【摘要】文章首先闡釋了水生植物的概念，回顧了其應(yīng)用簡史，并從生態(tài)學(xué)角度，簡要分析了水生植物的凈化作用及機理，提出了相應(yīng)的治理對策，最后就水生生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的維護提出了一些看法。

【關(guān)鍵詞】水生植物；凈化作用；應(yīng)用

在園林觀賞植物這樣一個龐大的植物分支里，水生植物一直充當著極其重要的角色。無論是古典園林還是現(xiàn)代園林，也不管是西方園林還是東方園林，水景一直是造園中不可欠缺的景觀要素。而水景的表現(xiàn)，也無一例外地常常和園林的另一景觀要素——植物聯(lián)系在一起。無論是動態(tài)水景，還是靜態(tài)水景，都離不開花木來創(chuàng)造意境。充分利用水生植物，可以創(chuàng)造宜人而又舒適的景觀，增加景觀的多樣性，豐富園林空間。

1水生植物的概述

1.1概念

對水生植物的定義有很多，主要列舉了下面三種。

余樹勛等對水生植物的定義是“生長在淡水深處的土壤中或自然漂浮在水中的植物，有時包括沼澤中出現(xiàn)的植物。有整個植物在水中，根在水底土中的如水落(Aponogeton);一部分葉片在水中，一部分漂浮在水面的如眼子菜(Potamogeton);全部在水面的，如睡蓮(Nymphaea);整個植物體不入土壤而漂浮水中的如鳳眼蓮(Eichhornia)等”。

但也有人將水生植物分為挺水植物(挺水花卉)、浮葉和漂浮植物(浮葉花卉)、沉水植物(觀賞水草)、海生植物(紅樹林)以及沿岸耐濕的喬灌木等濱水植物。

本文比較贊同下面的觀點：凡生長在水中或濕地土壤中的植物，以大型的草本植物為主，包括水生、濕生和沼生植物”[13]。

1.2應(yīng)用簡史

我國水生花卉的栽培有著悠久的歷史，蓮在我國出土文物中，至少有7000年的歷史�！对娊�(jīng)》云:“彼澤之陜，有蒲有荷”。這是我國最早有關(guān)荷花與蒲草在相同的生態(tài)環(huán)境下生長的記載。約在2500年前吳王夫差為寵妃西施欣賞荷花，特在太湖之濱的靈巖山離宮修“玩花池”，是栽荷供觀賞的最早實例[4].據(jù)《史記?孝武本紀》、《三輔黃圖》載：漢武帝太初元年(公元前104年)修建章宮，鑿“太液池”，植蓮、菱等水生植物，制備的游船，有仿江南采蓮的“越女舟”，這可能是較早在人工水景中蕩舟觀荷的文字記錄。明末計成撰寫的《園冶》中結(jié)合水生植物的水景景趣也散見全書。“白蘋紅寥，鷗盟同結(jié)磯邊”(《園冶》)：“堤灣宜柳”(《城市地》)；“鑿水為滌，書堤種柳”(《村莊地》)；溪灣柳間栽桃(《郊野地》)；“深柳疏蘆之際略成小筑，足征大觀也”;“遙遙十里荷風，遞香幽室”[14]清?陳淏子《花鏡》(1688)中對荷花、芡、慈姑、菖蒲、玉替花、雨久花、菱、甌蘭(溪蓀)等水生植物己有詳細的記載。在我國石菖蒲屬植物栽培和應(yīng)用的歷史頗早，在《左傳》和《詩經(jīng)》中已有記載，早期多為藥用，后來觀賞栽培逐漸發(fā)展起來。南宋?陸游(1125-1210年)有菖蒲詩，說明已用于盆景栽植。1978年以來，隨著水生花卉業(yè)和生態(tài)觀光農(nóng)業(yè)的發(fā)展，菰(Zizainacaduciflora)、香蒲、石菖蒲、水芹、芡等已逐步成為廣泛應(yīng)用的園林水景綠化觀賞植物和濕地景觀綠化的重要材料.

在西方國家，觀賞水生花卉也有著悠久的歷史與習俗。古埃及人把熱帶睡蓮作為太陽的象征來崇拜，因而睡蓮成為各種祭典和禮儀活動的重要飾品。在尼羅河邊上一座埃及第十二王朝時期(公元前3100一公元前2160)的墓葬中的壁上畫了一個園丁從水池提著水灌溉一片方形并有分隔的花壇，還有一條在花壇旁的溪流引水到池中，水池中長著熱帶白睡蓮(Nymphaealotus)。由此估計距今五千年前的古埃及就已有了人工灌溉的花壇和人造的水池，并種植睡蓮。印度佛教“七寶蓮花”中的5種為睡蓮，2種為蓮花。在16世紀，意大利人開始用睡蓮做公園的水景主題材料。而在發(fā)現(xiàn)王蓮后，人們對水生植物的興趣則更濃了，1849年成為應(yīng)用水生植物的第一個繁盛期。此后，熱衷于水景園的富有人家開始狂熱地種植熱帶水生植物，競相尋找觀花的珍貴品種。

如今，水生植物已被廣泛應(yīng)用于專類水景園、野趣園的營造，隨著人工濕地污水處理系統(tǒng)應(yīng)用研究的深入，人工濕地景觀也應(yīng)運而生，成為極富自然情趣的景觀。而容器栽培的迷你水景花園的出現(xiàn)更是讓都市居民的陽臺或平臺也成為了輕松有趣、令人賞心悅目的好地方。在水景設(shè)計中應(yīng)用較多的有浮葉和漂浮植物如睡蓮(Nymphaeatetragona),芡實(Eunyaleferox),萍蓬草(Nupharpumilum),荇菜(Nymphoidespeltatum),菱(Trapajaponica)等;挺水植物如荷花(Nelumbonucifera),菖蒲(Acoruscalamus)、香蒲(Typhaminima)、水蔥(Scirpusvalidus),千屈菜(Lythrumsalicaria),蘆葦(Phragmitescommunis),燕子花(Irislaevigata)等。

1.3應(yīng)用意義

1.3.1豐富景觀

水生植物不但能觀葉、賞花，還能欣賞映照在水中的倒影。荷葉青翠而潔凈，波狀葉緣更能增添幾分瀟灑風姿。加上葉面有一層蠟質(zhì)，落在上面的水滴更有動勢感；“接天蓮葉無窮碧，映日荷花別樣紅”這樣的意境，是對北京北海公園東南部一個湖面景色很好的詮釋。每當游人環(huán)湖漫步在柳林下，陣陣清香襲來，非常愜意。當朵朵蓮蓬挺立水面時，是一番水面莊稼豐碩景象。此外，像水蔥修長的莖稈，傘草碧綠的苞片等，都是水生植物中觀葉的好材料。如西方園林中提倡的野趣園，野趣最宜以水生植物配置來體現(xiàn)。通過種植水生植物，如蘆葦、香蒲、慈姑等，野趣橫生。

1.3.2創(chuàng)造意境

中國園林的水景常構(gòu)成一種獨特的、耐人尋味的意境。如杭州西湖十景之一的“曲院風荷”，就是立意成功的范例。不管是從全院布局，還是植物材料的選擇上，都追求園林的意境美的表現(xiàn)，與西湖景區(qū)的自然特點和歷史古跡的緊密結(jié)合，與周圍的環(huán)境相得益彰，達到了天人合一的境界。朱自清的《荷塘月色》中有一段對北京大學(xué)未名湖的描寫，“葉子出水很高，象亭亭的舞女的裙。層層的葉子中間，零星地點綴著些白花，有裊娜地開著的，有羞澀地打著朵兒的；正如一粒粒的明珠，又如碧天里的星星，又如剛出浴的美人。微風過處，送來縷縷清香，仿佛遠處高樓上渺茫的歌聲似的。”“月光如流水一般，靜靜地瀉在這一片葉子和花上。”在這里，境由心生，作者用清新樸實的筆調(diào)描繪了處于夜晚月光下的未名湖的荷塘景觀，將作者的感受和當時的環(huán)境融為了一體。

2 水生植物的凈化作用

2.1水質(zhì)狀況

水作為園林要素之一，其作用不言而喻，也不可替代。“山因水而活，水因山而秀”，但是如果水質(zhì)變差，其效果則會適得其反。由于城市的擴張，人口的急劇增加，引起了一系列的問題。如水體的環(huán)境容量和生態(tài)載力不堪重負，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。公園、居住區(qū)等的水體都遭到不同程度的污染。據(jù)統(tǒng)計，我國90%以上公園的水體，其化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量(BOD)、總氮(TN)、總磷(TP)和非離子氨等指標，大多超過國家地面水環(huán)境質(zhì)量四類標準。而在上海某些居住小區(qū)的水體缺乏循環(huán)，成為了一潭死水，富營養(yǎng)化程度非常嚴重。水體的結(jié)構(gòu)和功能被破壞，生物多樣性喪失，水體的美學(xué)價值損害。人們“詩意的棲居”的夢想就很難達到。為此，在當今水資源緊張的背景下，許多專家都紛紛開展研究，以求找到合理的治理對策。

2.2治理方法

中國古典園林由于在很小的范圍內(nèi)堆山，疊石，鑿池，很少受外界干擾，因而其水體經(jīng)自身的凈化就可保持水體的潔凈。

由于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和密集的人口聚居方式出現(xiàn)，現(xiàn)代的水景園融匯了中西方文化，水面開闊、景觀設(shè)置強調(diào)點睛之筆，更注重親水理念�，F(xiàn)在由于各方面因素的影響使得水體中農(nóng)藥、化肥聚積，氮、磷等污染物超標，已嚴重影響水體業(yè)己存在的生態(tài)平衡。很多水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，水體由清變綠，由綠變黃，由黃變褐，甚至產(chǎn)生異味。所以現(xiàn)在很多景觀水在造池理水前就考慮水質(zhì)凈化方案。

2.2.1營養(yǎng)鹽控制

控制水體營養(yǎng)鹽濃度是傳統(tǒng)的富營養(yǎng)化防治措施，它基于限制因子原理，以實驗室藻類生長瓶法測定結(jié)果為依據(jù)，對于外源性污染采取截污、污水改道、污水除磷，對于內(nèi)源性污染采取了清淤挖泥、營養(yǎng)鹽鈍化、底層暴氣、稀釋沖刷、調(diào)節(jié)湖水氮磷比、覆蓋底部沉積物及絮凝沉降等一系列措施。不少通過控制氮和磷來防治富營養(yǎng)化的實踐并沒有取得理想的成功結(jié)果[7][8]，但是，這只能說明不能僅僅靠控制營養(yǎng)鹽來防治湖泊富營養(yǎng)化，而并不意味著不需要控制營養(yǎng)。

2.2.2直接除藻

用化學(xué)藥品(如硫酸銅和其他除藻劑)控制藻類可能是最古老原始的方法，化學(xué)藥品可快速殺死藻類，但死亡藻類所產(chǎn)生二次污染及化學(xué)藥品的生物富集和生物放大對整個生態(tài)系統(tǒng)的負面影響較大，且劑量難以掌握，風險較大，若長期使用低濃度的化學(xué)藥物會使藻類產(chǎn)生抗藥性，因此，不適宜在景觀水體中廣泛使用，只能作為應(yīng)急措施。

2.2.3生物調(diào)控

作為營養(yǎng)鹽控制的一種替代技術(shù)，生物調(diào)控(Biomanipulation)是通過重建生物群落以得到一個有利的響應(yīng)，常用于減少藻類生物量，保持水質(zhì)清澈并提高生物多樣性。主要是采用魚類種群的下行調(diào)控。如增加食魚性(Piscivores)魚類或減少食浮游動物(Zooplanktivores)或食底棲(Benthivores)魚類，以保證有充分的浮游動物等來控制藻類;也有直接利用“食藻魚”控制藍藻水華。生物調(diào)控較典型的是用于小而淺的、相對封閉的湖泊系統(tǒng)，在淺水湖泊由于生物分布垂直空間差異較小，因而在一定時間內(nèi)對某些浮游植物控制效果較好。生物調(diào)控在歐洲得到深入研究和廣泛應(yīng)用，但是由于研究區(qū)域、研究對象以及研究范圍的不同，往往難得到一致的結(jié)論與結(jié)果。因此，生物調(diào)控作為管理工具的有效性仍存在很大的爭議。許多成功的實例往往是短期的，也面臨著一系列的挑戰(zhàn)。

2.2.4EWT治理模式(EcologicalWaterTreatment)

水質(zhì)問題是水生態(tài)問題，生態(tài)問題應(yīng)該用生態(tài)方法來解決。要獲取穩(wěn)定的健康的自然水環(huán)境，只有修復(fù)已退化的水生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)恢復(fù)已成為全球淡水生態(tài)系統(tǒng)研究的前瞻性研究領(lǐng)域，恢復(fù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的完整性不僅是湖泊富營養(yǎng)化綜合治理的目標，而且也是湖泊富營養(yǎng)化治理的重要手段。生態(tài)工程被認為是生態(tài)恢復(fù)的最佳工具，業(yè)已證明，用生態(tài)工程可以改善富營養(yǎng)化湖泊的局部水質(zhì)、修復(fù)局部生態(tài)系統(tǒng)。

近10余年來，中國科學(xué)家運用生態(tài)工程技術(shù)凈化富營養(yǎng)化水體，恢復(fù)富營養(yǎng)化水體生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，取得了一些成功的經(jīng)驗。其中引種優(yōu)質(zhì)速生的水生植物重建和恢復(fù)湖泊的良性生態(tài)系統(tǒng)對抑制藻類生長、凈化水質(zhì)起著重要的作用.Blindow等指出，生物調(diào)控后湖泊能否保持清水狀態(tài)，很大程度上依賴于恢復(fù)的水生高等植物的發(fā)展。北京動物園采用了水生植物凈化水體的生態(tài)工程方法進行了研究。研究結(jié)果表明，利用水生植物不僅能凈化北京動物園嚴重的富營養(yǎng)化的水體，而且還有利于營造水上園林景觀和為水禽創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境。越來越多的研究顯示位于水體和陸地,它不僅生態(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)交錯(Ecotone)如濕地，具有過濾功能、緩沖器功能，吸附和轉(zhuǎn)移來自面源的污染物、營養(yǎng)物，改善水質(zhì)；而且可截留固定顆粒物，減少水體中的顆粒物和沉積率。同時.濕地還可以提供生物繁育生長棲地、對于保護生物多樣性、減少洪水危害、保持水土等具有重要意義。這些都證明了，利用水生植物及人工濕地來凈化污水的方法由于無副作用、廉價和易操作，是城市景觀水體富營養(yǎng)化治理較為理想的方法，具有較強的應(yīng)用和發(fā)展前景。

3 水生植物的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1具有凈化作用的水生植物

水生高等植物能有效地凈化富營養(yǎng)化水體，提高水體的自凈能力，也是人工濕地系統(tǒng)發(fā)揮凈化作用必不可少的因素之一。

在過去的有關(guān)報道中，所涉及的植物包括挺水植物、浮葉植物和漂浮植物及沉水植物。

3.2凈化機理

通過種植水生植物凈化水質(zhì)，是利用許多水生植物特別是水生維管束植物能夠大量吸收營養(yǎng)物質(zhì)，或降解轉(zhuǎn)化有毒有害物質(zhì)為無毒物質(zhì)的性質(zhì)。在廢水或受到污染的天然水體中種植大量耐污染凈化較強的水生高等植物，使其通過自身的生命活動將水中的污染物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化或富集到體內(nèi)，然后除去，恢復(fù)水域中的養(yǎng)分平衡;同時通過水生植物的光合作用放出氧氣，增加水中溶解氧含量，從而改善水質(zhì)，減輕或消除水污染。

3.3凈化的處理方式

主要有兩種：凈化塘和人工濕地系統(tǒng)

凈化塘是以某種水生植物占絕對優(yōu)勢而組成的特殊水生生態(tài)系統(tǒng)，這個系統(tǒng)通過水生植物群落的阻濾、沉降、吸附等物理作用以及植物體的吸收、積累等作用而達到對污水的凈化效果。

人工濕地系統(tǒng)——本世紀七十年代發(fā)展起來的人工濕地系統(tǒng)是利用水生植物治理污水的又一發(fā)展方向，由于建造和運轉(zhuǎn)費用低、維護簡單、效果好，且為眾多野生動物提供了棲息地，成了研究的重點。

國內(nèi)外對其應(yīng)用比較廣泛。國外采用人工濕地(constructedwetlands)凈化污水始于1953年德國的MaxPlanck，該研究所的Seidel博士在研究中發(fā)現(xiàn)蘆葦能去除大量有機和無機物。20世紀60年代末，Seidel與Kickuth合作并由Kickuth于1972年提出了根區(qū)理論，該理論的提出掀起了人工濕地研究與應(yīng)用的熱潮，標志著人工濕地作為一種獨具特色的新型污水處理技術(shù)正式進入水污染控制領(lǐng)域�，F(xiàn)在國外已廣泛運用人工濕地處理市政、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市暴雨徑流廢水技術(shù)。

而在我國對人工濕地的應(yīng)用還處于起步階段。雖然起步較晚，但是仍有一些比較成功的例子。典型代表是成都活水公園，其濕地系統(tǒng)主要工藝過程有：厭氧沉淀池、人工濕地塘、床系統(tǒng)、養(yǎng)魚塘系統(tǒng)、戲水池以及連接各個工藝的水流雕塑和自然水溝等五個部分。從整個過程可以清晰地看到污水逐漸變清，充分體會“死水”變成“活水”的過程。公園的人工濕地塘床系統(tǒng)出水水質(zhì)達到了國家地面水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838—88III類水域水質(zhì)標準；PH值與透明度在枯水期也是呈現(xiàn)逐級升高的趨勢，也在一定程度上反映了水質(zhì)逐級好轉(zhuǎn)。

除成都活水公園外，深圳寶安石巖河人工濕地通過采用國際先進的“高效垂直流人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化專有技術(shù)”，日處理污水量達1.5萬噸，每噸污水的處理費用僅為傳統(tǒng)污水處理廠的1/4。

這些成功的實踐都為國內(nèi)水生植物凈化作用的研究提供了良好的借鑒意義。

4 水生植物與景觀營造

水生植物除了具有處理污水的能力，它的景觀效果也不容忽視。如何將它的凈化作用與水景設(shè)計相結(jié)合，是當今景觀生態(tài)設(shè)計研究中的一個著眼點。

一般在進行水景設(shè)計時，都離不了水生植物的運用。在前面的簡史中已作了較為詳盡的說明，這里就不再仔細闡述。而常用的水生植物也一一舉出（見前面的表格）。筆者想就人工濕地景觀這個方面作個探討。

濕地是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一，被稱為“地球之腎”。俞孔堅等指出，對于濕地，其前景非常廣闊，可用于中小城市和鄉(xiāng)村一些管理比較粗放的地區(qū)。住宅區(qū)中通過建造人工濕地，處理污水可以滿足景觀用水的需求。上海的一些小區(qū)已經(jīng)開始了這樣的實踐。例如在上海的桃花源田莊和萬科朗潤園就通過營造人工濕地景觀，處理住區(qū)污水，凈化水體，以維持水質(zhì)。不僅如此，由水生植物等要素組成的濕地，其建造豐富了水體景觀，增加了景觀的豐富度。通過人工濕地專家與景觀設(shè)計師的合作，在住區(qū)水環(huán)境的建設(shè)中具有非常重要的現(xiàn)實意義，相信隨著人工濕地技術(shù)研究的進一步深入和完善，濕地在塑造住區(qū)自然生態(tài)環(huán)境，維護住區(qū)景觀水體等方面必將發(fā)揮更大的作用。

5展望

早在上個世紀的60年代，美國偉大的景觀設(shè)計師麥克哈格就在其著作《設(shè)計結(jié)合自然》一書中，闡明了生態(tài)學(xué)在設(shè)計中的重要作用，提出了生態(tài)規(guī)劃的理念。隨著時間的推移、技術(shù)的進步，景觀生態(tài)設(shè)計的思想不斷得到補充和完善。人們越來越意識到：城市建設(shè)一方面要保護城市的自然資源，另一方面要對在城市化過程中破壞的自然資源進行補償，并建立人工生態(tài)系統(tǒng)，保證城市的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何實現(xiàn)水體景觀的經(jīng)濟價值、生態(tài)價值和美學(xué)價值三者的有機統(tǒng)一，是城市水體景觀設(shè)計的關(guān)鍵所在�；诖它c，認為可以從以下幾個方面來考慮：

（1）選用鄉(xiāng)土的水生植物，發(fā)揮濕地的作用，

鄉(xiāng)土的水生植物不僅適應(yīng)當?shù)氐臍夂�、土壤、溫度、光照等環(huán)境條件，易于成活和管理，而且在成本方面也比較低廉，相對而言，是比較理想的首選植物。充分利用濕地的作用，注意保護和利用現(xiàn)有的植被條件，建立一個由喬灌林、草濾帶、挺水植物帶、沉水植物帶和漂浮植物帶，形成與水體一濕地一濱水景觀一陸地景觀——人工環(huán)境的模式相適應(yīng)的完整植物景觀生態(tài)系統(tǒng)。

（2）控制外來污水的進入

自然狀態(tài)下的水生生態(tài)系統(tǒng)一旦平衡被打破，要恢復(fù)到以前的狀態(tài)是需要一定時間的。如果在人為干擾的情況下，比如污水排放過量，如不加控制，就會形成惡性循環(huán)。最終導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的完全破壞。盡管水生植物有凈化水體的作用，但是面對污水的大量排入，其作用畢竟是有限的，所以應(yīng)該嚴格控制外來污水的進入。

（3）捕獲及管理水生生物

水生生物作為水生生態(tài)系統(tǒng)中的消費者，其數(shù)量在一定時期是一定的。只有這樣，才能使整個系統(tǒng)處于動態(tài)的平衡中。一旦水生植物到了枯萎、死亡期時，會產(chǎn)生許多植物殘體，利于水生生物的生長，平時應(yīng)及時清理植物殘體，捕捉過量的水生生物利于整個系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

（4）重視對野生水生植物資源的保護和開發(fā)

一直以來園藝學(xué)家都比較重視植物的栽培引種和馴化，但因水生植物受生活環(huán)境的限制，其生命力較之陸生植物脆弱，更易于受到破壞，因而加強野生水生植物的保護刻不容緩。另外，在對野生植物資源的開發(fā)上力度還不夠，特別是在野生水生植物方面。如果把這方面的工作做好，從中篩選出抗性較好，觀賞價值大的種類，就會為水體景觀的設(shè)計和營造提供更多的機會和選擇余地，也利于景觀多樣性的體現(xiàn)。

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