趙紫瑾，陳紀(jì)龍

（中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

伴隨著城市的快速發(fā)展，對(duì)湖泊的過(guò)度開(kāi)發(fā)和湖泊保護(hù)意識(shí)的滯后，造成了一系列湖泊水污染問(wèn)題。湖泊是重要的國(guó)土資源，是水環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分，是國(guó)家水體水質(zhì)資源安全的重要保障。生態(tài)文明建設(shè)先行，共抓長(zhǎng)江大保護(hù)、打好水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的黨中央政策背景下，湖泊水環(huán)境治理迫在眉睫，對(duì)于水環(huán)境質(zhì)量的全面提升勢(shì)在必行。

湖泊水質(zhì)污染的來(lái)源，主要有以下三個(gè)方面：點(diǎn)源污染、面源污染及內(nèi)源污染。點(diǎn)源污染來(lái)源是入湖排口中可能潛在有因上層管網(wǎng)混錯(cuò)接而形成的混流入湖排口；面源污染來(lái)源是由于下墊面的人工化程度過(guò)高而導(dǎo)致的雨水徑流帶來(lái)的污染負(fù)荷較高的地表徑流；內(nèi)源污染主要是湖泊底泥污染，當(dāng)湖泊受到污染后，大量污染物經(jīng)過(guò)生物及理化作用后沉積在湖泊底部，一部分經(jīng)生態(tài)循環(huán)被消解而另一部分重新釋放而形成新的湖泊污染來(lái)源。

在工程實(shí)踐中，湖泊的點(diǎn)源污染以及面源污染的消除主要靠岸上灰色及綠色基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)籌建設(shè)，內(nèi)源污染改善主要通過(guò)湖內(nèi)生態(tài)體系的構(gòu)建及調(diào)理。本文結(jié)合具體工程實(shí)例，對(duì)挺水植物在湖泊生態(tài)治理工程中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 項(xiàng)目基本情況

金銀湖位于武漢市東西湖區(qū)，是武漢三鎮(zhèn)漢口片區(qū)中最大的城中湖，其共有8 個(gè)子湖。本項(xiàng)目擬對(duì)其中子湖中的東大湖、銀湖、下銀湖、東銀湖、瀟湘海，這5個(gè)子湖采取一系列的工程措施，如入湖排口改造、面源植被緩沖帶構(gòu)建、湖泊水生態(tài)治理等一系列工程技術(shù)手段，輔以長(zhǎng)效的水生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行管理維護(hù)機(jī)制構(gòu)建，以期能有效提升湖泊水質(zhì)，改善湖泊水域生態(tài)環(huán)境和景觀效果。本文主要論述濱水挺水植被構(gòu)建的一些設(shè)計(jì)思路。

通過(guò)相關(guān)單位出具的水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告可知，除瀟湘海水質(zhì)為地表Ⅳ類水外，其余子湖水質(zhì)為地表Ⅴ類水質(zhì)，主要污染物主要污染指標(biāo)為：五日生化需氧量（BOD5）、化學(xué)需氧量（COD）、總氮（TN）、總磷（TP）等，5個(gè)子湖均存輕度或中度的富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

2 湖濱消落帶植被構(gòu)建的原則

2.1 功能導(dǎo)向性原則

目前金銀湖各個(gè)子湖均總磷超標(biāo)，且部分湖泊五日生化需氧量（BOD5）、化學(xué)需氧量（COD）均有超標(biāo)現(xiàn)象。說(shuō)明金銀湖水系總體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。所以在濱水植物配置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重植物對(duì)氮（N）、磷（P）及富營(yíng)養(yǎng)化污染的消減功能。應(yīng)注重植物搭配的合理性，使得植物凈化功能增強(qiáng)。

2.2 適地性原則

濱水植物的配置要科學(xué)合理，要盡量保持其原生態(tài)性，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有植被盡可能保留利用。增補(bǔ)植物利用本土優(yōu)勢(shì)種、在本地應(yīng)用成熟、適地性強(qiáng)、生長(zhǎng)較好的植物品種進(jìn)行植物配置設(shè)計(jì)。在突出本地植物特色的同時(shí)，可以進(jìn)一步加強(qiáng)植物群落系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少維護(hù)成本。

2.3 美觀性原則

濱水植物配置一方面應(yīng)考慮植物對(duì)生態(tài)環(huán)境的凈化功能，更重要的是保留其美學(xué)功能，體現(xiàn)植物的審美價(jià)值及意義。湖泊環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，是濱湖植被緩沖帶構(gòu)建的基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)功能，但植物配置美學(xué)藝術(shù)的運(yùn)用則是園林植物設(shè)計(jì)的精華。充分考量植物的美學(xué)特性，采用園林植物設(shè)計(jì)藝術(shù)，虛實(shí)結(jié)合，收合開(kāi)放合理搭配設(shè)計(jì)。利用植物本身高度、體量、色彩的不同合理配置，消減污染的同時(shí)能夠進(jìn)一步豐富游人游覽體驗(yàn)，起到一舉兩得的工程效果。

3 湖濱消落帶的挺水植物設(shè)計(jì)思路

3.1 東大湖挺水植物設(shè)計(jì)

東大湖水質(zhì)為地表水V 類水質(zhì)，主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量（COD）、總磷、總氮、五日生化需氧量。東大湖湖濱岸線長(zhǎng)，湖底局部較深，現(xiàn)狀湖泊藍(lán)線內(nèi)濱水消落帶區(qū)域基本無(wú)大型挺水植物種植，湖泊藍(lán)線至常水位線區(qū)域雜樹(shù)雜草叢生。通過(guò)地形測(cè)量可知，東大湖常水位線至水深0.5m 湖岸線區(qū)域整體約有0.5～20m 的適宜種植水生植物的區(qū)域，過(guò)窄區(qū)域岸坡坡度大，故不增加水生植物種植，僅在岸坡舒緩坡比小于1:3 的區(qū)域補(bǔ)充挺水植物。

東大湖濱水植物種植前需要對(duì)現(xiàn)狀濱水消落帶區(qū)域雜樹(shù)進(jìn)行清表除雜，植物無(wú)序過(guò)度生長(zhǎng)，無(wú)人管理及維護(hù)，植物枯枝落葉掉落水中反而會(huì)引起湖泊BOD5增加，且增大管理成本，故首先需對(duì)其清表除雜。植物配置方面，應(yīng)合理選用對(duì)總磷、BOD5、COD 消除效果較好的植物。根據(jù)李歡等人[1]對(duì)植物群落的研究可知，與單由挺（沉）水植物植物組成的群落相比，混合群落生長(zhǎng)和生態(tài)功能都具有一定的增強(qiáng)效應(yīng)。在所構(gòu)建的混合群落中，“狐尾藻+黑藻+雨久花+黃花鳶尾”群落、“黑藻+金魚藻+雨久花+野慈姑”群落和“黑藻+澤瀉+竹葉眼子菜+野慈姑”群落都表現(xiàn)出較高的水體總氮和總磷去除率。同時(shí)參照其他學(xué)者研究成果[2-3]可知，花葉蘆竹、蘆葦、美人蕉、香根草及風(fēng)車草等植物均對(duì)氮、磷有著極佳的去除效果。

參照東大湖原生植物物種，現(xiàn)狀靠近李家墩橋、白馬涇橋、混江湖橋的湖灣局部有菹草和穗花狐尾藻等植物分布，靠近白馬涇橋下有香蒲和水葫蘆混生分布，岸帶有蘆葦連續(xù)帶狀分布的原生植物背景。由于東大湖湖泊岸線長(zhǎng)，分段選用蘆葦、花葉蘆竹、黃花鳶尾、美人蕉及雨久花等植物作為優(yōu)勢(shì)種進(jìn)行布置，合理搭配與之相適應(yīng)的伴生種進(jìn)行組合搭配，增強(qiáng)植物的凈化效能。

挺水植物布置不滿布，考慮景觀特性，種植挺水植物的區(qū)域約控制在東大湖總體湖岸線的60%～70%，在植物配置搭配時(shí)應(yīng)注意植物的高度配比，植物種植區(qū)域的集中及分散開(kāi)合配比，不得出現(xiàn)過(guò)多高度較高的植株遮擋觀湖視線的情況，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀亮點(diǎn)片區(qū)工程已經(jīng)完成的植物配置，合理搭配，進(jìn)一步豐富金銀湖景觀美學(xué)特質(zhì)，展現(xiàn)植物種群群體美。

3.2 銀湖挺水植物設(shè)計(jì)

銀湖水質(zhì)為地表水V 類水質(zhì)，主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量（COD）、總磷、總氮、氨氮。銀湖聯(lián)通橋南側(cè)湖區(qū)90%以上的岸坡均已硬化，現(xiàn)狀生態(tài)駁岸主要分布于聯(lián)通橋以北湖區(qū)，常水位水深0.5m 以上，入水駁岸坡度較緩，適宜水生植物種植的湖濱平均寬度約為1.5m。銀湖北湖區(qū)現(xiàn)狀城市開(kāi)發(fā)程度高，現(xiàn)狀綠化條件較好，駁岸較為舒緩，為防止風(fēng)浪侵蝕駁岸，在銀湖岸線東側(cè)實(shí)施拋石護(hù)岸的工程措施，且局部放置了大塊石，無(wú)論從生態(tài)性或是觀賞性而言都極具特色。

現(xiàn)狀銀湖濱水區(qū)域，藍(lán)線以上駁岸區(qū)域已種植了部分挺水植物，主要濕生植物品種為花葉蘆竹、鳶尾、蒲葦?shù)?。本工程?duì)現(xiàn)狀駁岸植物不做破壞，在藍(lán)線以下區(qū)域適當(dāng)補(bǔ)種株高較矮，觀賞性較強(qiáng)的藨草、石菖蒲、雨久花等，按馬明海等人等人[4]的研究（2020）石菖蒲，對(duì)總氮及總磷的削減及去除均有較好的效果，與塊石搭配可以營(yíng)造極具意趣湖濱景觀。銀湖北部現(xiàn)狀綠化條件較好，且已有挺水植物種植，所以補(bǔ)充種植挺水植物的區(qū)域約控制在銀湖總體湖岸線的50%以內(nèi)。

3.3 下銀湖挺水植物設(shè)計(jì)

下銀湖湖泊現(xiàn)狀水質(zhì)為地表水V 類水質(zhì)，主要超標(biāo)因子為主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量（COD）。下銀湖均為生態(tài)駁岸，駁岸坡度較緩，有較好的水生植物種植條件?，F(xiàn)狀濱岸帶植被覆蓋度高，生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好。

針對(duì)COD 超標(biāo)的現(xiàn)狀，通過(guò)查閱文獻(xiàn)可知[5]，石菖蒲、香蒲、黃花鳶尾、水葫蘆、風(fēng)車草等植物對(duì)COD 的去除效果較好。按曾小梅等人[6]的研究，石菖蒲、黃花鳶尾對(duì)總氮、總磷、COD、BOD5的去除效果非常明顯，達(dá)到極顯著水平。

水葫蘆不易管養(yǎng)，且容易過(guò)度繁殖，在本工程中不作應(yīng)用。下銀湖湖濱主要考慮利用石菖蒲、黃花鳶尾及香蒲作為主要植物品種，局部補(bǔ)充美人蕉及花葉蘆竹這類稍高大的挺水植物形成視線焦點(diǎn)，豐富游覽意趣。在棧橋及步道周邊局部成小片種植香蒲或蘆葦、水蔥、千屈菜的植物組團(tuán)，增添現(xiàn)狀濱水景觀趣味性。

3.4 東銀湖挺水植物設(shè)計(jì)

東銀湖水質(zhì)為地表水劣V 類水質(zhì)，主要污染指標(biāo)為總磷。目前東銀湖南側(cè)岸線基本為固化駁岸，其余均為生態(tài)駁岸，生態(tài)駁岸濱岸帶植被蓋度較高，生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好。東銀湖東南側(cè)高爾夫俱樂(lè)部附近的駁岸局部垮塌，本工程中將利用生態(tài)模塊對(duì)其進(jìn)行邊坡改造，在其生態(tài)模塊內(nèi)種植除磷能力較強(qiáng)的千屈菜[7]。千屈菜枝條繁茂，花色艷麗，適宜遠(yuǎn)眺，通過(guò)集中組團(tuán)式種植可形成醒目的水面景觀效果。

東銀湖北側(cè)岸線為自然生態(tài)岸線，現(xiàn)狀綠化情況尚可，現(xiàn)狀駁岸已有挺水植物種植，主要品種為千屈菜、彩葉杞柳、花葉美人蕉、梭魚草、花葉蘆竹、黃菖蒲等，局部管養(yǎng)維護(hù)有所欠缺，千屈菜冬季地上枯萎枝干未收割處理。本項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)狀長(zhǎng)勢(shì)雜亂的雜樹(shù)做清雜處理，在濱水沿岸補(bǔ)充種植除磷效果好的千屈菜、水生美人蕉、雨久花等植物，對(duì)現(xiàn)狀挺水植物進(jìn)行一定補(bǔ)充。由于現(xiàn)狀駁岸入水區(qū)域過(guò)陡，不具備較好的浮水植物種植條件，故不考慮浮葉植物種植。

3.5 瀟湘海挺水植物設(shè)計(jì)

瀟湘海湖岸帶基本為生態(tài)駁岸，岸坡植被生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好。其主要污染指標(biāo)為總磷。入水駁岸較緩，常水位水深0.5m 以上，適宜水生植物種植的湖濱平均寬度約為2.0m。全線均有挺水植物種植條件。瀟湘海濱水植物配置主要考慮景觀性，利用本工程中多次使用的千屈菜、再力花、黃花鳶尾、菖蒲、雨久花等植物進(jìn)行組團(tuán)種植，合理構(gòu)建濱水植物群落，為瀟湘海構(gòu)建一道濱水植物屏障?，F(xiàn)狀瀟湘海整體綠化基礎(chǔ)條件較好，補(bǔ)充種植挺水植物的區(qū)域約控制在瀟湘?？傮w湖岸線的50%以內(nèi)。

4 濱水生境營(yíng)造思路

在濕地基底要營(yíng)建自然豐富的地形，保證一定水深要求和潮濕環(huán)境，基底除了松軟基質(zhì)外，還要設(shè)有枯木、巖石等堅(jiān)硬附著基質(zhì)。結(jié)合岸邊的挺水植物和草本植物，供魚類食用和提供筑巢材料，為其繁殖生息營(yíng)建遮蔽場(chǎng)所。

濕地魚類的棲息環(huán)境營(yíng)建要注意保護(hù)水質(zhì)，豐富水底環(huán)境，為魚類提供豐富的棲息空間?？梢栽谒追胖每菽救航M，一個(gè)枯木群組由5～8 跟胸徑16～20cm 的枯木組成，保留樹(shù)頭3～5 枝主干，長(zhǎng)度100～150cm；放置于湖底，松散布置營(yíng)造湖泊健康的底棲生境。在常水位線駁岸放置大塊石，石材則選可選用觀賞性較強(qiáng)的黃蠟石、黑英石等根據(jù)工程實(shí)際情況3～5 組成組團(tuán)布設(shè)，為魚類提供生息空間的同時(shí)結(jié)合植物造景，形成富有意趣的湖濱景觀。

5 結(jié)語(yǔ)

湖泊水生態(tài)系統(tǒng)中，挺水植物是十分重要組成部分，其存在及良好的生長(zhǎng)狀態(tài)，對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)具有極其重要的多重生態(tài)意義。挺水植物通過(guò)發(fā)達(dá)的根系向沉積物輸送氧氣，從而在根系附近造成厭氧和好氧區(qū)域共存，促進(jìn)氮的反硝化作用，有利于降低水體氮濃度；同時(shí)通過(guò)改善沉積物的性狀，抑制磷的釋放。

在植物配置過(guò)程中還應(yīng)依據(jù)湖泊現(xiàn)狀水深及植物生長(zhǎng)的水深要求，選用恰當(dāng)?shù)闹参镆员ＷC植物的存活及較好的生長(zhǎng)狀態(tài)，以發(fā)揮其最大的生態(tài)效能。水生植物的后期養(yǎng)護(hù)及收割也十分重要。通過(guò)根莖的吸收及轉(zhuǎn)化可以將湖泊水體內(nèi)的氮磷富集于其植物體內(nèi)，通過(guò)定期收割其莖葉可有效去除水體中的氮、磷含量。

本文主要從挺水植物的生態(tài)修復(fù)功能導(dǎo)向?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)，兼顧植物適地性及美觀性的考量，簡(jiǎn)要論述了筆者在武漢市金銀湖5 個(gè)子湖（東大湖、銀湖、下銀湖、東銀湖、瀟湘海）水質(zhì)鞏固提升工程中的一些設(shè)計(jì)思考，本工程暫未實(shí)施完成，其生態(tài)功能及效果還待工程實(shí)施完成后進(jìn)一步驗(yàn)證。湖濱消落帶的挺水植物配置只是湖泊水生態(tài)修復(fù)工程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，湖泊水生態(tài)修復(fù)仍是需要多個(gè)學(xué)科多個(gè)專業(yè)協(xié)同作業(yè)的系統(tǒng)性工程。