獲得了各界的幫助，來(lái)自于不同的領(lǐng)域，包括那些專(zhuān)注于可持續(xù)發(fā)展、城市綠化、社區(qū)都市農(nóng)業(yè)的規(guī)劃師和工程師們。植物的根將污染物以物理方式固著在原地，并釋放可進(jìn)一步將污染物與土壤微粒結(jié)合的根系分泌物，以防止污染物向外滲透，這種方式常用于被生物不可利用的污染物廣泛污染的、植被再覆蓋為當(dāng)務(wù)之急的場(chǎng)地，如前采礦基地、前石油開(kāi)采基地、油漆房屋的含鉛漆殘留物等。選用的植物要耐受場(chǎng)地污染物，再配合土壤改良劑，就可以滿足進(jìn)一步將毒素固著在土壤介質(zhì)中，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，如無(wú)花果可以有效排出銅、鉛、鋅，樹(shù)形倒掛金鐘可以排出砷，黃花月見(jiàn)草可以排出銅，針對(duì)水中的氮元素具有有效降解能力的植物有竹族、油菜、向日葵、楊樹(shù)、柳屬、高粱、玉米等；針對(duì)氯化溶劑、石油、硒、氚等可以選用高蒸散率和生長(zhǎng)迅速的植物來(lái)?yè)]發(fā)和降解污染物。隨著污染場(chǎng)地再利用的日益普遍，及其頗具爭(zhēng)議的再開(kāi)發(fā)持續(xù)向前推進(jìn)，利用植物凈化場(chǎng)地土壤這種更為經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的方法顯示出了比較除污染土壤等傳統(tǒng)做法更強(qiáng)大的吸引力。因此需要一個(gè)更加專(zhuān)業(yè)的植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，在與環(huán)保部門(mén)的共同努力下避免過(guò)度吹噓導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)又要適當(dāng)建立檢測(cè)以準(zhǔn)確顯示影響和成果，從而推進(jìn)這項(xiàng)科學(xué)技術(shù)走向長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。