爱尔斯微课堂|城市小微湿地景观植物配置技术初探

项目地建成后有水面670m²，储水量500m³。水源以引入中水为主，仅在每年雨季高峰时利用天然雨水和收集降雨径流补充蒸发失水。湿地水体东部设有溢水口、排水口，水位超过设计最高水位后经溢水口排入市政雨水管网。冬季，水自排水口排入市政雨水管网。北辰中心花园四周机动车道均有雨水排水系统，且绿地周边有高于机动车道的立道牙，故降落到机动车道的雨水不会进入花园绿地范围内。引入小微湿地的降雨径流主要来自地表坡度收集降落到绿地和花园内部园路上的雨水，同时还有一部分天然降水直接落入水体。

引入湿地的中水水质各污染物指标中，总氮（TN）铵氮（NH₃-N）浓度超过地表水Ⅴ类标准。天然降水及经过道路、绿地的降雨径流，水质指标达不到地表水V类标准。其污染物生化需氧量（BOD₅）、COD、TN、NH₃-N、总磷（TP）浓度超标，5种污染物浓度最大值分别为27.41mg/L、139.27mg/L、7.58mg/L、5.71mg/L、0.86mg/L，而硝态氮（NO₃-N）在有关标准中没有明确规定。因此，通过水生植物净化，提高小微湿地水质，对于保障湿地中水体质量、入渗到土壤深层和排入市政雨水管网的水的质量十分必要。

挺水植物。在人工湿地污水处理系统中，水生植物尤其是挺水植物对污水中污染物吸收净化起着十分重要的作用，选择适当的挺水植物是构建人工湿地和恢复重建自然湿地的关键。而芦苇首当其冲是优良的净化植物。综合周莉荫等人对芦苇净化作用的研究、孙瑞莲等人对8种挺水植物和袁杰等人对6种挺水植物的净化效果比较，选择对天然雨水、路面和绿地降雨径流各污染物净化效果好且适宜北京地区生长的6种挺水植物：芦苇、菖蒲、水葱、香蒲、千屈菜和水生鸢尾（见下表）。芦苇可有效去除水中的悬浮泥沙、NO₃-N和BOD₅，但对TN 的去除效果不显著。当HRT=5d、HRT=7d时，分别对COD、N、P有明显的去除作用，且水里停留时间越长，去除效果越好。当HRT=30d时，各植物对TN的去除率在95%以上，对TP的去除率在85%以上。挺水植物的种植覆盖率达到60%以上时，水生植物对水质的净化效果较为理想。水生鸢尾、千屈菜和香蒲的生物增长量高于其他植物，且具有较好的观赏价值。另有研究表明，季节和温度的变化影响植物的生长状态，进而影响植物的去污能力，在春夏季，芦苇对TN、NH₃-N的去除力最高；夏秋季，香蒲对TN、NH₃-N的去除力最高。

分析表中数据，6种北京市常见的挺水植物中对COD的去除效果最好的是菖蒲、水葱和水生鸢尾；对TN的去除效果最好的是香蒲、水生鸢尾和千屈菜；对NH₃-N的去除效果最好的是水生鸢尾、香蒲和千屈菜；对TP的去除效果最好的是水生鸢尾、芦苇和香蒲。芦苇和香蒲体型高大、挺拔，适合作背景植物，水生鸢尾和千屈菜花色艳丽，观赏效果好。

沉水植物。沉水植物对水体能起到很好的净化作用。第一，能够通过叶片和根系吸收、转化水体和底泥中的N、P以合成自身物质。第二，枝叶和植物分泌的助凝物能够吸附、沉降水体中的悬浮颗粒，根系可以减少底泥的再悬浮。第三，能增大水中的溶解氧，抑制藻类的生长，保证水质清澈。但是沉水植物也存在一定缺点，容易引起水底光照不足和缺氧，影响水生生态系统。

综合雷婷文等、张之浩等和谭凯婷等对常见沉水植物对水体净化作用的研究（见下表），确定净化效果好且适宜北京地区生长的6种挺水植物：苦草、金鱼藻、伊乐藻、狐尾藻、黑藻和菹草。苦草虽然生长快，但主要聚集在水底，且能抑制鱼类活动引起的沉积物再悬浮，因此，是很好的去除水体污染物的沉水植物。但水深对苦草生长有很大影响，120cm水深最适合其生长。同时，苦草、黑藻、狐尾藻对藻类的生长有很好的抑制作用。应该注意，沉水植物对COD的去除受温度影响较大，低温易造成植物死亡腐烂引起COD上升，需要定期收割。

结合表3数据，沉水植物种类对水质的净化效果差异较大。总体上，苦草、金鱼藻、狐尾藻对COD、TP、NH₃-N、TN的净化效果较好，综合去污能力较强。而狐尾藻、黑藻、菹草则仅对NH₃-N的净化效果较理想，去除效果较好。伊乐藻的繁殖能力过强，对其他植物有一定侵袭性，且直露水面，景观效果不好。

浮叶植物和漂浮植物。浮叶植物和漂浮植物繁殖速度快，生物量大，根系可以直接从水体中吸收污染物质，同时也能过滤与吸附悬浮颗粒。浮叶植物、漂浮植物对水体污染物的去除能力是挺水植物的3.15-5.64倍，睡莲也具有较好的污染物去除能力。但是浮叶植物的生物量主要集中在根系和水面的浮叶，而且浮叶过多会减少水底光照，影响沉水植物和水中微生物的生长，进而影响水体的生态系统平衡。因此，高覆盖度浮叶植物和漂浮植物对水生植物净化水质有负面影响。

维持小微湿地水质的净化水平。由于自然降水经由公园道路、绿地后，水质大幅度下降（表1）。为了保证水体水质，需要利用水生植物净化水体。按照地表水V类标准，经由公园道路和绿地的自然降水至少要去除53.49%-79.70%的TP、TN等污染物去除比例基本上在水生植物净化效率范围内。所以利用水生植物去除水体污染物是可行的。

小微湿地水生植物种类选择。基于以上分析，结合降雨径流中各污染物的理想去除率，确保能够去除以上污染物的植物种类的选择和配置应注意以下几点：①不同水生植物对不同水体污染物的去除率不同，应针对不同污染物的种类和浓度选用不同植物种类，以达到最佳效果；②水质净化以挺水植物和沉水植物为主，控制浮叶植物的用量；③充分利用沉水植物沉降水体中的悬浮颗粒，减少底泥的再悬浮；④注意不同水生植物间的抑制作用；⑤挺水植物的种植覆盖率应达到60%。

结合北京市降水径流水质和小微湿地维持水质的基本需求，设计选择本项目中起净化作用的水生植物。其中挺水植物6种：芦苇、菖蒲、水葱、香蒲、千屈菜、水生鸢尾；沉水植物5种：苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻、菹草；浮叶植物1种：睡莲。

同时，作为城市景观型小微湿地，考虑景观需求， 增加开花水生植物，如荷花、萍蓬草、荇菜等。

小微湿地周边岸带植物选择。岸带植物选择耐水湿植物，形态、色彩同水生植物相呼应。现状已有油松、元宝枫、樱花、海棠和各种开花灌木，丰富了水中倒影效果。由于水体周边绿地多有坡度以组织地表降雨径流，因而多种植草坪和地被，以降低径流速度，使泥沙和污染物得以充分沉淀。

本项目选择的地被植物有狼尾草、卡尔拂子茅、细叶茅、粉黛乱子草、马蔺、德国鸢尾、大花萱草，现状乔灌木下种植冷季型草坪。

水生植物种植密度的确定应该从生态、水质净化效果和观赏效果3个方面予以考虑。种植密度过小，景观效果不好，而且群落构建速度慢，植物在群体竞争中处于不利地位，容易导致其他水生植物和杂草的侵袭，进而改变各水生植物生物量比例，影响对污染物的去除效果。增加水生植物种植密度，可以增加单位面积的生物量，进而增加污染物净化效率。但是密度过大，不仅增加工程造价，而且生长空间不足，会造成植物枯死，枯死的植物茎叶不及时清理，在水中分解，其吸收的N、P又会回到水中，造成水体的二次污染。另外，挺水植物、浮叶植物种植过多，光照减少，影响沉水植物和水中动物的生长，破坏水生生态系统结构。过高的种植密度并不会带来明显的净化效果，因此在人工湿地中保持合理的种植密度，及时对过量水生植物进行收割显得非常重要。

植株蓬径过小或分蘖慢的水生植物可增加种植密度，植株蓬径过大或分蘖快的水生植物可减小种植密度。结合打造水生植物景观的设计和施工经验以及水质净化的需要，确定北辰中心花园小微湿地中水生植物的种植密度。

北辰中心花园小微湿地水生植物苗木设计表

水生植物配置要求。不同生态型水生植物的组合，形成复层立体结构，可以增加相同面积水域的生物量。因此，在构建人工湿地时应选择挺水、浮叶、沉水植物等多种湿地植物相结合的方式，增强人工湿地对污染物的净化效果。

不同水生植物净化优势不同，因此不同水生植物 组合比单一水生植物的净化效果要强，要针对水体不同污染物种类及污染物浓度选用不同的植物种类及其配置，以达到最佳效果，但应注意不同水生植物间的抑制作用。苦草和黑藻组合对水体中N、P的去除效果最好，菖蒲和狐尾藻组合对TN、BOD₅去除效果最佳，菖蒲和芦苇组合对TP、COD去除效果最佳，而狐尾藻生长过快，对芦苇和菖蒲的生长具有一定的抑制作用。

对于城市湿地，要突出景观效果。水生植物的搭配不仅要考虑净化效果和鸟类、鱼类、小型两栖类动物的栖息，还要考虑景观需求，体现观赏价值；应对植物的形态变化、高低错落、花期、花色进行合理搭配，并与岸边植物和周围环境相融合。

湿地水生植物景观分区及配置后景观效果。根据水面的大小和与周边环境关系，设置3个植物景观分区。

一区：假山叠水是该区的主要景观点，全区植物以菖蒲为优势种，沿岸线长70%范围内种植均宽约1.2m的菖蒲，假山两侧种植千屈菜、水葱，假山脚下景石交错处种植水生鸢尾，以开花挺水植物烘托叠水景观，形成视线焦点，假山北面视线最远处点缀少量芦苇，水底种植沉水植物狐尾藻、苦草、黑藻，尽量减少叠水跌落导致水底泥沙上浮。二区：本区水面宽阔，由于休息廊架和观景平台人流相对较多，减少挺水植物种植量，以开阔水面观赏为主，凸显廊架在水中的倒影景观。水面点缀荷花、睡莲、萍蓬草等少量开花植物，水底种植苦草、黑藻，廊架对岸沿水边以芦苇和香蒲条状种植作背景，前面种植水生鸢尾，同时休息平台转角处也种植水生鸢尾，消弱硬质驳岸带来的生硬感，水中生态岛上种植香蒲。三区：本区处于水体末端，有木栈道穿越水面。以高大的挺水植物芦苇和香蒲为主，覆盖率达到90%，和一区、二区开阔水面的植物景观形成开合对比。在视线可达处种植菖蒲、菹草，投放漂浮植物荇菜，丰富景观效果。

水生植物种植位置分区：岸边以成片种植的挺水植物为主，注意高低层次和植物形态的变化，以芦苇、香蒲、水葱等高大挺拔的植物作为背景，前面种植相对低矮的千屈菜、菖蒲、水生鸢尾等开花水生植物，丰富水面倒影。岛上种植相对茂密的香蒲，为小型两栖类动物提 供栖息地，同时借助岛屿分隔水面空间。结合水面大小，水面宽阔的地方种植相对低矮的开花浮水植物和沉水植物，水面狭小的地方仅种植沉水植物，避免过多遮挡视线，减小小微湿地因水面小影响景观效果的弊端。

小微湿地各区水生植物期望水质净化效果。北辰中心花园小微湿地设计种植可去除污染物的挺水植物6种、沉水植物5种、浮叶植物1种，结合各植物对某污染物的去除率和该植物在湿地中所占面积比例，计算出该植物对该污染物的预估去除率，所有植物对该种污染物的预估去除率相加，即得出本湿地中污染物的预估去除率。对比本文中第四张表，北辰中心花园小微湿地设计的水生植物对NH₃-N和TP的去除率远高于理想去除率，对COD的去除率略高于理想去除率，而对TN的去除效果不好。湿地中还有10%的面积未种植水生植物，在今后的养护中，可在控制挺水植物不再蔓延以保证观赏效果的同时，待沉水植物自行繁衍，长满水域后亦达到理想的污染物去除率。

扫描二维码关注我们