人工濕地的植物種植和后期維護管理
【導語】人工濕地系統水質凈化技術作為一種新型生態污水凈化處理方法,其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個人工濕地生態系統。當污水通過濕地系統時，其中的污染物質和營養物質被系統吸收或分..
人工濕地系統水質凈化技術作為一種新型生態污水凈化處理方法,其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個人工濕地生態系統。當污水通過濕地系統時，其中的污染物質和營養物質被系統吸收或分解，而使水質得到凈化。
人工濕地系統水質凈化的關鍵在于工藝的選擇和對植物的選擇及應用配置，因此，科學的選擇和配置水生植物對人工濕地系統和景觀的營建具有極其重要的意義。
一、水生植物概述
水生植物是指生長在水體、沼澤地的植物，包括草本和木本植物。 目前國內通用的分類方法是把水生植物分為4類:
（1）挺水植物。挺水植物是指莖葉挺出水面的水生植物，常見的有荷花、千屈菜、菖蒲、香蒲、黃菖蒲、燕子花、慈姑、蘆葦、燈心草、蒲葦等。
（2）浮葉植物。浮葉植物是指葉片浮在水面的水生植物，常見的有鳳眼蓮、王蓮、睡蓮、萍蓬草、芡實等。
（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，部分懸浮于水里，如滿江紅、水鱉、浮萍等。
（4）沉水植物。沉水植物的整個植株全部沒于水中，或僅有少許葉尖或花露于水面，如金魚藻、菹草、苦草、黑藻等。
二、水生植物在人工濕地中的作用
（1）水生植物的景觀功能
水生植物能夠給人一種清新、舒暢的感覺，它不僅可以觀色、聞香、還能賞姿，并欣賞映照在水中的倒影，令人浮想聯翩。荷葉青翠而潔凈，葉型如傘，大而美觀。荷花淡雅清香，氣質高貴。菖蒲是常綠水生觀葉植物，與碎石相配以增加景觀效果。蘆葦叢植于水邊，微風輕拂，嘩嘩作響，體現了動和靜集合。
（2）水生植物的生態功能
在人工濕地中水生植物的生態功能主要體現在對水質的凈化功能上：
①直吸收利用污水中可利用態的營養物質，吸附和富集重金屬和一些有毒有害物質；
②為根區好氧微生物輸送氧氣；
③增強和維持介質的水力傳輸。
水生植物除了可以改善水質外，還具有維護物種多樣性，改善氣候、凈化空氣、改善土壤等生態功能。
三、人工濕地植物的選用原則
（1）植物在具有良好的生態適應能力和生態營建功能管理簡單、方便是人工濕地生態污水處理工程的主要特點之一。若能篩選出凈化能力強、抗逆性相仿,而生長量較小的植物,將會減少管理上尤其是對植物體后處理上的許多麻煩。一般應選用當地或本地區天然濕地中存在的植物。
（2）植物具有很強的生命力和旺盛的生長勢
① 抗凍、抗熱能力
由于污水處理系統是全年連續運行的,故要求水生植物即使在惡劣的環境下也能基本正常生長,而那些對自然條件適應性較差或不能適應的植物都將直接影響凈化效果。
② 抗病蟲害能力
污水生態處理系統中的植物易滋生病蟲害,抗病蟲害能力直接關系到植物自身的生長與生存,也直接影響其在處理系統中的凈化效果。
③ 對周圍環境的適應能力
由于人工濕地中的植物根系要長期浸泡在水中和接觸濃度較高且變化較大的污染物,因此所選用的水生植物除了耐污能力要強外,對當地的氣候條件、土壤條件和周圍的動植物環境都要有很好的適應能力。
（3）所引種的植物必須具有較強的耐污染能力
水生植物對污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附著生長在根區表面及附近的微生物去除的,因此應選擇根系比較發達，對污水承受能力強的水生植物。
（4） 植物的年生長期長，最好是冬季半枯萎或常綠植物
人工濕地處理系統中常會出現因冬季植物枯萎死亡或生長休眠而導致功能下降的現象，因此，應著重選用常綠冬季生長旺盛的水生植物類型。
（5） 所選擇的植物將不對當地的生態環境構成隱患或威脅，具有生態安全性
所選植物根據當地氣候等現狀條件確定，其應用應用較成熟和廣泛，防止對本土植物形成生態威脅。
（6） 具有一定的經濟效益、文化價值、景觀效益和綜合利用價值
若所處理的污水不含有毒、有害成分，其綜合利用可從以下幾個方面考慮：①作飼料，一般選擇粗蛋白的含量>20%(干重)的水生植物；②作肥料,應考慮植物體含肥料有效成分較高，易分解；③生產沼氣,應考慮發酵、產氣植物的碳氮比，一般選用植物體的碳氮比為25～30.5/1；④工業或手工業原料，如蘆葦可以用來造紙，水蔥、燈心草、香蒲、莞草等都是編制草席的原料。
由于城鎮污水的處理系統一般都靠近城郊，同時面積較大，故美化景觀也是必須考慮的。然而在實際工作中，很多人工濕地的工藝設計者和建設者考慮得最多的是植物的獨有性和觀賞價值等表在因素，沒有考慮到栽種該植物后的植株生長效果、濕地的運行效果、生長表現以及對生態的安全性等，導致人工濕地在運行一段時間后功能驟降或運行費用劇增，最后導致系統癱費或閑置。
四、水生植物在人工濕地中的配置
水生植物在人工濕地中的配置不僅僅要考慮到它的景觀效果，同時還要考慮到它的生態效益，要形成生態良好的植物群落，才能真正的既達到污水處理的功效，又起到美化豐富水體景觀，維護生物多樣性的效果。
1．從景觀功能角度配置水生植物
（1） 水域寬闊處的水生植物配置
此配置應以營造水生植物群落景觀為主，主要考慮遠觀。植物配置注重整體大而連續的效果，主要以量取勝，給人一種壯觀的視角感受。如荷花群落、睡蓮群落、千屈菜群落或多種水生植物群落組合等。
（2） 水域面積較小處的水生植物配置
此配置主要考慮近觀，更注重植物單體的效果，對植物的姿態、色彩、高度有更高的要求，運用手法細膩，注重水面的鏡面作用，故水生植物配置時不宜過于擁擠，以免影響水中倒影及景觀透視線。配置時水面上的浮葉及漂浮植物與挺水植物的比例要保持恰當，一般
水生植物占水體面積的比例不宜超過1/3，否則易產生水體面積縮小的不良視角效果，更無倒影可言。水緣植物應間斷種植，留出大小不同的缺口，以供游人親水及隔岸觀景。
（3） 人工溪流的水生植物配置
人工溪流的寬度、深淺一般都比自然河流小，一眼即可見底，此類水體的寬窄、深淺是植物配置重點考慮的因素，一般應選擇株高較低的水生植物與之協調，且體量不宜過大，種類不宜過多，只起點綴作用。
2． 從生態功能角度配置水生植物
在人工濕地中配置水生植物，不能當作是在園林水景中配置，只把好看放在第一位，美觀代替一切的設計是不正確的，否則結果往往會適得其反，導致蚊蠅滋生，水生植物生長失控，水體發黑發臭等負面效應出現。在設計時，一定要以人工濕地的水質處理作為設計依據，模擬自然濕地生物生態群落系統，形成由"挺水植物—浮葉植物—漂浮植物—沉水植物"優化組合的良好生態群落，防止單一種群的侵害，同時也抑制了低等藻類植物的水體富營養化。
可以采用人工濕地植物塘床系統，人工濕地塘床系統中的大型水生植物群落是人工濕地生態系統的骨架,起著支撐系統的作用,同時還發揮著凈化、美化、綠化環境的作用。成都的活水公園便是一個成功的案例。
五、人工濕地的常用植物
1．常用植物及其特點、栽培管理
（1）花葉蘆竹科屬：禾本科，蘆竹屬。別名：斑葉蘆竹、彩葉蘆竹。
形態特征：多年生宿根草本植物。根部粗而多結。稈高1～3米，莖部粗壯近木質化。葉寬1～3.5厘米。圓錐花序長10～40厘米，小穗通常含4～7個小花，花序形似毛帚，葉互生，排成兩列，彎垂，具白色條紋。地上莖挺直，有間節，似竹。產地和生長習性：原產地中海一帶，國內已廣泛種植。通常生于河旁、池沼、湖邊，常大片生長形成蘆葦蕩。喜溫喜光，耐濕較耐寒。
栽培管理：非常粗放，可露地種植，生長期注意拔除雜草和保持濕度，無需特別養護。
繁殖方法：四周切成有4～5個芽一叢，然后移植。扦插可在春天將花葉蘆竹莖稈剪成20～30厘米一節，每個插穗都要有間節，扦入濕潤的泥土中，30天左右間節處會萌發白色嫩根，然后定植。
用途：主要用于背景材料，花序用作切花。
（2）再力花
別名：塔利亞，塔利亞屬。
分株繁殖，在微堿性的土壤中生長良好。水景建設中常用的有兩個種。
形態特征:多年生挺水草本。株高2m左右。葉卵狀披針形，淺灰藍色，邊緣紫色，長50cm，寬25cm。復總狀花序，花小，紫堇色，全株附有白粉。
產地與分布：原產于美國南部和墨西哥的熱帶植物。我國也有栽培。
生活習性：好溫暖水濕、陽光充足的氣候環境，不耐寒，入冬后地上部分逐漸枯死。以根莖在泥中越冬。
繁殖方式：以根莖繁殖。
栽培管理:初春，從母株上割下帶1～2個芽的根莖，栽入盆內，施足底肥，放進水池養護，待長出新株，移植于池中生長。
用途：點綴水面，觀賞。
（3）蘆葦
科屬：禾木科，蘆葦屬。別名：亦稱"蘆"、"葦"。
形態特征：植株高大，地下有發達的匍匐根狀莖。莖稈直立，稈高1～3米，節下常生白粉。葉鞘圓筒形，無毛或有細毛。葉舌有毛，葉片長線形或長披針形，排列成兩行。葉長15～45厘米，寬1～3．5厘米。圓錐花序分枝稠密，向斜伸展，花序長10～40cm。具長、粗壯的匍匐根狀莖，以根莖繁殖為主。
產地和生長習性：世界各地均有生長，在我國則廣布，其中以東北的遼河三角洲、松嫩平原、三江平原，內蒙古的呼倫貝爾和錫林郭勒草原，新疆的博斯騰湖、伊犁河谷及塔城額敏河谷，華北平原的白洋淀等葦區，是大面積蘆葦集中的分布地區。蘆葦生長于池沼、河岸、河溪邊多水地區，常形成葦塘，是經常見到的水邊植物。
栽培管理：生在淺水中或低濕地，新墾麥田或其他水田、旱田易受害。蘆葦具有橫走的根狀莖，在自然生境中，以根狀莖繁殖為主，根狀莖縱橫交錯形成網狀，甚至在水面上形成較厚的根狀莖層，人、畜可以在上面行走。根狀莖具有很強的生命力，能較長時間埋在地下，1米甚至1米以上的根狀莖，一旦條件適宜，仍可發育成新枝。也能以種子繁殖，種子可隨風傳播。對水分的適應幅度很寬，從土壤濕潤到長年積水，從水深幾厘米至1米以上，都能形成蘆葦群落。在水深20～50厘米，流速緩慢的河、湖，可形成高大的禾草群落，素有"禾草森林"之稱。
用途：桿可作造紙和人造棉，人造絲原料，也供織席，簾等用。根狀莖稱蘆根，中醫學上可入藥，功能清胃火，除肺熱。蘆葦有第二森林之稱，用途廣泛。蘆葦是上佳環保材料。不僅是重要建筑用材料，可編織各種席、筐、籃、炊具、漁具和手提包等，并且可打成箔，刮編為宮燈、四扇屏、大屏風等。蘆葦是我國造紙工業的主要原料，保護和發展蘆葦生產是造紙工業發展的需要。
（4）千屈菜
科屬：千屈菜科千屈菜屬。
別名：因其葉呈柳樹葉狀，又稱水柳、水枝柳和水枝錦。
形態特征：千屈菜為多年生挺水或寬披針形，葉全緣，無柄。地下根狀粗狀，木質化。地上莖直立，4棱。長穗狀花序頂生，多而小的花朵密生于葉狀苞腋中，花玫瑰紅或藍紫色，花期6～10月。同屬植物約27種，常見栽培的有光千屈菜，原產日本和朝鮮。全株光滑，莖細長，花紫紅色。大花桃紅千屈菜花穗大，桃紅色。毛葉千屈菜花穗大，全株被絨毛覆蓋。
產地和生長習性：千屈菜原產歐洲和亞洲暖溫帶暖及光照充足，通風好的環境，喜水濕，我國南北各地均有野生，多生長在沼澤地、水旁濕地和河邊、溝邊?，F各地廣泛栽培。比較耐寒，在我國南北各地均可露地越冬。在淺水中栽培長勢最好，也可旱地栽培。對土壤要求不嚴，在土質肥沃的塘泥基質中花艷，長勢強壯。
栽培管理：千屈菜生命力極強，管理也十分粗放，擇光照充足，通風良好的環境之二的肥沃塘泥，一盆栽五株即可。如要做成微型盆栽盆徑可選20厘米左右，生長期不斷打頂促使其矮化分蘗。生長期盆內保持有水。露地栽培按園林景觀設計要求，選擇淺水區和濕地種植，株行距30×30厘米。生長期要及時拔除雜草，保持水面清潔。為增強通風剪除部分過密過弱枝，及時剪除開敗的花穗，促進新花穗萌發。在通風良好光照充足的環境下，一般沒有病蟲害，在過于密植通風不暢時會有紅蜘蛛危害，可用一般殺蟲劑防除。冬季上凍前盆栽千屈菜要剪除枯枝，盆內保持濕潤。露地栽培不用保護可自然越冬。一般2～3年要分栽一次。
繁殖方法：千屈菜可用播種、扦插、分株等旺期6～8月進行，剪取嫩枝長7～10厘米，去掉基部三分之一的葉子插入無底洞裝有鮮塘泥的盆中，6～10天生根，極易成活。分株在早春或深秋進行，將母株整叢挖起，抖掉部分泥土，用快才切取數芽為一叢另行種植。
用途：千屈菜多用于水邊叢植和水池遍植，也觀賞。
（5）花菖蒲
科屬：鳶尾科鳶尾屬。別名：玉蟬花。
形態特征：多年生宿根挺水型花卉，長40～90厘米，線形，寬10～18厘米。葉中脈凸起，兩側脈較平整?；ㄝ阒绷⒉橛型嘶~1～3枚?；ù笾睆娇蛇_15厘米。外輪三片花瓣呈橢園形至倒卵形，中部有黃斑和紫紋，立瓣狹倒披針形?；ㄖ种θ龡l,花瓣狀,頂端二裂。蒴果長圓形,有棱,種皮褐黑色?；ㄆ?月下旬至5月下旬?；ㄉS富,有紅、白、紫、藍等色。以日本栽培最盛，己育出一百多個品種。同屬植物有溪蓀(I.sanguinea)產于我國東北、日本、朝鮮、俄羅斯?；ù?天藍色。自然生長于沼澤地、水邊和坡地。燕子花(I.laevigata)原產于我國東北、日本、朝鮮、俄羅斯，花大,藍紫色，葉明顯無中肋，較柔軟。黃菖蒲(I.pseudacorus)原產歐洲,我國各地常見栽培?；S色,喜水濕,在水畔及淺水中生長,也可旱栽。有斑葉、大花、重瓣等變種。西伯利血亞鳶尾(I.sibirica)原產歐洲，根狀莖粗狀,叢生性強?；ㄋ{紫色，喜濕，也耐旱，是沼澤地綠化和環境美化的優良材料。
產地和生長習性：產于我國東北、日本、朝鮮、俄羅斯。自然生長于水邊濕地。性喜溫暖濕潤,強健,耐寒性強,露地栽培時,地上莖葉不完全枯死。對土壤要求不嚴,以土質疏松肥沃生長良好。
栽培管理：栽植花菖蒲應選擇地勢低洼或淺水區,株行距為25×30厘米,栽植深度以土壤覆蓋植株根部為宜,栽植初期水盡量淺些,防止種苗漂浮,以利盡快扎根。生長期可用速效肥雨中撒施,水位應保持10厘米左右,不能浸沒整個植株。盆栽方式類似于千屈菜。常見的病蟲害有花腐病、白絹病、葉斑病可用波爾多液、代森鋅、多菌靈防治。一般2～3年分栽一次。
繁殖方法：花菖蒲可用播種和分株繁殖。播種分春播和秋播兩種,播種易產生變異,用于選育品種。分株可在春季、秋季和花后進行。
用途：花菖蒲花大而美麗，色彩也豐富，葉片青翠似劍，觀賞價值高。
（6）水蔥
科屬：莎草科藨草屬。別名：管子草、莞蒲、沖天草。
形態特征：多年生宿根挺水草本植物。株高1～2米，莖桿高大通直，很象我們食用的大蔥，但不能食用。桿呈圓柱狀，中空。根狀莖粗狀而匍匐,須根很多?；坑?～4個膜質管狀葉鞘,鞘長可達40厘米,最上面的一個葉鞘具葉片。線形葉片長2～11厘米。圓錐狀花序假側生，花序似頂生。苞片由稈頂延伸而成，多條輻射枝頂端，長達5厘米，橢圓形或卵形小穗單生或2～3個簇生于輻射枝頂端，長5～15毫米，寬2～4毫米，上有多數的花。鱗片為卵形頂端有小凹缺，中的伸出凹缺成短尖頭，邊緣有絨毛，背面兩側有斑點。具倒刺的下位剛毛6條呈棕褐 色，與小堅果等長；雄蕊3條，柱頭兩裂，略長于花柱。小堅果倒卵形，雙凸狀，長約2～3毫米?；ü?～9月。水蔥主要變種有南水蔥(Scirpus validus var. laeviglumis Tang et Wang)與原種的不同之處是鱗片上無銹色突起的小點?；ㄈ~水蔥(Scirpus validus cv.zebrinus)與原種的區別是圓柱形莖稈上有黃色環狀條斑,比原種更具觀賞價值。產地和生長習性：水蔥分布于我國東北、西北、西南各省。朝鮮、日本、澳洲、美洲也有分布?；ㄈ~水蔥主要產地是北美,現國內各地引種栽培較多。 水蔥喜歡生長在溫暖潮濕的環境中，需陽光。自然生長在池塘、湖泊邊的淺水處、稻田的水溝中。較耐寒在北方大部分地區地下根狀莖在水下可自然越冬。
栽培管理：與花菖蒲等相似,可露地種植，也可盆栽。水蔥生長較為粗放，沒有什么病蟲害。冬季上凍前剪除上部枯莖。生長期和休眠期都要保持土壤濕潤。每3～5年分栽一次。
繁殖方法：水蔥可用播種、分株方法繁殖。以分株繁殖為主。在初春將植株挖起用快刀切成若干塊,每塊帶3～5個莖塊芽。栽種初期宜淺水,以利提高水溫促進萌發。
用途：莖稈可作插花線條材料，也用作造紙或編織草席、草包材料。
（7）香蒲
科屬：香蒲科香蒲屬。別名：有蒲草、蒲菜。因燭狀，故又稱水燭。
形態特征：為多年生植株高1.4～2米,有的高達3米以上。根狀莖白色,長而橫生,節部處生許多須根,老根黃褐色。莖圓柱形,直立,質硬而中實。葉扁平帶狀,長達1米多,寬2～3厘米,光滑無毛?；砍书L鞘抱莖?；▎涡?肉穗狀花序頂生圓柱狀似蠟燭。雄花序生于上部,長10～30厘米,雌花序生于下部,與雄序等長或略長,兩者中間無間隔,緊密相聯。呈灰褐色?；ㄐ?無花被,有毛。雄花有雄蕊3枚， 花粉黃色,每4粒聚成塊，雌花無小苞片，子房線形，有柄,花柱單一。果序圓柱狀,褐色,堅果細小,具多數白毛。內含細小種子,橢圓形?；ㄆ?～7月,果期7～8月。同屬植物約18種，常見的有東方香蒲。普香蒲和達香蒲兩種雌雄花序不相接而離生,普香蒲植株大。
產地和生長習性：廣泛分布于全國各地。生于池塘、河灘片生長。對土壤要求不嚴，以含豐富有機質的塘泥最好，較耐寒。
栽培管理：栽植香蒲的地方應陽光充足，通風透光，管理較粗放。
繁殖方法：可用播種和分株繁殖，一般用分株繁殖。分株可在初春把老株挖起,用快刀切成干叢,每叢帶若干個小芽作為繁殖材料。盆栽或露地種植。一般3---5年要重新種植,防止根系老化,發棵不旺。用途：蒲棒常用于切花材料。全株是造紙的好原料。葉稱蒲草可用于編織,花粉可入藥稱蒲黃。蒲棒蘸油或不蘸油用以照明，雌花序上的毛稱蒲絨，?？勺髡硇?。嫩芽稱蒲菜，其味鮮美，可食用,為有名的水生蔬菜。
六、人工濕地的日常維護和管理
人工濕地植物栽種初期的管理及日常維護，主要注意以下幾個方面：
（1）植物栽種初期的管理
人工濕地植物栽種初期的管理主要是保證其成活率，濕地植物栽種最好在春季，植物容易成活。如果不是在春季，如冬季應做好防凍措施，如在夏季應做好遮陽防曬?？傊鶕嶋H情況采取措施確保栽種的植物能成活。
（2）控水
植物栽種初期為了使植物的根扎得比較深，需要通過控制濕地的水位，促使植物根莖向下生長。
（3）及時收割植物
人工濕地植物一般生長較快，根據不同的植物類型，在其生長茂盛、成熟后應對植物進行及時收割，并處理和利用。
一般的植物收割時間為上半年的3～5月份和下半年的9～11月份。
（3） 做好日常護理
防止濕地內其它雜草滋生，對已生長的雜草應及時清除；需及時清除植物的枯枝落葉，以防止腐爛等污染。
（4）暴風雨后的維護
暴風雨后，濕地床上植物發生歪倒，要及時扶培，排除積水。
（5）冬季對植物的處理
對不耐寒的植物在冬季來臨之前要做好防凍措施或及時收割掉，降低負荷。
