我国东北地区人工湿地建设中水生植物栽植技术研究与应用

我国东北地区人工湿地 建设中水生植物栽植技术研究与应用张 成(辽宁省水利水电勘测设计研究院环境水保分院辽宁沈阳 110006)摘要：通过对我国东北、华北地区水环境生态建设工程的现状调查，结合石佛寺水库库区地形、地貌、气象、土壤、 水质、水流等诸多因素，进行综合分析探讨研究。通过汲取实际经验，利用水生植物的生态习性、生长适宜性及生 物机理净化功能等，在软工程 (基质 )措施的基础上实施生态建设方案，形成人工修复型生态建设逐步过渡转变为自 然可持续型生态湿地。关键词：平原水库；人工湿地；水生植物；研究与应用；效益分析1引言党的十八大关于加强生态文明建设的重要精神中明确指出，加快推进水生态文明建设工作。水 是生命之源、生产之要、生态之基，水生态文明是生态文明的重要组成和基础保障。随着社会经济 发展和水环境不断变化，水质污染、水土流失、生物多样性锐减等水生态问题日益突出，人类对生 态环境不断改善的需求日益迫切。在科学发展观和可持续发展的治水理念指导下，水域生态建设已 成为现代环境水利的重要内容。近年来，围绕水生态建设和保护的理念及实践取得突破性进展，我 省也在该领域进行了积极探索和实施，并且取得了良好成果。辽河石佛寺水库是辽河干流唯一的一座控制性工程，属河道型平原水库。坝址位于沈阳市新城 子区黄家乡和法库县依牛堡乡境内，距沈阳市47kin。水库在满足防洪任务的同时，也肩负着区域 供水、生态景观等重要任务。近些年随着震兴我国东北老工业经济建设及历史遗留问题等；因此， 辽河流域遭受较为严重的水污染，已被列人国家重点治理的 “三河、三湖 ”中。为此，省委、省政 府对辽河流域水污染防治工作高度重视，明确提出要搞好河流、湖库的水生态建设，实现辽河水清、 草绿、林茂总体目标。为此库区实施全面的生态建设工程，不仅可以净化河流水质，防治水土流失， 还可以改善区域小气候，增加空气湿度，起到降尘及净化空气的作用；同时，为各种野生动、植物 提供良好的生存空间，尤其为鱼类提供了更加广阔的水域，在鱼类的数量大幅度增加的同时，为涉 禽提供丰富的食物来源，会吸引更多种类和数量的涉禽栖息繁衍，动、植物种类的逐渐丰富以及水 面面积的增加，使湿地区域成为观光、休闲、度假的理想场所，使整个区域生态环境质量良性循环 发展。石佛寺水库生态建设工程设计充分考虑人工型湿地的建设和水生植物的栽植与区域地形、形 貌、土壤、气象等因素进行综合分析研究，在构思总体布局和栽植措施及水生植物种类的选择上， 本着人与自然和谐的理念，既起到净化水质、改善生态的作用，又考虑景观和美化相结合，并达到 生态功能多样化、生态效益可持续化的目标。本生态工程实施总面积 1308 02hm2，其中水生植物栽植芦苇 395 32hm2、蒲草 29 Olhm2、荷花267 00 hm2，陆生植物乔、灌木栽植 185 43 hm2，牧草撒播 431 26 hm2。2工程实施的条件58(1)省政府、省水利厅、沈阳市政府及沈北新区政府等各级政府的大力支持； (2)充分利用 2009年 3月份完成的石佛寺水库蓄水试验应急防护工程 (土建部分工程 )o3设计总体原则(1)因地制宜，设计植物配置实施方案； (2)控制适宜水深区域栽植水生植物 (利用水库蓄水水位 46 2m)； (3)充分利用现有资源条件，构建结构合理、效果显注的生态景观体系；(4)生物措施与软工程 (基质 )措施相结合； (5)植物布置要有利于自然生态系统的可持续发展，即尊重自然、恢复自然的理念； (6)依靠科技，注重实效，尽量节省工程投资。4设计目标(1)本生态建设工程将成为辽河上生态改造新示范工程和新亮点；(2)栽植691 km2的水生植物，大大提高水体自净功能，改善辽河水质，成为鱼类、野生动物 的理想休闲家园；并实现水清草绿花美的自然生态景观。5设计要点 (水生植物栽植研究 ) 根据水库正常蓄水位高程确定为 46 2m(运行调度控制水位 )，同时结合水生植物的栽植特性和生长特性及对水质净化机理。确定芦苇、蒲草种植高程确定为 45 8。 46 Om，同时考虑荷花生长季节 和安全过冬适宜水深 0 8 1 2m；因此，确定荷花栽植高程为 45 0-45 4m。根据芦苇、蒲草、荷花 生长习性 (根茎分蘖繁殖 )及栽植季节等因素进行综合分析及实验研究，准保高成活率均采用根茎栽 植方式。5 1芦苇、蒲草栽植的可行性研究5 1 1栽植条件研究与分析 (1)根据芦苇、蒲草生态习性及调研，在我省各地区、各流域河道岸滩及盘锦苇场均有大范围乡土水生植物繁殖生长。(2)芦苇、蒲草栽植对水质环境和土壤环境要求不高，在pH值3578的水质环境中均可生 长；库区土壤类型均适宜芦苇、蒲草长生长。(4)水库正常蓄水位高程为 46 2m，根据芦苇、蒲草适宜生长水深为 O 2。 0 4m区域；因此，确 定芦苇、蒲草栽植高程为 45 8 46 Om。5 1 2品种选择根据芦苇、蒲草生态习性，并结合石佛寺地区气象、水质、土壤等条件，选择本省内乡土并适宜生长的品种。芦苇选择白皮芦、丝毛芦等，蒲草选择有昌蒲、香蒲等。5 1 3植物密度栽植密度 3335。 4666个根茎亩，每棵根茎要求不少于 3棵芽苗。5 1 4种植时间气温持续在 8。 C以上时才可栽植，沈阳地区一般 4月上旬。 5月上旬种植较为适宜。 5 1 5栽植施工方法首先进行整地、耙地，根茎采取平行插植方式并复土约08m，同时注意根茎的芽尖要倾斜于 上方。水位可控制条件下可采用退水栽植较为节省人力和物办。5 2荷花栽植的可行性研究5 2 1栽植条件研究与分析 (1)根据荷花生态习性研究及实地考察在我国东北大部分地区均有人工种植。 (2)荷花最适宜种植在pH值为6572的水质环境中，但荷花在高盐碱性水土中仍可表现出59极强的耐盐碱性。根据石佛寺水库水质监测结果，库区各断面水质pH值为799856，其略高于 荷花最适宜种植水质 pH值条件范围，但对荷花生长影响不会太大。(3)适宜荷花生长的基质为富含有机质的湖土、园土、稻土，根据库区土壤主要分布类型及土 壤分析报告，库区内土壤较适宜荷花种植。(4)水库正常蓄水位高程为 46 2m，芦苇、蒲草种植高程为 45 9m，同时考虑荷花生长季节适宜 水深 0 8。 1 2m，冬季要求种藕位于冰冻层以下；因此，利用水库调度调节水位，保证水深，并保 持土壤湿润，安全过冬。5 2 2品种选择根据荷花的生态习性，结合石佛寺地区气象、水质、土壤等条件确定栽植品种。选择花大色艳、 开花茂密的品种，如 “西湖红莲 ”、 “白干叶 ”、 “红千叶 ”、 “明星 ”等。5 2-3植物密度考虑本生态工程为栽植研究阶段，第一年实施方案 667个根茎庙；第二年实施方案 222个根茎，亩。要求每个根茎 3 4芽。5 2 4种植时间气温持续在 13。 C以上时才可栽植荷花，沈阳地区一般 4月上旬。 5月上旬种植较为适宜。5 2 5根茎预处理荷花根茎种植前进行预处理，即将根茎先植于装有混合土 (壤土和生根粉充分混合 )的草袋中 央，将草袋用草绳绑扎。之后存放于阴凉处，用草帘覆盖喷水保持湿度，待在水中种植。预处理完 成的荷花根茎不易超过2天存放；并在草袋上标记藕芽的方位。壤土配比：壤土 90、农家肥 10。 壤土装置规格： 0 3m*O 2m*O 2m。526栽植施工方法用预处理好的荷花根茎在规划种植区内进行有水种植，种植时水深控制在 0 30 5m范围。把 预处理好的根茎放入水中，同时注意根茎的芽尖要倾斜于上方，并把草袋放入库底土壤中，使其全 部接触及放稳放实，禁止被水流冲动。6效益分析6 1基础效益生态建设工程实施后，对改善石佛寺水库的水质起到积极作用，特别是芦苇、蒲草等水生生物， 吸附水库中氮、磷等污染物质，净化水库水质。6 2社会效益生态建设工程实施后，使自然景观得到了最大程度的改善，为水库区的旅游业开发创造了良好 条件。6 3生态效益生态建设工程实施后，增加了水土保持功能，减少了坡面径流，改善了区域小气候，提高了植 被覆盖率，促进生态系统向良性发展，同时也为野生动物、鱼类、禽类等提供了一个良好的生存空 间。使辽河石佛寺水库成为一个规范化的生态系统基地。7结语通过对根茎栽植研究及3年生长繁殖情况的综合分析及总结，石佛寺水库人工型湿地水生植物 工程的实施取得了一定的生态效益。从而改善区域自然气候条件，净化水质，增加库区及周边的空 气湿度，起到降尘及净化空气的作用，滋润了周边的小气候；改善区域生态环境，为各种动、植物 提供优益的生存空间。使整个区域生态环境质量良性可持续发展。参考文献：【1】 石佛寺库蓄水试验应急防护工程报告【2】 石佛寺水库库区生态建设荷花种植工程实施方案报告【3】 辽河石佛寺水库库区生态建设工程获 2010年度优秀工程 (水利工程类 )中报材料