水生植物凈化功能在河道生態治理中的應用

張軒溢

0 引言

河道生態環境質量與人們生活環境息息相關。因此，治理河道生態環境過程中，要根據植物的抗性和性狀等選擇最佳的植物類型，考慮到植株的富集、吸收、過濾、沉降、吸附等特性，以期能夠最大程度上減少藻類等對水體的污染，營造良好的河道生態環境。

1 項目概況

該項目為西寧南川河，總投資為1200 萬元，位于西寧市城中區修水橋-解放區渡槽，該項目計劃工期為272 天，包含項目勘察設計工期，后期維護期為2 年。與其他河道不同，南寧南川河位于海拔2300 米以上，存在晝夜溫差較大的特點，要優先選擇耐寒的水生植物，提升河道生態治理水平。

2 水生植物種類與凈化水質機理

能在水中生長的植物，統稱為水生植物。水生植物葉子能最大限度地得到水里很少能得到的光照，吸收水里溶解得很少的二氧化碳，保證光合作用的進行。以下就水生植物種類與凈化水質機理進行分析。

2.1 水生植物的種類

選擇水生植物時，應該先了解水生植物的種類。首先，按照生活習慣劃分，水生植物可以劃分為沉水植物、濕生植物、浮葉植物、挺水植物、漂浮植物五種類型，其中沉水植物與挺水植物的區別主要為莖葉是否生長在水面上，濕生植物主要是指在較為濕潤環境生長的植物，比如：水柳和蘆葦等。其次，按照水體凈化效果劃分，水生植物可以分為：蕨類植物、被子植物、苔蘚植物、裸子植物四種類型，被子植物主要是指生命力較強的植物，生產過程中并不會受到外界因素影響，蕨類植物主要是指徑、根、葉全部具備的水生植物。最后，按照植物的外在生長情況進行劃分，水生植物可以分別為：喬木植物、草本植物、藤蔓植物、灌木植物四種類型，草本水生植物具有生長周期較短的特點，喬木和灌木植物具有一定的枝干[1]。

2.2 水生植物的凈化水質機理

水生植物的凈化水質機理主要分為以下幾點：首先，植物的抗性。水生植物的根莖葉結構較為密集，能夠有效提高植物的抗污染能力，有效改善河道水體；其次，水生植物的富集和吸收。水生植物根系較為發達，生長過程中會吸收水中的物質，將其應用于富營養水中，能夠起到一定的凈化效果；再次，凈化糖的過濾、吸附和沉降。河道內部水生植物生長速度較快，具有根系較為發達的特點，生長過程中與河道水體接觸面積護不斷擴大，并且在與水體接觸過程中，會在水面形成過濾層，過濾層能夠有效過濾水中的懸浮顆粒物質，起到改善水體環境質量的目的；最后，競爭抑制浮游藻類。水生植物生長過程中會與藻類競爭，并且還會分泌出抑制藻類生長的物質，起到破壞藻類生理代謝的作用，最終致使河道內部藻類大面積死亡，最大程度上減少藻類產生毒素對水體的污染，改善水體富營養的情況，真正實現共生菌與沉水植物共同生長[2]。

3 水生植物在河道生態治理中的應用

3.1 水生植物的選用

該項目開展河道生態治理工作期間，嚴格按照以沉水植物為主導、浮水和挺水植物為輔的水生植物群落結構，選擇的挺水植物主要包括：香蒲、蘆葦、菰、燈心草、水蔥等植物，挺水植物布置在水深0～0.5 m 范圍內；浮水植物主要包括睡蓮、荇菜、萍蓬草等，浮水植物布置在水沉0.5～1 m 深的范圍內；沉水植物主要包括：菹草、苦草、馬來眼子萊、伊樂藻、黑藻、狐尾藻、篦齒眼子菜、金魚藻等，沉水植物布置在0.5～2 m 深的范圍內，選擇沉水植物時，嚴格按照施工季節、當地土著物種優化進行選擇，并根據不同水沉配置不同的沉水植物群落，以達到在河道底部構建不同層次水下森林及景觀的目的。另外，水生植物種植時，要求水深要始終控制在0～2 m 之內，并且要求水生植物與淺水區范圍接近，該項目實際種植水生植物過程中，為了避免水生植物出現瘋長情況，采用砌筑種植槽的方式，以達到約束水生植物種植面積的目的。

3.2 水體邊緣的植物安排

該項目安排水體邊緣植物時，要以水體邊緣作為植物安排的分界線，就要達到美化環境的效果，還要保證植物能夠起到保護河岸邊的目的，要求植物能夠從水面過渡到堤岸，該項目在水體邊緣位置種植的植物主要為挺水植物和浮水植物，主要包括水蔥、蘆葦等水生植物，這些植物具有環境適應能力較強的特點，不僅能夠有效避免岸邊垃圾進入至河道內部，還能提升河道岸邊的景觀效果[3]。

在河道生態治理過程中，水體邊緣也要合理種植水生植物，水體邊緣處堤岸和水面的分界線，地理位置相對更為特殊，要結合實際情況安排適合的植物，一方面可以實現對岸邊環境的美化，另一方面可以發揮一個過渡的作用，讓水體植物可以從水面逐漸過渡到堤岸上，不會出現中斷的現象。水體邊緣緊鄰岸邊，所以水深較淺，這就對水生植物的生存能力提出更高的要求，一般選擇淺水區域種植的植物，可以考慮水蔥、蘆葦等植物，這類植物適應性相對較強，可以快速在水體邊緣的干濕水上扎根成長，同時這類植物生長時還會連成一片，遮擋水體附近的駁岸，達到一個良好的裝飾效果。另外，安排水體邊緣植物時，要注意水生植物靠近駁岸，所以還要考慮到美觀需求，滿足基本的生態治理需求的基礎上實現對景觀的修飾處理。要注意不能選擇深水種植的水生植物，主要是因為水體邊緣無法提供足夠的生長養分，深水植物會迅速干枯，為此要結合實際情況合理挑選，才能達到預計的生態治理效果，實現對河道的有效治理。

3.3 岸邊的植物安排

充分考慮到石岸、土岸、混凝土駁岸等情況，優先選擇立體性較強的植物，借助植物美化河道岸邊的景觀，充分發揮植物自身優勢，搭配合適的植物以彌補該項目石岸的不足，提升岸邊植物景觀變化的層次性，柔化河道岸邊景觀的線條。該項目安排岸邊植物時，優先選擇美人蕉、再力花、西伯利亞鳶尾等植物，將挺水植物的根系設置在浮床上，保證挺水植物能夠發揮出自身凈水作用。岸邊帶植物的重要性及其受人為干擾的現狀促使人們開始重視對其的維護和修復。為了達到這一目標，需要分析岸邊帶植物與環境條件的相互作用關系，預測自然和人為影響下的岸邊帶植物動態，以及對比不同人工調控模式和修復措施可能產生的效果。另外，河流橫向上，水流的干擾強度構成了最明顯的環境梯度，從河流的基本徑流到岸邊高地，水流影響逐漸減弱，由此導致環境條件和生物群落在該方向上呈現明顯的變化趨勢；而岸邊帶植物在河流橫向上的種群組成也具有明顯差異，其典型物種從水流內部適應水生環境的沉水植物到緊靠水邊生長的兩棲草本植物，再到更適應陸生環境的岸邊帶灌木、先鋒木本植物及演替后期的成熟林地，梯度變化明顯[4]。

3.4 水生環境重建

該項目重建水生環境時，按照內容主要劃分為水下森林景觀設計、沉水植物構建工程、濱岸帶景觀植物構建工程、浮葉植物構建工程、水生動物構建工程、微孔曝氣系統、人工生態浮島、水質調養及跟蹤監測。

3.4.1 水下森林景觀設計

該項目實施水環境生態修復方案，全方位修復原有景觀和水環境，保證西寧南川河道能夠實現岸清水綠、魚翔淺底、螺蝦繁衍的美麗生境。

3.4.2 濱岸帶景觀植物景觀工程

該項目在濱岸帶景觀植物景觀工程構建時，在自然駁岸淺水區種植挺水植物，不僅能夠有效凈化水質，還能起到美化河道岸邊景觀的目的。

3.4.3 濱岸帶景觀植物構建工程

挺水植物還能有效攔截岸邊的固體垃圾，能夠有效避免固體垃圾進入河道內部污染附近水體，選擇的挺水植物主要包括：再力花、西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、水生美人蕉。

3.4.4 沉水植物構建工程

選擇沉水植物時，設計人員充分考慮到該項目所在區域的植物種類型，以及項目施工的季節，根據河道水深合理配置沉水植物群落，以便達到構件不同層次池底水下森林景觀的目的。該項目選擇根據施工季節、水深選擇的沉水植物品種主要為馬來眼子菜、改良耐寒苦草、小茨藻、輪葉黑藻等植物。

3.4.5 浮葉植物構建工程

在自然駁岸淺水區種植浮水植物可以起到先鋒軍的作用，為沉水植物生長創造有力的條件，并且還可以攔截岸邊的固體垃圾，避免垃圾進入河道內部。

3.4.6 水生植物構建工程

該項目選擇水生動物時，要充分考慮到水生植物的物種配置結構，結合營養結構與時空結構，科學合理設計水生動物的放養模式，主要包括：個體大小、種類、數量、生活習性、放養季節、放養順序、食性等[5]。

3.4.7 微孔曝氣系統

該項目設計的微孔曝氣系統采用曝氣機，不僅能夠提升水體的自凈能力，還能配合生態濕地使用，能夠有效提升濕地的水處理能力，配合組合生物填料使用，能夠形成接觸氧氣池，高效修復水體生態功能。

4 結論

河道生態治理工作開展過程中，要充分發揮水生植物對磷、氮等的吸收作用，和微生物的協同降解作用，有效抑制河道內部的藻類，選擇最佳的岸邊植物和水體邊緣植物，嚴格控制水生植物的種植密度，提高水生植物安排的合理性，以期能夠提升河道生態的多樣性。