浅流河道植物群落构建新技术研究与应用

浅流河道植物群落构建新技术研究与应用

杨映光

昆明市黑龙潭公园

摘要：本研究是针对浅流河道生态恢复工作中出现的问题，从浅流河道植物物种选择、植物群落构建两个方面进行研究，形成了适合浅流河道生态恢复工程应用的植物固定种植新技术，并形成了“水生植物种植架”、“水生植物繁殖箱”、“水草栽植繁殖箱专用水生植物栽植基质 ”三项新技术。该新技术为今后浅流河道的生态恢复及后期管理维护提供了技术支撑。

关键词：浅流河道 水生植物群落构建 新技术

前 言

浅流河道是目前我国城乡水治理中常见的河道类型，这类河道具有水深度与水流量、流速变化大的特点，一般情况下呈现水质不稳定，水浅、水流量和流速低的状态，有时甚至无水，但也会出现水深且水流量高、流速高的情况。在这样的河道中进行生态恢复难度大，生物群脆弱，极易因河道变化的水流量和流速影响而变化，甚至因此彻底毁掉。在生物群落中，首当其冲的是植物群落的丧失，随着而丧失的是依赖于植物而生存的动物、微生物。本研究就是基于构建浅流河道水生植物群落面临的问题，进行的水生植物种植技术研究。

1. 浅流河道水生植物群落构建的难题与出现问题的讨论与研究。

1.1.浅流河道水生植物群落构建的难题与出现问题的讨论

通过在受污染的城市浅流河道和河道景观中种植水生植物进行水环境生态修复，达到到净化水质和提升景观的目的，是我国目前水质净化、水生态建设常用的技术方法。然而，目前采用的这项技术措施，存在一定的缺陷，达不到建设预期效果，而备受议论，甚至出现了在河道建设中拒绝植物群落构建的河道工程。研究人员认为，河道生态恢复不能没有植物的参与，河道景观元素中也不能没有植物这一重要的元素。针对传统工艺和技术，研究人员分析了浅流河道水生植物群落构建的难题与出现问题：

1.1.1.施工的技术问题

目前浅流河道一般都把河床设计成硬质的，这样就使植物的栽植工作无法进行。因此，在河道设计与施工时，一般都要围埂、围塘，并在其中填栽培基质，这样才能解决满足植物种植的基本条件的问题。这就产生了建设成本增加，河道有限空间被挤占的问题。

1.1.2.河道行洪功能不能正常发挥，水质污染问题

由于目前应用的植物物种选择不当，生产了河道行洪功能受影响，甚至大量产生由于植物生长量过大，植物活体和残体堵塞河道的问题，同时还产生了水体污染的后果。

1.1.3.河道与景观维护问题

河道植物体不及时清里、收割会产生以上问题，如果进行及时清理和收割，必将产生清理、收割的技术操作问题与成本不可控的问题。在实际操作中会因为清理、收割操作产生植物群落演替不可控、景观质量差、河道空间被植物挤占问题。随之而来的是更多维护工作量、资金成本的剧增、清里和收割出来的植物残体需要大量堆放场地、运输处理成本增加等问题，放弃河道维护工作。

研究人员认为，如果不解决以上问题，浅流河道的生态恢复问题就不可能解决，必然导致没有生机的死河道大量出现在城市中，这样的结果是我们所不能接受的。

如何做到在恢复浅流河道生态的同时，既不影响河道行洪功能、不污染河流水质又能营造优美水体景观，同时便于河道维护、维护成本低。我们从浅流河道水生植物群落构建研究和浅流河道植物固定种植技术研发两方面进行研究，形成研究成果如下。

1.2.浅流河道水生植物群落构建研究成果。

1.2.1.潜流河道植物物种选择的标准

通过对潜流河道的特性分析，以及对植物对水质的生物净化、潜流河道植物景观、潜流河道景观维护等要求，研究人员制定了浅流河道植物选择的标准。

1.2.1.1.生物学习性：

对水质不敏感，抗逆性强，病虫害少，不会分泌对其他生物生长有害的物质；多年生常绿或者没有明显休眠期草本植物；须根发达，在根系受损伤时能尽快回复；生长期对营养元素要求不高，生长势不强，年生物量不高；既能长期生活在水中，又能耐一定时间的干旱。植物残体容易随着水的流动而流走，同时不会因为在水中浸泡而产生黑臭物质。

1.2.1.2.体量株形：植物株体矮小（高30-60厘米），草丛蓬头紧凑。

1.2.1.3.植物形态：株体外形优美；叶茎细而散生。

1.2.1.4.栽培繁殖：分蘖能力强，繁殖方式多样、繁殖容易。

1.2.2.潜流河道植物群落构建原则

群落外貌达到潜流河道设计景观要求，同时与周边环境协调。

群落构建植物物种数量适当丰富，涵养动物和微生物，以便形成完整食物链。

植物物种之间共生性良好。

植物群落不会影响河道行洪功能，同时也会在行洪进行进行自然更新。

1.3.浅流河道植物固定种植新技术

1.3.1.应用水生植物种植架在河床中种植植物，本技术的核心内容是在进行河道植物种植前，先将所种植物，预先种植在这种填有基质的种植架内，该固定架盆体结构，盆壁为网状结构，盆体底部开设有透水孔，盆体中填充有水生植物生长基质，固定架下部设有固定脚。然后在种植时，将种有植物的种植架，按照设计放置到位即可。

1.3.2.应用水生植物繁殖箱将要栽植的植物，提前种植在该箱体内。该繁殖箱为箱体结构，四面箱壁均为网格状结构，箱体外壁上设有拉环，箱体中填充栽培基质；箱体上部有交错设置的种植口，植物栽培基质分为三层。箱体侧设有拉环至少为两个。在进行河道植物种植时，将已经种植好植物的水生植物繁殖箱，按设计放置在河道中即可。

1.3.3.浅流河道植物固定种植新技术的优点

1.3.3.1.操作方便、种植效率高、成活率高、便于管理

水草繁殖与栽植一直是水景观与湿地建设中最难操作的技术环节，传统的水草繁殖与栽植是两个绝对相隔离的技术操作环节。然而，在实际操作中水草从繁殖地或者繁殖容器取出后在进行栽植，会产生对水草的损伤或者死亡损耗而造成浪费。在进行水草的栽植技术环节中由于水草形态与生物学习性的特点，使得栽植操作难度大、成本高、成活率低、效率低，同时受水体环境的影响栽植操作受到很大限制；另一方面，水草在生长一定时间后，会产生植株密度过大的现象，这时就要对过密的水草进行疏剪，否则会影响水体的水环境与水景观变化。在水草栽植后，由于水草的生长特性，使得水草的养护管理成为水景观维护中最难操作的环节。

该新技术就针对以上问题，将繁殖与栽植集中在一个载体上，同时也将繁殖与栽植操作集中在一个操作步骤中，既解决繁殖取苗的问题，又解决栽植操作问题。实现了繁殖与栽植一体化，最大程度降低繁殖与栽植的技术难度，降低成本，减少浪费，节约繁殖场地。实现了苗木繁殖与苗木栽植一体化和同空间和同时间进行，大量节约了水生植物苗木繁殖与工程施工操作的成本，提高了效率。

1.3.3.1.为植物提供生长的基本条件，不容易被水流冲植株根茎及其以下部分。

由于不同水环境营造的适生环境不同，在不同的水体中种植水生植物的差异性较大。如在缺乏营养元素的水体中种植水生植物，因为营养元素的缺失，水生植物很难正常生长；又如在水流比较急的水体中种植水生植物，水生植物容易被水流冲走。

与现有技术相比，该实用新技术操作简单、工程施工程序合理、实用方便等特点。由于箱体中填充有水生植物栽培基质，可以满足水生植物对营养元素的需求；由于箱壁为网格状结构，保证植物对水分的需求的同时还保证了基质和水生植物不会被水流冲散；箱体外壁上设有拉环，保证了水草繁殖箱在繁殖水草过程中可以通过拉环轻松手动，便于管理养护；实现水生植物种植和繁殖的同时，也可解决运输的问题。

2.针对浅流河道水生植物群落构建的新技术应用

使用该新技术要按照以下工序进行

2.1. 针对河道水质变化、水流、水量变化，河道功能满足、景观设计、河道维护成本核算与技术分析等选择栽植的植物物种。

2.2.在选择的植物物种中，进行植物群落构建，植物群落构建时，除了要满足景观设计，更重要的是要让植物群落成为涵养其他生物的基础，达到构成设计预期的食物链，形成预期生态群的目的。

2.3.在苗圃中将植物在水生植物种植架和水生植物繁殖箱进行定量培植，当培植的植物达到设计标准时，即可运送到栽植地。

2.4.在栽植地，按设计要求，将种植架和繁殖箱放置好，整个河道植物栽植工作即告结束。

3. 浅流河道水生植物群落构建新技术研究应用的优点

3.1节约时间成本和资金成本

由于该新技术运用的是繁殖与栽植一体栽植技术，在保证成活率的同时，将植物繁殖与栽培的速度缩短了一倍，几乎没有恢复期或者仅需要很短的恢复期，这就有效避免了因为植物死亡而带来补种的损失，这就大大提高了施工的效率，缩减了施工的时间，节约了施工时间。将繁殖与栽培集成在一个工艺过程中，有效的缩减了栽培这道工序，从而节约了工程的施工资金成本。

3.2提高了植物群落的适应性和稳定性

由于是根据浅流河道的基底、环境与水深深度，进行植物的选择与配置，同时，采用的是已经生长稳定的植物群落，因此植物群落的适应性和稳定性就有了极大的提高。

3.3减低了工程施工的难度，很好的解决了因为季节而不能进行施工操作的难题。

该新技术将植物繁殖栽培这项要求技术高的工序放在施工场地外条件良好的环境中进行，既不受工程工作面是否打开、环境是否有保障、季节是否合适、工期是否满足等因素影响，在准备好植物材料后，在任何时候、任何季节、任何环境的前提下，由一般技术工人就可操作完成，并且达到质量要求。

3.4有效节约的空间，不影响河流基底。

由于该技术是放置式的栽培方式，适用任何河流的结构和基底，可以有效节约河流河道的空间，同时不影响河道基底。

3.5降低河道的植物群落管理难度，提高河流功能。

由于采用的模块化栽植技术，每一个模块都是时一个独立个体，每个个体既可以按需组合，又可以按需分离，因此在植物群落太密集时可以进行间疏，在植物群落密度不理想时可以补置，以达到理想的密度，使植物群落的生态功能正常发挥。

附件：

图1水生植物繁殖箱

图2水生植物种植架

参考文献：

【1】《河道生态建设——植物措施应用技术》 韩玉玲 岳春雷 叶碎高等著 中国水利水电出版社 2009

【2】《水生植物与水体生态修复》吴振斌等著 科学出版社 2011