- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:由于污染压力的增加,乡村的水体正在逐步恶化,这主要体现在水质的污染、水生生物数量的减少以及景观美化效果的减弱等方面。为了维护乡村的生态环境环境,打造美丽的乡村水体景观,必须对受损的水体生态环境进行生态修复和景观营造。现阶段,各种常见的生态修复方法与水体景观处理都有其独特之处。我们根据水体不同的污染情况和不同水生植物的生态习性、景观及净化功能,通过试验、研究、设计和营造,以更好地实现水体生态修复和水体景观优化的协同效果。
关键词:乡村水体;生态修复;景观营造
引言:
目前,我国许多乡村都存在不同程度的水体污染问题,乡村的水体逐步走向富营养化和生态退化,具体表现为水质下降、水生生物数量减少和景观效果减弱等一系列问题。这种情况不仅对水体的生态结构和景观功能造成了影响,同时也给外来游客带来了不良的体验感。因此,运用水生植物的净水功能与景观效果来对乡村的水体进行生态恢复,营造美丽的乡村水体景观,已经变成了当前风景园林行业服务乡村建设的重要议题。
1 常见乡村水体污染现状
1.1 水体水质污染
乡村的水体经常受到如富营养化、有机污染和重金属污染等多种水质污染的影响。目前我国许多地区都存在着不同程度的水体污染问题。在这之中,富营养化的问题尤为明显,这主要体现在水资源中的营养盐,尤其是氮和磷的含量超标,导致了水华事件的频繁发生;有机污染主要是由于未经处理的生活污水排放;而重金属污染则主要来源于小型工业废水和乡村的雨水径流,包括地表水和地下水中总硬度超标以及硝酸盐氮过高,部分河流底泥酸化,水体透明度降低等。这些污染可能会引发水体的氧化还原电位降低、蓝藻水华以及藻类的大量增长等问题,这对水体的生态平衡造成了严重的威胁。
1.2 水生生物减少
水体的污染可能会引发水体中主导物种的变动,例如水生植物的数量减少或完全消失,以及对污染高度敏感的食藻动物和底栖动物的数量也会下降。外来的侵略性物种可能会占据上风,导致生物多样性的减少;加之人类活动和气候变化影响,全球淡水资源不断消耗,这些破坏了水资源的生物量金字塔结构,妨碍了物质的循环,最终导致了鱼类、水禽等高等水生动物的大量减少。
1.3 景观效果下降
水体的质量下降会直接体现在其颜色和透明度,会导致浮游生物数量增加和水华现象,从而大幅削减水体的观赏价值。与此同时,产生的难闻气味也对游客的体验带来不利的影响。
乡村的水体污染主要体现在三个方面:水质的恶化、生物量的减少以及景观效果的减弱。因此,有必要运用科学和系统化的修复方法,以改进水体的生态环境并美化水体景观。
2 水体生态修复技术
2.1 水生植物的净水功效
水生植物修复法是一种有效的生态环境技术,旨在模拟自然水体的自净功能,通过多种水生植物的特性来降低污染水体的环境污染浓度。这种方法不仅能有效净化水体,同时还丰富了水体景观、实现水体的生物多样性,促进生态平衡。水生植物在光合作用和营养物质吸收的过程中,能够吸附和降解水中的污染物,从而达到净化水质的目的。
通过合理点缀部分挺水植物和浮水植物,可以丰富水面景观,打造水下、水面立体景观(净化水体的植物与水体景观的设计示意图,见图1)。随着人们对水资源保护意识的增强,水生植物修复法作为一种科学的污染水体处理技术,越来越受到重视,为改善生态环境、提高水体景观效果和保障水资源的可持续利用提供了新的思路和方案(见图1)。
图1展示了净化水体的植物与水体景观的设计示意图
植物修复技术能够应对各种污染情况和不同水量规模的水体,其中常见的生态型净水植物主要根据其生长模式被分类为挺水、浮水和沉水等几种。
挺水植物指的是那些主要生长在水面部分的植物,它们对环境的变化具有很强的适应性和逆境抗性。这些植物能够通过其根系从水体底部的泥沼中吸收大量的营养元素,从而达到净化的效果。同时,它们还具有阻水功能,可以沉降水中的悬浮颗粒物。在植物团簇的搭配上,挺水植物与其他水生植物和生物群落具有很强的共生能力,可以共同用于不同类型的污水水质净化。较高观赏价值的大型挺水植物群体常见的包括水葱、芦苇、美人蕉和再力花等。
沉水类植物,如其名所示,大多数的生命周期都是在水中度过的。它们的根茎吸收营养和污染物的方式可以是浮与水中或扎根于水底的泥沼。但与挺水类植物不同的是,沉水植物整体上是完全沉浸式的,而且沉水植物的种类主要是淡水植物。由于水生植物具有较强的吸附能力和一定的降解性能,所以在处理污水方面有着巨大的潜力。浮叶型植物具有较短的根系,并在夏季快速生长。它们对高污染的水体环境具有出色的抗污染能力。浮叶型植物主要通过其根、茎和叶子来吸收污染物。浮叶型植物中最具有代表性的就是睡莲科植物。常见的植物包括睡莲和菱角等,这些植物对于富营养化的水体具有很好的净化效果。
2.2生态修复技术与景观营造
生态修复技术是将微生物、土壤和植物的组合使用整合在一起,通过整合各种技术对特定污染物的高效处理,并对其进行系统化管理,以实现全面的污染处理目标。通过采用拦截过滤和植物吸收技术,我们对受污染的水资源进行了净化,从而有效地限制了污染区域的进一步扩展。常见的生态恢复方法包括水生生物修复技术、生态浮岛修复技术、生态沟渠修复技术以及稳定塘修复技术等。不同的工艺和技术可以根据景观植物的净水功能与景观效果灵活组合运用,以满足生态修复与水体景观营造的需要,从而有效地提高污水处理的效率。
2.2.1 生态稳定塘修复技术与景观营造
生态稳定塘技术是一种针对污水进行二级深度处理的生态修复方法,它是基于氧化塘的原有功能进行优化和改进的。生态稳定塘利用景观植物对水体污染物的天然净化作用,通过景观植物的光合作用和太阳光线来处理天然或人造水塘。这些净化后的植物和水生生物能够去除水体中的多余有机物。污染物的释放方式是通过对水生植物的收割来带走。通过生态稳定塘的植物进行景观设计,可以实现滨水景观功能(生态稳定塘的植物景观布局和生态净化的示意图参见图2)。经过净化处理的污水可以被合理地用于再生水资源的利用,而被收割的净水植物也是一种优质的肥料。
图2展示了生态稳定塘的植物景观布局和生态净化的示意图
2.2.2 生态沟渠拦截技术与景观营造
生态沟渠的设计特性和其独特的生态系统属性,在传统沟渠功能的基础上进行了有益的优化,同时通过对生态沟渠进行植物景观布局设计,使其具备了生态净化的能力,并具有良好的景观效果(见图3)。对于那些拥有排水沟渠但尚未进行生态修复和改良的乡村地区,可以利用已有的排水沟渠进行生态修复工程的改造,并种植多种净水性植物,以形成生态拦截沟。目标是在保持原有排水功能的基础上,增强对排放污水中磷元素的拦截、吸附和进一步的吸收利用,以实现资源的再利用与水体景观的绿化美化效果。这样不仅可以净化水体的水质,还可以减轻整个流域的水资源污染负担。
图3生态沟渠植物景观布局和生态净化的示意图
2.2.3生态浮岛修复技术与景观营造
生态浮岛的形成主要依赖于香蒲、菖蒲、芦苇等净水植物根系对水中富营养化物质的吸收,以实现水资源水质的高效净化。同时,通过定期收割植物,污染物被带离水体,从而达到营造美丽的乡村水体景观与净化水体的目标(生态浮岛与水体景观效果示意图见图4)。它能在水体中随水流流动,并通过水生植物吸收水体内各种污染物而被去除。生态浮岛上漂浮的轻质生物床体是由高分子材料(例如纤维强化塑料等)制成的,用于植物栽培固定的基盘是用椰子树的纤维、鱼网等来固定基盘上的植物的。该技术具有结构简单,施工方便、成本低,景观效果好、维护管理容易等优点,适用于乡村生活污水处理工程。可以根据实际使用的水体,将多个生态浮岛根据各自的设计需求进行灵活的组合和拼接,以对水体中的各种污染物进行全面的吸收和处理。
图4展示了生态浮岛与水体景观效果示意图
2.3 生态修复组合工艺处理乡村污水
在传统的单一环境下,生物修复或生态恢复技术常常存在功能上的局限,特别是在面对复杂的多重污染问题时,很难实现最优的处理效果。因此需要探索新的技术手段来提高污水处理效率。生态修复组合技术可以将多种生态修复有效结合起来,形成一个整体的生态系统,从而达到高效净化水质目的,生态组合工艺在具体应用时可以结合各种水质指标要求及污染程度来确定各部分的配比比例,并注意到各个组分之间存在着相互制约关系,从而实现整体上的最佳效果。
在景观设计上,通过对多种净水景观植物进行搭配设计,以展现景观植物自然美、丰富的层次感和色彩的组合效果。这样做有助于恢复当地的水体景观与滨水景观带,增强了生物的多样性,并进一步强调了生态服务的价值。在选择生态修复技术的组合应用时,应综合考虑各个地区的地形、气候、植物净水功能与植物景观组合效果等多种因素。
4 结语
随着乡村经济的快速发展,水体的生态环境问题日益凸显,水质污染、生物量减少以及景观效果下降等现象严重影响了乡村的生态服务功能。这些问题不仅威胁到乡村的可持续发展,也影响了居民的生活质量。因此,开展水体的生态修复工作与营造美丽的水体景观显得尤为迫切。我们可以通过引入生态修复技术,恢复水体生态系统的多样性,提升水体自净能力;通过净水植物群落的构建,既可展现景观植物自然美,组建多姿多彩植物群落,又可对景观水进行生态修复,建设生态宜居环境。此外,优化乡村水体的管理和维护机制,建立长效运营模式,确保生态修复工作的持续性和水体景观美化效果的长久性也十分必要。
参考文献
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