本發(fā)明屬于環(huán)境生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于提高湖濱帶植物群落的成活率，提高湖濱帶污染攔截及近岸水體凈化處理效率，降低生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的工程成本的植物優(yōu)化配置方法。
背景技術(shù)：
濕地植物是濕地湖濱帶的重要組成部分，其通過自身代謝、吸收、吸附、截留等多種方式去除自然水體中的氮、磷和懸浮物等有害物質(zhì)，是目前對濕地受污染的水體進(jìn)行修復(fù)比較有效的方法和途徑之一。在濕地植物種類的水體或污水凈化應(yīng)用方面，國內(nèi)外均是以水生植物類型為主，最常用的濕地植物主要有蘆葦、香蒲、水稻、荻、茭白、黑三棱、水蔥、燈芯草、水生鳶尾、慈姑、菖蒲、苔草、水芹、浮萍、美人蕉、鳳眼蓮、牛筋草、水蔥、風(fēng)車草、狐尾藻、梭魚草等。由于不同濕地植物吸收污染物具有特異性，并且每種植物根系微生物群落較為單一，因此種植單一植物對污染物的去除限制性較大，相關(guān)理論認(rèn)為：選擇不同去污能力植物進(jìn)行搭配組合對比單種植物能更好地發(fā)揮水體凈化作用，因每種水生植物的凈化優(yōu)勢各有其特點，不同植物的生態(tài)組合使之能互相取長補短。發(fā)明專利申請CN 105129996 A公開“一種東北地區(qū)人工濕地植物多樣性配置方案的研究方法”，根據(jù)東北地區(qū)植物生態(tài)型、生境水位特征以及群落優(yōu)勢地位因素，根據(jù)植物耐寒性、去污能力、適應(yīng)能力和生態(tài)穩(wěn)定性組成篩選得到植物配置為：細(xì)葉香蒲-鳶尾、菖蒲-鳶尾或細(xì)葉香蒲-菖蒲-鳶尾，按照等比例等密度種植，種植密度為150株/m2。發(fā)明專利CN 103073110 B公開“一一種復(fù)合配制水生植物以凈化濕地水體的方法”，將狐尾藻+黃花鳶尾+水蔥組合栽培至人工浮島，人工浮島孔內(nèi)種植黃花鳶尾和水蔥，狐尾藻種植于下方距水底15～30cm處。
而在植物搭配或鑲嵌組合實踐中，由于不同植物之間可能存在的生長抑制作用以及植物本身的自然枯死更新等，往往存在植物成活率不高，水質(zhì)處理效果不穩(wěn)定的現(xiàn)象，且并未充分考慮整體景觀效益，即無法同時實現(xiàn)污染攔截、水體凈化、穩(wěn)定生態(tài)功能和良好景觀效果營造的多重作用，造成配置模式無法大面積推廣運用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明旨在提供一種濕地湖濱帶面源污染攔截和水體凈化的植物優(yōu)化配置方法，該方法提供了一種兼具生態(tài)功能和景觀效益的植物群落，該植物群落通過優(yōu)化配置，能夠有效攔截進(jìn)入湖泊、河道等自然水體的地表徑流等面源污染，吸收凈化湖濱帶水體內(nèi)污染，同時提高湖濱帶植物群落的成活率。
為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種濕地湖濱帶面源污染攔截和水體凈化的植物優(yōu)化配置方法，包括岸上、水陸交錯帶和近岸水體的植物優(yōu)化配置，所述植物優(yōu)化配置的群落在水平結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為陸生植物帶——濕生植物帶——水生植物帶依次分布的結(jié)構(gòu)特點。
本發(fā)明以地表徑流等面源污染削減為根本，從面源污染源頭減量入手，結(jié)合空間地貌和生態(tài)景觀和諧要求，構(gòu)建污染沿程逐級控制技術(shù)，層層削減污染物為目標(biāo)。
所述陸生植物帶是指濕地湖濱帶種植陸生植物的區(qū)域，一般為最高水位水岸線遠(yuǎn)離水體方向1～2m的區(qū)域，該區(qū)域種植細(xì)葉芒；所述細(xì)葉芒的種植方法為扦插，選擇根系發(fā)達(dá)、植株長度大于60cm的細(xì)葉芒，根據(jù)陸生植物帶污染來源的情況選擇適宜的種植密度，一般種植密度為60～160芽/m2；該方法種植的細(xì)葉芒，其成活率在90％以上；優(yōu)選地，植株平均長度為65cm，種植密度為80芽/m2。所述細(xì)葉芒可以滯留地表徑流帶來的樹葉、枝條等有機體，攔截沙土等懸浮固體顆粒，滯留率大于95％；吸收地表徑流帶來的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，凈化效率大于85％；由于細(xì)葉芒根系發(fā)達(dá)，還能防止陸生植物帶水土流失，起到良好的固土效果。
所述濕生植物帶是指濕地湖濱區(qū)適合種植濕生植物的區(qū)域，為最高水位水岸線和最低水位水岸線之間的區(qū)域，該區(qū)域種植彎囊苔草；所述彎囊苔草的種植方法為草甸鋪設(shè)或扦插。
所述草甸鋪設(shè)為選擇根系長40～60cm的彎囊苔草草甸，種植密度為2～20kg/m2，優(yōu)選地，根系平均長度為50cm，種植密度為10kg/m2；該種植方式適合地質(zhì)條件較差，砂石較多的濕生植物帶。特別地，所述草甸根系長為40～60cm，既可以保證彎囊苔草生長點完好，又避免彎囊苔草草甸上有過多的死根，影響其凈化和攔截效果。該種種植方式能保證彎囊苔草的成活率在95％以上。
所述扦插為對所述濕生植物帶進(jìn)行松土，或者在所述濕生植物帶鋪設(shè)一層淤泥、黃土或沙子作為基質(zhì)，選擇生長健碩的彎囊苔草地下莖，所述地下莖扦插密度為5～10芽一叢，5～20叢/m2，所述地下莖扦插深度為10～30cm；該種植方法適用于地質(zhì)條件較好，基質(zhì)松軟等濕地植物帶。該種種植方法能保證彎囊苔草的成活率在90％以上。所述彎囊苔草是水體修復(fù)工程中凈化效果較好的濕生植物，其根系龐大且錯綜復(fù)雜，可形成團(tuán)狀，能夠有效吸收消納地表徑流帶來的總氮、總磷、氨氮、COD等污染物，對總氮和COD的凈化效率大于85％，對總磷和氨氮的凈化效率大于92％。
所述水生植物帶是指濕地湖濱帶種植水生植物的區(qū)域，一般情況下為最低水位水岸線靠近水體方向1～3m的區(qū)域，該區(qū)域種植密齒苦草；所述密齒苦草的種植方法為整株扦插，選擇生長健碩的密齒苦草，截掉其葉片使植株長度在10～50cm，種植密度為20～90株/m2，優(yōu)選地，植株平均長度為30cm，種植密度為35株/m2；種植時間為每年4～8月，扦插入基質(zhì)的深度為5～15cm。所述密齒苦草對水體里的氮磷等污染物具有良好的凈化效果，同時還能吸附水體里面的懸浮顆粒，提高水體的透明度和景觀效果。密齒苦草對水體總氮總磷的凈化效率大于85％，對懸浮物的吸附率大于80％。
優(yōu)選地，所述植物優(yōu)化配置的岸坡比可行性范圍為1∶3～1∶5。
特別地，所述細(xì)葉芒在花期花色由最初的粉紅色漸變?yōu)榧t色，秋季轉(zhuǎn)為銀白色，是園林上常用的觀賞草，具有較好的配色效果；所述彎囊苔草桿粗壯，高60～100cm；所述密齒苦草四季常綠，不長出水面，能形成“水下森林”的效果。通過細(xì)葉芒-彎囊苔草-密齒苦草的配置種植，能在濕地湖濱帶形成一道具有穩(wěn)定生態(tài)功能、色彩豐富、層次分明的景觀帶。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
1.針對濕地湖濱帶地表徑流等面源污染，結(jié)合空間地貌和生態(tài)景觀和諧要求，通過細(xì)葉芒-彎囊苔草-密齒苦草三元植物的優(yōu)化配置，利用生態(tài)方法，構(gòu)建污染沿程逐級控制技術(shù)，層層削減污染物，是從生態(tài)系統(tǒng)角度的創(chuàng)新。
2.通過研究濕地湖濱帶植物種植的技術(shù)，不僅能保證植物的成活率，還能提高濕地湖濱帶的景觀效益，是科研技術(shù)應(yīng)用的創(chuàng)新。
3.通過細(xì)葉芒-彎囊苔草-密齒苦草三元植物群落的優(yōu)化配置，配合特異化、差異化種植參數(shù)，既能逐層凈化污染物，顯著提高植株成活率，又能營造良好的景觀效應(yīng)，實現(xiàn)多重作用效果。
4.整個植物優(yōu)化配置及種植方式直觀可行，功能清晰，定位明確，投入少，管理維護(hù)簡便。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例細(xì)葉芒-彎囊苔草-密齒苦草植物優(yōu)化配置示意圖。
附圖標(biāo)記：A、細(xì)葉芒帶；B、彎囊苔草帶；C、密齒苦草帶；D、最高水位水岸線；E、最低水位水岸線；F、常水位水岸線。
具體實施方式
下面結(jié)合圖1，詳細(xì)說明本發(fā)明的一個具體實施例，但不對本發(fā)明的權(quán)利要求做任何限定。
實施例1
如圖1所示，本發(fā)明在無錫貢湖灣濕地湖濱帶得以應(yīng)用。
在貢湖灣濕地湖濱帶西南側(cè)岸坡比1∶3的區(qū)域，優(yōu)化配置了細(xì)葉芒-彎囊苔草-密齒苦草的植物群落約1700m2。其中：細(xì)葉芒種植面積為570m2，種植方式為扦插，植株平均長度為65cm，種植密度為80芽/m2，位于最高水位水岸線遠(yuǎn)離水體方向1m的區(qū)域；彎囊苔草的種植面積為760m2，種植方式為草甸鋪設(shè)，挖取的彎囊苔草的根系平均長50cm，種植密度為10kg/m2，位于最高水位水岸線和最低水位線水岸線之間的區(qū)域；密齒苦草的種植面積為370m2，種植方式為扦插，植株平均長度為30cm，種植密度為35株/m2，種植時間為5月，扦插入基質(zhì)的深度為10cm，位于最低水位水岸線靠近水體方向1.5m的區(qū)域。
本實施例優(yōu)化配置群落的生態(tài)功能穩(wěn)定性、植物成活率及景觀效應(yīng)驗證：
優(yōu)化配置的植物群落生長45d后，植株的成活率均在95％以上。細(xì)葉芒在花期花色由最初的粉紅色漸變?yōu)榧t色，秋季轉(zhuǎn)為銀白色，具有較好的配色效果，彎囊苔草桿粗壯，高60～100cm，密齒苦草四季常綠，不長出水面，能形成“水下森林”的效果，色彩豐富，層次分明，景觀效果佳。
經(jīng)測試，細(xì)葉芒和彎囊苔草對總氮的綜合攔截率為92％，對總磷的綜合攔截率為96％；對氨氮的綜合攔截率為95％，對懸浮物的綜合攔截率為98％；密齒苦草的種植，進(jìn)一步進(jìn)化了水體自身和流入水體里面的污染物，其中對總氮的凈化效率為90％，總磷的凈化效率為92％，懸浮物的凈化效率為90％。
可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。