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城市景觀水體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)及構(gòu)建要點(diǎn)淺析
2024年03月15日
城市景觀水體主要包括人工湖、池塘、流經(jīng)城區(qū)的河流以及護(hù)城河等。城市景觀水體對(duì)城市整體景觀的營(yíng)造及局部小氣候的形成均有良好的改善效果。
水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與構(gòu)建技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于城市生活污水處理、農(nóng)村生活污水處理、公園住宅區(qū)景觀水體處理和城市生態(tài)河道建設(shè)等方面。該技術(shù)不僅有利于改善水環(huán)境,增強(qiáng)城市水生態(tài)系統(tǒng)活力,同時(shí)還有助于保護(hù)城市水環(huán)境和生物多樣性。本期首先介紹景觀水體特點(diǎn)與水生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。
一、水體特點(diǎn)
由于城市景觀水體本身的局限性和設(shè)計(jì)上的欠缺,城市景觀水體往往會(huì)由于水質(zhì)的不斷惡化形成適得其反的景觀效果。城市景觀水體具有以下特點(diǎn):
1、水體封閉或半封閉
城市景觀水體大部分為人工開(kāi)挖或是在原有水池的基礎(chǔ)上改造完成的,水體建成后與周邊水系往往很難形成自然連接,部分城市景觀水體需要人工抽水才能完成補(bǔ)水。
2、水域面積較小
城市景觀水體一般建設(shè)在城市建成區(qū)的中心地帶,受用地規(guī)模的限制,城市景觀水體很難有大的水域面積。
3、污染物“易進(jìn)難出”
城市景觀水體一般建設(shè)地勢(shì)較低,且周邊多為居民區(qū),人口密度大,受降雨等其他因素的影響,周邊地表的面源污染物很容易匯集到城市景觀水體中。而由于城市景觀水體與周邊水系的連接較少,致其產(chǎn)生的污染物難以排出。
4、生態(tài)系統(tǒng)脆弱,水質(zhì)凈化能力差
因?yàn)槌鞘芯坝^水體在設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要功能是營(yíng)造景觀效果,從而導(dǎo)致城市水景內(nèi)部有很多人為改造痕跡,嚴(yán)重威脅到水體內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)的形成和完善,從根本上降低了水體的自凈能力。
二、目標(biāo)分析
一個(gè)完整的水體生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)包含種類和數(shù)量恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者,包括水生植物、魚(yú)、蝦、貝類等水生動(dòng)物以及種類和數(shù)量眾多的微生物。
城市景觀水體的生態(tài)修復(fù)應(yīng)側(cè)重于資源結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù),構(gòu)建一個(gè)健全的生態(tài)系統(tǒng),從而使生態(tài)系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性和持續(xù)性。通過(guò)現(xiàn)代生態(tài)技術(shù)手段修復(fù)形成一個(gè)穩(wěn)定、健康的水生態(tài)系統(tǒng)須具有以下特征:
1、水質(zhì)凈化
城市景觀水體的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)后應(yīng)實(shí)現(xiàn)水體的自凈能力總體提升的效果,不僅能有效控制水體自身內(nèi)源污染的釋放,還能大幅減少外部污染的沖擊,維持整個(gè)水體的水環(huán)境質(zhì)量。
2、生物多樣性
城市景觀水生態(tài)的植物群落應(yīng)該是由喬、灌、草配置而成,植物搭配應(yīng)符合當(dāng)?shù)靥厣⒔咏匀蝗郝?;?dòng)物群落應(yīng)包括鳥(niǎo)類、魚(yú)類、兩棲類、底棲動(dòng)物和浮游動(dòng)物,動(dòng)物種類應(yīng)能支撐整個(gè)食物鏈的良性循環(huán),整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)具有較高的生物多樣性特征。
3、穩(wěn)定性
城市景觀水體構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)各組成要素之間有高效協(xié)調(diào)的關(guān)系,遵循生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律,能維持動(dòng)態(tài)平衡,生態(tài)系統(tǒng)健康、穩(wěn)定。有較強(qiáng)的自我恢復(fù)和自我維持能力。
4、養(yǎng)護(hù)管理
城市景觀水體生態(tài)系統(tǒng)依賴于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)規(guī)律以及自然演替,發(fā)揮自然過(guò)程的潛力,充分利用生態(tài)系統(tǒng)自身的更新能力,實(shí)現(xiàn)外源資源投入的減量化、再利用和再生性,不必人工投入大量的水、能量、殺蟲(chóng)劑和化肥等維護(hù)。
三、構(gòu)建要點(diǎn)分析
1、水底地形塑造
水底地形塑造是水體生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ),水底地形塑造應(yīng)充分考慮項(xiàng)目所在地主要?jiǎng)又参飳?duì)其生境的要求,營(yíng)造適合水生生物的自然生態(tài)模擬環(huán)境,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)良好循環(huán)。
下表列舉了常見(jiàn)水生動(dòng)植物對(duì)其生境的具體要求,由表可知各種水生動(dòng)植物對(duì)其適宜水深的范圍要求比較狹窄,且水深在整個(gè)類群的適宜跨度較大。城市景觀水體往往面積有限且水位固定,在實(shí)際施工中,為減少施工難度和工作量,池體的底部地形一般都比較平坦或者近似為圓弧形,其建設(shè)后的最終水體深度很難保證各類生物對(duì)其生境的要求。因此設(shè)計(jì)構(gòu)造不同深度的生境是生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的第一步。
常見(jiàn)水生動(dòng)植物生境需求表
2、水生植物生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建
作為城市景觀水體生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的核心技術(shù),水生植物生態(tài)系統(tǒng)的初步形成是水體生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的一個(gè)重要過(guò)程。
水生植物系統(tǒng)的構(gòu)建一般包括沉水植物、挺水植物及浮葉植物。各種植物在整個(gè)系統(tǒng)中的作用不盡相同,研究表明沉水植物可以大量吸收水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)通過(guò)光合作用可以快速提高水體中的溶解氧濃度。
此外,由于沉水植物的枝葉具有較大的比表面積,能有效地吸附和促沉水體的懸浮物,從而提高水體的透明度。挺水植物可以通過(guò)其龐大的根系從湖底底泥中吸收營(yíng)養(yǎng)元素改善沉積物的氧化還原條件,同時(shí)為涉禽等鳥(niǎo)類提供更好的生境。浮葉植物的葉子一般浮在水面進(jìn)行光合作用,生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)于水體的透明度較低,常作為水生植物系統(tǒng)構(gòu)建的先鋒物種。三種水生植物在水體水質(zhì)凈化、控制藻類過(guò)量繁殖以及防止水體富營(yíng)養(yǎng)化的過(guò)程中都起到了舉足輕重的作用。
因此不同水生植物品種之間的搭配比例以及播種順序,會(huì)直接影響城市景觀水體生態(tài)系統(tǒng)能否成功創(chuàng)建并穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際項(xiàng)目的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的規(guī)劃與設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和水生植物自身?xiàng)l件進(jìn)行品種的選擇和比例搭配,在時(shí)間和空間上進(jìn)行科學(xué)布置,充分發(fā)揮水生植物品種間的互補(bǔ)搭配,對(duì)光照、營(yíng)養(yǎng)和空間分別形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),最終使整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、水生動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建
水生動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建是維持水體生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵。在景觀水體中放養(yǎng)一定種類和數(shù)量的浮游動(dòng)物(食藻蟲(chóng))、濾食性魚(yú)類、肉食性魚(yú)類和底棲動(dòng)物可以構(gòu)建一條或多條食物鏈。而食物鏈相互交聯(lián)形成一種網(wǎng)狀形態(tài)的食物網(wǎng),食物網(wǎng)越復(fù)雜,生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)越穩(wěn)定。
水生動(dòng)物的放養(yǎng)應(yīng)充分考慮水生動(dòng)物物種的配置結(jié)構(gòu),科學(xué)合理地設(shè)計(jì)水生動(dòng)物的放養(yǎng)模式(包括種類、數(shù)量、雌雄比、個(gè)體大小、食性、生活習(xí)性、放養(yǎng)季節(jié)以及放養(yǎng)順序)。魚(yú)類應(yīng)優(yōu)選濾食性和雜食性類,適當(dāng)放養(yǎng)少量肉食性魚(yú)類,其最適宜的放養(yǎng)時(shí)間為當(dāng)年的11月至次年的5月底。放養(yǎng)的底棲動(dòng)物能攝食底棲藻類,通過(guò)放養(yǎng)一定數(shù)量的蝦類以攝食由岸邊落葉、水中水草、水中動(dòng)物糞便和實(shí)體等形成的有機(jī)碎屑,從而有效地凈化水質(zhì),提高水體透明度。
4、水體微生物生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建
水中微生物具有體積小、比表面積大、繁殖能力強(qiáng)的特點(diǎn),可以通過(guò)自身的新陳代謝對(duì)水體中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和消解,是水生態(tài)平衡的重要環(huán)節(jié)。在水生植物和水生動(dòng)物的生長(zhǎng)活動(dòng)過(guò)程中,水體中會(huì)自然產(chǎn)生穩(wěn)定的微生物種群,使水體自凈能力得到強(qiáng)化。
城市景觀水體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的核心是對(duì)水體中水生植物生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建,其優(yōu)勢(shì)在于適應(yīng)性強(qiáng),具有可持續(xù)性、穩(wěn)定性、零能耗的特點(diǎn)。水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程中還需重點(diǎn)考慮水底地形的改造及重塑,同時(shí)有根據(jù)地恢復(fù)水體中的動(dòng)物和微生物生態(tài)系統(tǒng)。在水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定修復(fù)后,不僅可以確保水體的自凈能力,降低水體內(nèi)源及外源污染,地區(qū)的生物多樣性也將有所改善。
在實(shí)際景觀水體生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建中需要根據(jù)地區(qū)自然環(huán)境特點(diǎn),分析其具體地形特征、水系特點(diǎn)以及生物資源特點(diǎn)。在施工過(guò)程中遵循尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的原則。分階段和分系統(tǒng)地對(duì)景觀水體的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)。
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