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1、人工湿地的植物种植和后期维护管理 人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置，因此，科学的选择和配置水生植物对人工湿地系统和景观的营建具有极其重要的意义。一、水生植物概述 水生植物是指生长在水体、沼泽地的植物，包括草本和木本植物。 目前国内通用的分类方法是把水生植物分为4类: （1）挺水植物。挺水植物是指茎叶挺出水面的水生植物，常见的有荷花、千屈菜、菖蒲、
2、香蒲、黄菖蒲、燕子花、慈姑、芦苇、灯心草、蒲苇等。（2）浮叶植物。浮叶植物是指叶片浮在水面的水生植物，常见的有凤眼莲、王莲、睡莲、萍蓬草、芡实等。 （3）漂浮植物。漂浮植物的根不生于泥中，植株部分漂浮于水面之上，部分悬浮于水里，如满江红、水鳖、浮萍等。 （4）沉水植物。沉水植物的整个植株全部没于水中，或仅有少许叶尖或花露于水面，如金鱼藻、菹草、苦草、黑藻等。二、水生植物在人工湿地中的作用 （1）水生植物的景观功能水生植物能够给人一 种清新、舒畅的感觉，它不仅可以观色、闻香、还能赏姿，并欣赏映照在水中的倒影，令人浮想联翩。荷叶青翠而洁净，叶型如伞，大而美观。荷花淡雅清香，气质 高贵。菖蒲是常绿水
3、生观叶植物，与碎石相配以增加景观效果。芦苇丛植于水边，微风轻拂，哗哗作响，体现了动和静集合。（2）水生植物的生态功能在人工湿地中水生植物的生态功能主要体现在对水质的净化功能上：直吸收利用污水中可利用态的营养物质，吸附和富集重金属和一些有毒有害物质；为根区好氧微生物输送氧气；增强和维持介质的水力传输。水生植物除了可以改善水质外，还具有维护物种多样性，改善气候、净化空气、改善土壤等生态功能。 三、人工湿地植物的选用原则（1）植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植
4、物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。（2）植物具有很强的生命力和旺盛的生长势 抗冻、抗热能力由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。 抗病虫害能力污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。 对周围环境的适应能力由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物,因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应
5、能力。（3）所引种的植物必须具有较强的耐污染能力水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。（4） 植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。（5） 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性所选植物根据当地气候等现状条件确定，其应用应用较成熟和广泛，防止对本土植物形成生态威胁。（6） 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值 若所处理的
6、污水不含有毒、有害成分，其综合利用可从以下几个方面考虑：作饲料，一般选择粗蛋白的含量20%(干重)的水生植物；作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较高，易分解；生产沼气,应考虑发酵、产气植物的碳氮比，一般选用植物体的碳氮比为2530.5/1；工业或手工业原料，如芦苇可以用来造纸，水葱、灯心草、香蒲、莞草等都是编制草席的原料。由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊，同时面积较大，故美化景观也是必须考虑的。 然而在实际工作中，很多人工湿地的工艺设计者和建设者考虑得最多的是植物的独有性和观赏价值等表在因素，没有考虑到栽种该植物后的植株生长效果、湿地的运行效果、生长表现以及对生态的安全性等，导致人工湿地在
7、运行一段时间后功能骤降或运行费用剧增，最后导致系统瘫费或闲置。四、水生植物在人工湿地中的配置水生植物在人工湿地中的配置不仅仅要考虑到它的景观效果，同时还要考虑到它的生态效益，要形成生态良好的植物群落，才能真正的既达到污水处理的功效，又起到美化丰富水体景观，维护生物多样性的效果。1从景观功能角度配置水生植物（1） 水域宽阔处的水生植物配置此配置应以营造水生植物群落景观为主，主要考虑远观。植物配置注重整体大而连续的效果，主要以量取胜，给人一种壮观的视角感受。如荷花群落、睡莲群落、千屈菜群落或多种水生植物群落组合等。（2） 水域面积较小处的水生植物配置此配置主要考虑近 观，更注重植物单体的效果，对植
8、物的姿态、色彩、高度有更高的要求，运用手法细腻，注重水面的镜面作用，故水生植物配置时不宜过于拥挤，以免影响水中倒影 及景观透视线。配置时水面上的浮叶及漂浮植物与挺水植物的比例要保持恰当，一般水生植物占水体面积的比例不宜超过1/3，否则易产生水体面积缩小的不良视 角效果，更无倒影可言。水缘植物应间断种植，留出大小不同的缺口，以供游人亲水及隔岸观景。（3） 人工溪流的水生植物配置人工溪流的宽度、深浅一般都比自然河流小，一眼即可见底，此类水体的宽窄、深浅是植物配置重点考虑的因素，一般应选择株高较低的水生植物与之协调，且体量不宜过大，种类不宜过多，只起点缀作用。2 从生态功能角度配置水生植物在人工湿地
9、中配置水生植物，不能当作是在园林水景中配 置，只把好看放在第一位，美观代替一切的设计是不正确的，否则结果往往会适得其反，导致蚊蝇滋生，水生植物生长失控，水体发黑发臭等负面效应出现。在设计 时，一定要以人工湿地的水质处理作为设计依据，模拟自然湿地生物生态群落系统，形成由“挺水植物浮叶植物漂浮植物沉水植物”优化组合的良好生态群 落，防止单一种群的侵害，同时也抑制了低等藻类植物的水体富营养化。可以采用人工湿地植物塘床系统，人工湿地塘床系统中的大型水生植物群落是人工湿地生态系统的骨架,起着支撑系统的作用,同时还发挥着净化、美化、绿化环境的作用。成都的活水公园便是一个成功的案例。五、人工湿地的常用植物1
10、常用植物及其特点、栽培管理（1）花叶芦竹科属：禾本科，芦竹属。别名：斑叶芦竹、彩叶芦竹。形态特征：多年生宿根草本植物。根部粗而多结。秆高 13米，茎部粗壮近木质化。叶宽13.5厘米。圆锥花序长1040厘米，小穗通常含47个小花，花序形似毛帚，叶互生，排成两列，弯垂，具白色条 纹。地上茎挺直，有间节，似竹。产地和生长习性：原产地中海一带，国内已广泛种植。通常生于河旁、池沼、湖边，常大片生长形成芦苇荡。喜温喜光，耐湿较耐 寒。栽培管理：非常粗放，可露地种植，生长期注意拔除杂草和保持湿度，无需特别养护。繁殖方法：四周切成有45个芽一丛，然后移植。扦插可在春天将花叶芦竹茎秆剪成2030厘米一节，每个插
11、穗都要有间节，扦入湿润的泥土中，30天左右间节处会萌发白色嫩根，然后定植。用途：主要用于背景材料，花序用作切花。（2）再力花别名：塔利亚，塔利亚属。分株繁殖，在微碱性的土壤中生长良好。水景建设中常用的有两个种。形态特征:多年生挺水草本。株高2m左右。叶卵状披针形，浅灰蓝色，边缘紫色，长50cm，宽25cm。复总状花序，花小，紫堇色，全株附有白粉。产地与分布：原产于美国南部和墨西哥的热带植物。我国也有栽培。生活习性：好温暖水湿、阳光充足的气候环境，不耐寒，入冬后地上部分逐渐枯死。以根茎在泥中越冬。繁殖方式：以根茎繁殖。栽培管理:初春，从母株上割下带12个芽的根茎，栽入盆内，施足底肥，放进水池养护
12、，待长出新株，移植于池中生长。用途：点缀水面，观赏。（3）芦苇 科属：禾木科，芦苇属。别名：亦称“芦”、“苇”。形态特征：植株高大，地下有发达的匍匐根状茎。茎秆直立，秆高13米，节下常生白粉。叶鞘圆筒形，无毛或有细毛。叶舌有毛，叶片长线形或长披针形，排列成两行。叶长1545厘米，宽135厘米。圆锥花序分枝稠密，向斜伸展，花序长1040cm。具长、粗壮的匍匐根状茎，以根茎繁殖为主。产地和生长习性：世界各地均有生长，在我国则广布，其中以东北的辽河三角洲、松嫩平原、三江平原，内蒙古的呼伦贝尔和锡林郭勒草原，新疆的博斯腾湖、伊犁河谷及塔城额敏河谷，华北平原的白洋淀等苇区，是大面积芦苇集中的分布地区。芦
13、苇生长于池沼、河岸、河溪边多水地区，常形成苇塘，是经常见到的水边植物。栽培管理：生在浅水 中或低湿地，新垦麦田或其他水田、旱田易受害。芦苇具有横走的根状茎，在自然生境中，以根状茎繁殖为主，根状茎纵横交错形成网状，甚至在水面上形成较厚的 根状茎层，人、畜可以在上面行走。根状茎具有很强的生命力，能较长时间埋在地下，1米甚至1米以上的根状茎，一旦条件适宜，仍可发育成新枝。也能以种子繁 殖，种子可随风传播。对水分的适应幅度很宽，从土壤湿润到长年积水，从水深几厘米至1米以上，都能形成芦苇群落。在水深2050厘米，流速缓慢的河、 湖，可形成高大的禾草群落，素有“禾草森林”之称。用途：杆可作造纸和人造棉，人
14、造丝原料，也供织席，帘等用。根状茎称芦根，中医学上可入药，功能清胃火，除肺热。芦苇有第二森林之称，用途广泛。芦苇是上佳环保材料。不仅是重要建筑用材料，可编织各种席、筐、篮、炊具、渔具和手提包等，并且可打成箔，刮编为宫灯、四扇屏、大屏风等。芦苇是我国造纸工业的主要原料，保护和发展芦苇生产是造纸工业发展的需要。（4）千屈菜 科属：千屈菜科千屈菜属。别名：因其叶呈柳树叶状，又称水柳、水枝柳和水枝锦。形态特征：千屈菜为多年生挺水或宽披针形，叶全缘，无柄。地下根状粗状，木质化。地上茎直立，4棱。长穗状花序顶生，多而小的花朵密生于叶状苞腋中，花玫瑰红或蓝紫色，花期610月。同属植物约27种，常见栽培的有光
15、千屈菜，原产日本和朝鲜。全株光滑，茎细长，花紫红色。大花桃红千屈菜花穗大，桃红色。毛叶千屈菜花穗大，全株被绒毛覆盖。 产地和生长习性：千屈菜原产欧洲和亚洲暖温带暖及光照 充足，通风好的环境，喜水湿，我国南北各地均有野生，多生长在沼泽地、水旁湿地和河边、沟边。现各地广泛栽培。比较耐寒，在我国南北各地均可露地越冬。在 浅水中栽培长势最好，也可旱地栽培。对土壤要求不严，在土质肥沃的塘泥基质中花艳，长势强壮。栽培管理：千屈菜生命力极强，管理也十分粗放，择光照 充足，通风良好的环境之二的肥沃塘泥，一盆栽五株即可。如要做成微型盆栽盆径可选20厘米左右，生长期不断打顶促使其矮化分蘖。生长期盆内保持有水。露地
16、 栽培按园林景观设计要求，选择浅水区和湿地种植，株行距3030厘米。生长期要及时拔除杂草，保持水面清洁。为增强通风剪除部分过密过弱枝，及时剪除开 败的花穗，促进新花穗萌发。在通风良好光照充足的环境下，一般没有病虫害，在过于密植通风不畅时会有红蜘蛛危害，可用一般杀虫剂防除。冬季上冻前盆栽千屈 菜要剪除枯枝，盆内保持湿润。露地栽培不用保护可自然越冬。一般23年要分栽一次。繁殖方法：千屈菜可用播种、扦插、分株等旺期68月进行，剪取嫩枝长710厘米，去掉基部三分之一的叶子插入无底洞装有鲜塘泥的盆中，610天生根，极易成活。分株在早春或深秋进行，将母株整丛挖起，抖掉部分泥土，用快才切取数芽为一丛另行种植
17、。用途：千屈菜多用于水边丛植和水池遍植，也观赏。（5）花菖蒲 科属：鸢尾科鸢尾属。别名：玉蝉花。形态特征：多年生宿根挺水型花卉，长4090厘米， 线形，宽1018厘米。叶中脉凸起，两侧脉较平整。花葶直立并伴有退化叶13枚。花大直径可达15厘米。外轮三片花瓣呈椭园形至倒卵形，中部有黄斑和 紫纹，立瓣狭倒披针形。花柱分枝三条,花瓣状,顶端二裂。蒴果长圆形,有棱,种皮褐黑色。花期4月下旬至5月下旬。花色丰富,有红、白、紫、蓝等色。以日 本栽培最盛，己育出一百多个品种。同属植物有溪荪(I.sanguinea)产于我国东北、日本、朝鲜、俄罗斯。花大,天蓝色。自然生长于沼泽地、水边和 坡地。燕子花(I.l
18、aevigata)原产于我国东北、日本、朝鲜、俄罗斯，花大,蓝紫色，叶明显无中肋，较柔软。黄菖蒲 (I.pseudacorus)原产欧洲,我国各地常见栽培。花黄色,喜水湿,在水畔及浅水中生长,也可旱栽。有斑叶、大花、重瓣等变种。西伯利血亚鸢尾 (I.sibirica)原产欧洲，根状茎粗状,丛生性强。花蓝紫色，喜湿，也耐旱，是沼泽地绿化和环境美化的优良材料。 产地和生长习性：产于我国东北、日本、朝鲜、俄罗斯。自然生长于水边湿地。性喜温暖湿润,强健,耐寒性强,露地栽培时,地上茎叶不完全枯死。对土壤要求不严,以土质疏松肥沃生长良好。栽培管理：栽植花菖蒲应选择地势低洼或浅水区,株行距 为2530厘米,
19、栽植深度以土壤覆盖植株根部为宜,栽植初期水尽量浅些,防止种苗漂浮,以利尽快扎根。生长期可用速效肥雨中撒施,水位应保持10厘米左 右,不能浸没整个植株。盆栽方式类似于千屈菜。常见的病虫害有花腐病、白绢病、叶斑病可用波尔多液、代森锌、多菌灵防治。一般23年分栽一次。繁殖方法：花菖蒲可用播种和分株繁殖。播种分春播和秋播两种,播种易产生变异,用于选育品种。分株可在春季、秋季和花后进行。用途：花菖蒲花大而美丽，色彩也丰富，叶片青翠似剑，观赏价值高。（6）水葱科属：莎草科藨草属。别名：管子草、莞蒲、冲天草。形态特征：多年生宿根挺水草本植 物。株高12米，茎杆高大通直，很象我们食用的大葱，但不能食用。杆呈圆
20、柱状，中空。根状茎粗状而匍匐,须根很多。基部有34个膜质管状叶鞘,鞘长可 达40厘米,最上面的一个叶鞘具叶片。线形叶片长211厘米。圆锥状花序假侧生，花序似顶生。苞片由秆顶延伸而成，多条辐射枝顶端，长达5厘米，椭圆形 或卵形小穗单生或23个簇生于辐射枝顶端，长515毫米，宽24毫米，上有多数的花。鳞片为卵形顶端有小凹缺，中的伸出凹缺成短尖头，边缘有绒毛， 背面两侧有斑点。具倒刺的下位刚毛6条呈棕褐 色， 与小坚果等长；雄蕊3条，柱头两裂，略长于花柱。小坚果倒卵形，双凸状，长约23毫米。花果期69月。水葱主要变种有南水葱(Scirpus validus var. laeviglumis Tang
21、 et Wang)与原种的不同之处是鳞片上无锈色突起的小点。花叶水葱(Scirpus validus cv.zebrinus)与原种的区别是圆柱形茎秆上有黄色环状条斑,比原种更具观赏价值。产地和生长习性：水葱分布于我国 东北、西北、西南各省。朝鲜、日本、澳洲、美洲也有分布。花叶水葱主要产地是北美,现国内各地引种栽培较多。 水葱喜欢生长在温暖潮湿的环境中，需阳光。自然生长在池塘、湖泊边的浅水处、稻田的水沟中。较耐寒在北方大部分地区地下根状茎在水下可自然越冬。栽培管理：与花菖蒲等相似,可露地种植，也可盆栽。水葱生长较为粗放，没有什么病虫害。冬季上冻前剪除上部枯茎。生长期和休眠期都要保持土壤湿润。每
22、35年分栽一次。繁殖方法：水葱可用播种、分株方法繁殖。以分株繁殖为主。在初春将植株挖起用快刀切成若干块,每块带35个茎块芽。栽种初期宜浅水,以利提高水温促进萌发。用途：茎秆可作插花线条材料，也用作造纸或编织草席、草包材料。（7）香蒲科属：香蒲科香蒲属。别名：有蒲草、蒲菜。因烛状，故又称水烛。形态特征：为多年生植株高 1.42米,有的高达3米以上。根状茎白色,长而横生,节部处生许多须根,老根黄褐色。茎圆柱形,直立,质硬而中实。叶扁平带状,长达1米多,宽23 厘米,光滑无毛。基部呈长鞘抱茎。花单性,肉穗状花序顶生圆柱状似蜡烛。雄花序生于上部,长1030厘米,雌花序生于下部,与雄序等长或略长,两者中
23、间 无间隔,紧密相联。呈灰褐色。花小,无花被,有毛。雄花有雄蕊3枚， 花粉黄色,每4粒聚成块，雌花无小苞片，子房线形，有柄,花柱单一。果序圆柱状,褐色,坚果细小,具多数白毛。内含细小种子,椭圆形。花期67月,果期78月。同属植物约18种，常见的有东方香蒲。普香蒲和达香蒲两种雌雄花序不相接而离生,普香蒲植株大。 产地和生长习性：广泛分布于全国各地。生于池塘、河滩片生长。对土壤要求不严，以含丰富有机质的塘泥最好，较耐寒。栽培管理：栽植香蒲的地方应阳光充足，通风透光，管理较粗放。繁殖方法：可用播种和分株繁殖，一般用分株繁殖。分株可在初春把老株挖起,用快刀切成干丛,每丛带若干个小芽作为繁殖材料。盆栽或
24、露地种植。一般3-5年要重新种植,防止根系老化,发棵不旺。用途：蒲棒常用于切花材料。全株是造纸的好原料。叶称蒲草可用于编织,花粉可入药称蒲黄。蒲棒蘸油或不蘸油用以照明，雌花序上的毛称蒲绒，常可作枕絮。嫩芽称蒲菜，其味鲜美，可食用,为有名的水生蔬菜。六、人工湿地的日常维护和管理人工湿地植物栽种初期的管理及日常维护，主要注意以下几个方面：（1）植物栽种初期的管理人工湿地植物栽种初期的管理主要是保证其成活率，湿地植物栽种最好在春季，植物容易成活。如果不是在春季，如冬季应做好防冻措施，如在夏季应做好遮阳防晒。总之要根据实际情况采取措施确保栽种的植物能成活。（2）控水植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深
25、，需要通过控制湿地的水位，促使植物根茎向下生长。（3）及时收割植物人工湿地植物一般生长较快，根据不同的植物类型，在其生长茂盛、成熟后应对植物进行及时收割，并处理和利用。一般的植物收割时间为上半年的35月份和下半年的911月份。（3） 做好日常护理防止湿地内其它杂草滋生，对已生长的杂草应及时清除；需及时清除植物的枯枝落叶，以防止腐烂等污染。（4）暴风雨后的维护暴风雨后，湿地床上植物发生歪倒，要及时扶培，排除积水。（5）冬季对植物的处理对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割掉，降低负荷。附表：国内常用人工湿地植物名录国内常用人工湿地植物名录科属植物中名类型应用工艺香蒲科香蒲挺水表流湿
26、地、潜流湿地芦苇挺水表流湿地、潜流湿地皇竹草湿生、挺水潜流湿地茭草挺水表流湿地、潜流湿地芦竹湿生、挺水潜流湿地薏苡湿生、挺水表流湿地、潜流湿地禾本科花叶芦竹湿生、挺水潜流湿地虉草湿生、挺水表流湿地、潜流湿地李氏禾浮水氧化塘水葱挺水表流湿地、潜流湿地风车草挺水潜流湿地莎草科纸莎草挺水潜流湿地藨草挺水表流湿地、潜流湿地针蔺挺水、浮水表流湿地、氧化塘茳芏挺水表流湿地、潜流湿地芡实浮叶景观塘睡莲科荇菜浮叶景观塘萍蓬草浮叶景观塘、氧化塘菖蒲挺水表流湿地、潜流湿地马蹄莲湿生、挺水表流湿地、潜流湿地天南星科大薸浮水氧化塘泽泻挺水表流湿地雨久花科凤眼莲浮水末端强化塘竹芋科再力花挺水潜流湿地蓼科水蓼挺水、湿生表流湿地千屈菜科千屈菜挺水、湿生表流湿地美人蕉科美人蕉挺水、湿生潜流湿地、表流湿地鸢尾科黄菖蒲挺水、湿生潜流湿地、表流湿地灯心草科灯心草挺水、湿生潜流湿地