李光遠

（北京市官廳水庫管理處，075441，懷來）

官廳水庫黑土洼人工濕地示范工程建于2003年，由永定河引水工程、穩(wěn)定塘、人工濕地、退水渠等部分組成，工程充分利用黑土洼村附近的有利地形，運用生態(tài)工程原理，采用無污染、效率高的人工濕地技術來處理受污染的永定河入庫水體。該示范工程的主要目的是探索在北方低溫地區(qū)建設人工濕地系統(tǒng)以處理河道污染水體的關鍵技術，同時，該工程肩負著最大限度地處理永定河直接進入官廳水庫的受污染水體、削減入庫污染物總量的任務。

一、植物的布局

黑土洼人工濕地系統(tǒng)以濕地單元為最小單位，各單元的工藝流程基本相同。每單元內(nèi)水流由布水管依次進入挺水植物塘、一級植物碎石床、水生生物塘、二級植物碎石床、砂濾池，最后排入退水管。濕地單元處理后的水經(jīng)退水明渠排入水庫。

1.挺水植物塘

塘中主要栽種蘆葦、香蒲等挺水高等植物，自然發(fā)展了沉水植物。通過工程實踐和植物生長觀測數(shù)據(jù)可以看出，對于水深1 m以上的挺水植物塘，香蒲長勢良好，可高達3.5 m，蘆葦由大苗種植，雖可部分成活但生長繁殖緩慢。對于水深小于0.5m的挺水植物塘，蘆葦、香蒲長勢均良好。在挺水植物塘內(nèi)，蘆葦、香蒲進入冬季休眠時間延后20天左右，春季可迅速恢復大規(guī)模生長，對系統(tǒng)具有良好作用。沉水植物在挺水植物塘長勢旺盛，且自然繁殖發(fā)展能力勝于人工種植，可能與種子從穩(wěn)定塘隨水流帶入及水深適宜有關。沉水植物生長期長，一些物種冬季可于冰下生長。沉水植物清理移除困難、可利用價值低，是其主要弱點。

2.植物碎石床

栽種主要植物為蘆葦，以當?shù)靥J葦為主，適當選擇了白洋淀及其他地區(qū)的優(yōu)良品種；少量試種了香蒲、茭白、菖蒲、蘆竹、蘆荻、水蔥等物種，在運行過程中又自然發(fā)展了一些其他物種。根據(jù)潛流濕地碎石床的功能作用，其植物選擇要求具有發(fā)達根系、適應碎石床基質環(huán)境、營養(yǎng)物質吸收能力強、可向水體輸氧的特點，因此選擇了上述植物品種。從工程實踐和植物生長觀測數(shù)據(jù)可以看出，蘆葦對碎石床環(huán)境具有良好的生長發(fā)展適應性，增長量明顯大于其他植物，其地下根莖部分對疏通碎石床孔隙、暢通水流也起一定的作用。相對而言，香蒲、茭白、菖蒲、蘆竹、水蔥等則表現(xiàn)出明顯的生長不適應性，雖然也可成活，但難于發(fā)展擴大，有的甚至萎縮，不適于碎石床環(huán)境，從香蒲的形態(tài)解剖結構可見，其地下莖直徑大約3～5 cm粗，先端堅硬程度差，且以葉狀嫩芽生長，受到碎石阻礙大，是影響繁殖的重要因素之一。另外，蘆竹在碎石床上生長后由于無法自然越冬而死亡；蘆荻能越冬但是生長不及蘆葦，但可作為北方低溫地區(qū)潛流濕地的一個景觀物種。

3.水生生物塘

栽種浮水植物以鳳眼蓮、大薸、水鱉為主，有少量細綠萍；少量試種了沉水植物、蘆葦浮床并自然發(fā)展了剛毛藻、水綿。浮水植物以鳳眼蓮、大薸生長旺盛，鳳眼蓮水下根系根據(jù)水質狀況可長達30～70 cm，長勢良好，可郁閉整個水面。但鳳眼蓮、大薸生長季短，在官廳水庫野外適應期為4月中下旬至10月中旬，冬季需打撈。水鱉、細綠萍僅能在避風角落生長，而且由于浮萍等大量繁殖，使其在生長競爭中處于劣勢。沉水植物以人工種植繁育為主，自然發(fā)展緩慢，這與碎石床過濾出水、水深大、營養(yǎng)物質含量降低有關。水生生物塘的裸露水面，自然繁殖著大量的水綿、剛毛藻等可見絲狀綠藻（在挺水植物塘也有）。藻類在冰封條件下也能較好地生長，對濕地系統(tǒng)冬季運行起著良好的作用。

4.砂濾池

主要種植物為蘆葦，試驗種植過香蒲，以蘆葦效果最好，原因同植物碎石床。

二、植物的種植、管理

1.各種植物的種植方法

挺水植物種植方法從經(jīng)濟角度考慮推薦采用根莖扦插法。沉水植物也以插植為宜，運行幾年后，一般已形成穩(wěn)定的生物群落。對于挺水植物塘、植物碎石床和砂濾池，根據(jù)植物生長情況，如果空域面積較大的，補種蘆葦、香蒲等植物。

（1）鳳眼蓮

官廳水庫黑土洼人工濕地現(xiàn)采用母株防寒越冬，春季投放于水生生物塘中。春季投放時間特別重要，經(jīng)過幾年實踐，投放時間定為連續(xù)3天平均溫度大于20℃，風力小于2級。鳳眼蓮種植密度為1～2株/m2，一般兩個月后就可以長滿整個水面，如果短期就達到繁殖效果，可加大投放密度，投放時應保證鳳眼蓮根部向下，避免死苗。

（2）大薸

官廳水庫黑土洼人工濕地現(xiàn)采用春季投放母株的方法。春季投放時間定為連續(xù)3天平均溫度大于25℃，風力小于3級。種植密度為2～3株/m2，一般兩個半月后就可以長滿整個水面，可加大投放密度使短期內(nèi)達到繁殖效果，投放時也應保證根部向下，避免死苗。北方其他地區(qū)可參照上述條件種植。

2.各種植物的管理

北方地區(qū)人工濕地植物生長期約在4月至11月，植物生長發(fā)育期和生殖生長期一般在5月至10月。在北方地區(qū)，4月份進入植物生長發(fā)芽期，在此期間應根據(jù)氣候條件使?jié)竦販囟缺M快回升，促使人工濕地植物盡早發(fā)芽生長，利于提高污水處理效率，也相應增加了植物的生長時間。可通過加大水力負荷及提高出水水位實現(xiàn)濕地淹水而溶解冰層和凍土，迅速提高人工濕地溫度。在生長發(fā)芽期，植物沒有覆蓋整個濕地，雜草也容易生長。為防止雜草的大量生長，每年春季植物發(fā)芽階段可提高運行水位對濕地進行淹水，防止一些旱生雜草的生長。待植物生長良好，足以與雜草生長競爭占據(jù)優(yōu)勢時，再恢復濕地正常運行水位。

在冬季，人工濕地植物收割后，應及時清理殘留植物殘枝碎葉，在進入冬季冰凍期前做好進出水和濕地保溫措施。表面保溫措施可采用保持濕地正常水位，自然冰凍成冰帽，待冰帽凍好后降低水位，形成一個保溫空氣層。

（1）挺水植物

蘆葦在自然生長的條件下,依賴于一定的環(huán)境條件,如水分狀況、土壤、氣候條件等,其中水分條件居于首位,它能左右蘆葦種群的演替,水分狀況適宜就有利于蘆葦種群的發(fā)展。蘆葦發(fā)芽期通常在4月份，影響葦芽生長發(fā)育的主要矛盾是土壤溫度，管理上以提高土壤溫度為主要工作目的，此時應加大水深，溶解冰層和凍土，然后迅速降低水深，保證土壤溫度。蘆葦生長期為5月上旬到8月下旬，因生長速度加快需要大量的水分供給，此時充分滿足蘆葦需水促進其生長，水深應加大。蘆葦生殖生長期為8月中旬到10月中旬下霜，此間地下莖開始儲存養(yǎng)分,為越冬做準備，因此應降低水深，避免地下莖萌芽早并生長出地面,消耗養(yǎng)分不利于葦芽越冬。官廳水庫已有水質資料表明，蘆葦?shù)氖崭钜嗽?月下旬進行，冬季保留蘆葦?shù)厣喜糠挚梢云鸬揭欢ǖ谋刈饔?，利于冬季水質凈化效果。

香蒲可粗放管理，需要注意的是香蒲易倒伏而腐爛于水中形成二次污染，因此如出現(xiàn)倒伏情況，應及時打撈。

（2）浮水植物

鳳眼蓮、大薸等浮水植物繁殖力都很強，可以粗放管理。需要注意的是如果生長特別旺盛，延出水生生物塘，需對延出部分進行收割，防止其進入臨近的植物碎石床。秋季對鳳眼蓮、大薸進行打撈，防止其腐爛造成二次污染，其他主要是做好越冬工作，鳳眼蓮、大薸等都需要越冬保苗。

（3）沉水植物

挺水植物塘沉水植物可郁閉整個水面，可有效吸附、攔截懸浮物，但其脫落的枝節(jié)卻是碎石床布水管淤堵的主要原因，必要時要進行打撈。濕地內(nèi)水草、水綿等容易漂流進濕地進水口，需進行日常清理。

三、病蟲害防治

人工濕地系統(tǒng)運行效果的好壞，其植物生長情況起重要作用，所以，植物的病蟲害防治顯得尤其重要。由于人工濕地最主要的功能是作為污水處理技術系統(tǒng)處理目標污水，達到污水無害化、資源化，所以在防治病蟲害過程不可引入新的污染源，下面分別敘述各類植物的病蟲害及防治方法。

鳳眼蓮等浮水植物病蟲害防治：在光照充足、通風良好的環(huán)境下，極少發(fā)生病害。由于每年都打撈，所以病蟲害基本不會發(fā)生。氣溫偏低、通風不暢等也會發(fā)生菜青蟲類的害蟲啃食嫩葉，普遍的可應用植物性農(nóng)藥(植物抽提物)防治（趨避作用、拒食、毒殺）害蟲。

蘆葦、香蒲等挺水植物病蟲害防治：在夏季高溫、高濕、少風少雨的環(huán)境條件下會發(fā)生病蟲害，主要為蚜蟲。人工防治措施為板誘殺或驅避害蟲，黃色板涂油可誘殺蚜蟲，銀灰色板涂油可避蚜蟲。

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