專利名稱：一種富營養化水體景觀生態系統的構建方法
技術領域：
本發明涉及一種富營養化水體景觀生態系統的構建方法，特別涉及浮水、浮葉、沉水、陸生植物景觀系統的構建、植物物種的選擇、不同營養狀態下及不同季節下物種景觀等的合理搭配的方法。
背景技術：
水是人類生活和生產中不可代替的資源，隨著人類生產和生活活動的加劇，水體富營養化已成為一個世界性的環境問題，它會導致水資源的可利用性能降低，自然水生態系統的逐漸退化。在我國表現更為嚴重，我國是水資源短缺的國家，全國600多個城市目前大約有一半的城市缺水，水環境問題是進入21世紀遇到的最嚴峻、最緊迫的環境問題。據報道國家環保局近期公布的監測結果顯示，杭州西湖、武漢東湖、無錫太湖、濟南大明湖、昆明滇池，水質已超V類標準，定為劣V類，水質惡化嚴重，藻類大量繁殖，透明度差，基本已無大型沉水植物、浮葉植物生存，浮水植物也僅是鳳眼蓮瘋長，阻塞水面，感官效果極差，嚴重影響城市景觀，對所在城市可持續發展，尤其環境可持續發展提出了嚴峻挑戰。如何有效降低水體富營養化水平，改善水域景觀具有非常現實而重要的意義。
現有的治理水體富營養化等的方法主要包括截流污染源、建污水處理廠、底泥疏浚、湖泊換水等，取得了一定成效，但建造、運行、管理費用過高，而且在相當長的時期內，水質將不會得到明顯改善，不能從根本上解決問題，存在轉移污染、二次污染問題。并有以下四個難題1.面源污染難以徹底截流；2.水體內源性營養負荷非常高，且難以降低；3.城市生活污水完全不排入湖泊，在相當長的一段時間內還做不到；4.治理難，保持更難。
在富營養化水體景觀方面，人們已作了一些有益的探索，在水體中搭建不同飾物，形成固定或半固定景觀系統，起到了一定的改善景觀作用。
有些地方更采用沿湖(水)造墻、臭水入地，將污染暫時隔離視線的方式，但治標不治本，沒能根本解決水體景觀。
在淺水區域直接引種荷花、睡蓮等浮葉植物也可有效改善水體景觀，但是不適用于水深超過1.5米的水域。且在湖泊保持方面卻起到了次生演替的作用，促進了湖泊的衰退。
近年來研究顯示，利用大型水生植物富集N、P是治理、調節和抑制湖泊富營養化的有效途徑之一。但在富營養化嚴重的水體，自然生長的大型水生植物已基本不存在。由于水質惡化嚴重，水體透明度差，直接引入沉水植被，不能達到其光合作用需要的光補償點，也不能夠長時間生存；上世紀七十年代引入我國的浮水植物鳳眼蓮，雖然在去除富營養化方面顯示了相當能力，由于其強烈的生物入侵性，在世界各地快速蔓延，已被人們列為十大害草之一，也不具景觀效果。
富營養化水體水上景觀生態系統，利用無土種植技術，將種植的植物局限在特定的范圍內，防止其隨波逐流任意擴散，不僅能起到良好的水體景觀效果，還能降低富營養化程度、凈化水體的作用，改善生態壞境，促進退化水體生態系統的恢復。
發明內容
本發明的目的在于提供一種富營養化水體景觀生態系統的建造方法，在富營養化水體范圍內，不外加營養的前提下，利用無土栽培技術種植浮水植物、浮葉植物、沉水植物以及陸生植物，將沉水、浮葉、浮水、陸生植物有機結合起來，通過植物吸收富含在水中的氮、磷等各類有害物質，力圖使水質形成良性循環。同時，氮、磷等又是這些植物生長最必需的養料，可降低水體富營養化水平，恢復水體的生物多樣性，不僅有效地抑制藻類的繁衍，也大大延長了觀賞時間；有利于美化城市景觀，在城市形成一片片水中景觀生態系統，擴大了市區綠化面積，還可以凈化城市空氣，提高城市居民生活質量。
為達到上述目的，本發明采用如下技術措施一種富營養化水體景觀生態系統的構建方法，它包括下列步驟1、水面植物種植盤建造，首先是種植盤框架的構建有正方形或正八角形或長方形或平行四邊形或梯形，采用PVC、PE耐水管件，接頭為相同口徑的接頭，截取等長的PVC、PE管，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，管頭兩端用砂紙打磨，均勻涂抹上防水PVC和PE膠；接頭兩端用砂紙打磨均勻，涂抹上防水PVC和PE膠；管頭與接頭連接固定；其次是種植網的固定，構建密閉框架，框架中間鋪上1-4層防水尼龍網或塑料網，沿框架用防水尼龍繩固定于PVC、PE管上并留有種植口；2、水下植物種植盤建造，采用PVC、PE耐水管件，構建框架，在框架上對稱位置安裝一到兩對帶有可旋開蓋子的堵頭，其作用是控制將框架注滿水，框架中間固定1-4層防水尼龍網或塑料網并留有種植口，構建形狀與水面植物種植盤框架相同；3、水面漂浮裝置的構建采用PVC、PE等耐水管件，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，根據需要構建不同形狀的密閉管裝或框架。
4、植物景觀系統的構建，首先是浮水植物景觀系統的建造，水面植物種植盤采用的物種為水龍、水禾，種植，選取植株10-30cm部分，均勻固定于網上，框架采用植株纏繞，然后入水，完成上述步驟后，放入水中，調節浮水高度，使框架接近沒入水面為宜，再后水面固定，采用耐水尼龍繩，一端固定種植盤，一端錨定于水下；其次是浮葉植物景觀系統的建造，水下植物種植盤漂浮裝置選取的物種為睡蓮，種植選取根狀莖，均勻固定于種植盤網內，水下植物種植盤與漂浮裝置的連接、入水、水面固定與上述相同；第三是沉水植物景觀系統的建造，水下植物種植盤和漂浮裝置，選取物種為苦草和菹草，種植將苦草冬芽、植株均勻固定于種植盤網孔內，菹草以9-10月種植種子為宜，水下植物種植盤與步驟1相同，選取的物種為吉祥草、竹葉菜、蘭草、水仙，種植、選取植株均勻栽種到網上，框架采用水龍植株纏繞，入水、水面固定與上述相同；第五是復合景觀系統的搭配，將浮葉沉水植物景觀系統的漂浮裝置換成浮水和陸水植物景觀系統即可，同時按季節、水質將浮水、浮葉、沉水、陸生植物景觀系統在空間上組合、在物種上搭配，用軟繩連接；5、物種更換，根據季節、水質特點及景觀需要合理搭配物種，主要有水龍(Jussiaea repens)、水禾(Hygroryza aristata)、睡蓮(Nymphaea spp)、苦草(Vallisnera spiralis)、菹草(Potamogeton crispus)、吉祥草(Beineckca carnea)、竹葉菜(Ipomoea aquatia)、蘭草(Cymbidium sp.)、水仙(Marcissus tazetta)等將種植盤提離水面，撤掉舊物種，換上新物種；6、將腐敗、死亡的植株葉片收回，將種植盤提離水面，回收腐敗、死亡植株葉片
7、景觀系統的固定、移動、搭配采用軟繩就地錨定，將繩提取移動、搭配。
8、水下植物種植盤與水面漂浮裝置的連接采用可緩沖裝置(軟繩)，并預留一段，隨水溫的升降、水質的改變釋放或縮短。
9、復合景觀系統的搭配將浮葉植物景觀系統、沉水植物景觀系統的漂浮裝置換成浮水植物景觀系統、陸生植物景觀系統即可；也可以按景觀要求及季節、水質特點將各系統在空間上組合、在物種上搭配，用軟繩連結，形成復合景觀系統。
10、系統重復使用、物種定期更換、腐枝敗葉回收。
本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果本發明采用構件簡單易得，工藝簡便，景觀效果好、時間長，特別適合湖泊、池塘等大型水體，改善自然環境使用。
1、所用物種選用鄉土物種，且耐污去污能力強，景觀效果好；2、構件、裝置可以重復使用，且經久耐用，有利于保護水體及環境；3、方法簡便，構件及材料均可在市場就近獲得，安裝簡單快速；成本低，適用性強；4.水面植物種植盤和漂浮裝置采用雙重浮力設計密閉的管道和置于其中的打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，即使管道因故漏水，塑料泡沫或封口的空飲料瓶仍可提供足夠的浮力，保證系統正常工作；5.抗風浪性好整個系統由若干個小單元組合而成，單元之間采用柔性聯結，一般風浪對其不具破壞性，可在大型湖泊使用；6.可適應水位大幅度升降錨定采用軟繩就地錨定，繩長留有足夠余地，景觀系統可隨水位變化升降，景觀效果不受水位升降影響；7、可移動性好，由于采用非固定裝置，在水中可以根據需要轉移到不同地點，并可根據需要構建不同景觀效果；8、物種更換簡便，可根據不同季節、不同水體狀況更換不同物種；腐敗、死亡植株葉片可以方便清理出水；9、可根據水體水溫、光照、水質狀況，調節水下植物種植盤離水面距離，提早、維持、延長植物花期及觀賞時間。
具體實施例方式
1、水面植物種植盤建造制作框架根據需要植物種植盤的大小選用不同管徑(6cm-15cm)PVC或PE管，接頭為相同口徑的45°、90°、135°接頭，同一個種植盤使用相同口徑管件，接口處用防水PVC膠、PE膠粘接。種植盤框架的構建，包括不同形狀框架的構架(1)、正方形框架用相同口徑的PVC或PE管和相同口徑的90°接頭構建而成。截取四根等長的PVC或PE管，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，管頭兩端用砂紙打磨，均勻涂抹上防水PVC膠、PE膠，四個接頭兩端也用砂紙打磨均勻，涂抹上防水PVC膠、PE膠，稍晾一會，管頭與接頭連接固定，干燥后，即成；(2)正八角形框架用相同口徑的PVC或PE管和相同口徑的135°接頭構建而成。截取八根等長的PVC或PE管，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，管頭兩端用砂紙打磨，均勻涂抹上防水PVC膠、PE膠，八個接頭兩端也用砂紙打磨均勻，涂抹上防水PVC膠、PE膠，稍晾一會，管頭與接頭連接固定，將框架調整為一個平面，干燥后，即成；(3)、長方形框架選取兩兩等長的PVC或PE管，建造方法同(1)；(4)、平行四邊形框架選取兩個45°接頭、兩個135°接頭，建造方法同(3)；(5)、梯形框架根據大小需要選取兩個45°接頭、兩個135°接頭，兩根長為a的PVC、PE管為腰，一根長為b的PVC、PE管為上底，一根長為b+1.414a的PVC、PE管為下底，兩個45°接頭與腰和下底連接，兩個135°接頭與腰和上底連接，建造方法同(1)；(6)、菱形框架，根據大小需要選取兩個90°接頭、四個135°接頭，六根PVC或PE管，其中四根長度為a，另兩根長度為b，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，四根等長管兩兩用90°接頭連接，另四端用135°接頭連接。
種植網的固定在各種不同形狀密閉框架中間鋪上一到四層防水尼龍網或塑料網，沿框架用防水尼龍繩固定于PVC、PE管上并留有種植口。
2、水下植物種植盤建造根據植物種植盤的大小，選用不同管徑(6cm-15cm)PVC或PE管子，接頭為相同口徑的45°、90°、135°接頭，同一個種植盤所用相同口徑管件，接口膠為防水PVC膠、PE膠。種植盤框架的構建除了兩點外，其余與水面植物種植盤框架的建造方法相同，(1)在框架上對稱位置安裝一到兩對帶有可旋開蓋子的堵頭，其作用是控制將框架注滿水(工作狀態)或將其中的水排空(維護或運輸狀態)。(2)管子中不填充塑料泡沫或封口的空飲料瓶。
種植網的固定與水面植物種植盤種植網的固定方法相同。
3、水面漂浮裝置的構建采用PVC、PE等耐水管件，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，根據需要構建不同形狀的密閉管或框架。密閉管的建造選取所需長度、管徑的PVC或PE管，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，管頭兩端用砂紙打磨，均勻涂抹上防水PVC膠、PE膠，兩端用等口徑堵頭PVC或PE管也用砂紙打磨均勻，涂抹上防水PVC膠、PE膠，稍晾一會，管端與堵頭連接固定，干燥后，即成。密閉框架的建造與水面植物種植盤框架的建造方法相同。
4、植物景觀系統的構建(1)浮水植物景觀系統的構建選取合適的水面植物種植盤。
選取適合的物種水龍(Jussiaea repens)(2月～11月)、水禾(Hygroryzaaristata)(6～9月)種植選取生長旺盛植株的10～30cm健壯部分，均勻固定于網上，框架部分采用較長植株纏繞。
入水完成上述步驟后，即可放入水中，調節浮水高度，以使框架接近沒入水面為宜。
水面固定采用耐水尼龍繩，一端固定種植盤，一端錨定于水下即可。
(2)浮葉植物景觀系統的構建選取合適的水下植物種植盤、漂浮裝置。
選取適合的物種不同品種的睡蓮(Nymphaea spp)(花期、花色搭配)物種種植選取狀態良好的根狀莖(發芽帶葉者，剪去大的葉片)，均勻固定于種植盤網內；水下植物種植盤與水面浮水裝置的連接采用耐水軟尼龍繩，并預留一定長度，用以調節種植盤入水深度；浮水框架部分采用較長水龍等植株纏繞。
入水完成上述步驟后，即可放入水中，調節漂浮裝置浮水高度，以使框架接近沒入水面為宜。
水面固定采用耐水尼龍繩，一端固定種植盤，一端錨定于水下即可。
(3)沉水植物景觀系統的構建選取合適的水下植物種植盤(二到四層小孔塑料網)、水面浮水裝置。
選取適合的物種苦草(Vallisnera spiralis)、菹草(Potamogeton crispus)(10月～來年4、5月)等。
物種種植將苦草冬芽、狀態良好植株均勻固定于種植盤網孔內；菹草以9～10月種植種子為宜。
水下植物種植盤與水面漂浮裝置的連接采用耐水軟尼龍繩，并預留一定長度，用以調節種植盤入水深度；浮水框架部分采用較長水龍等植株纏繞。
入水完成上述步驟后，即可放入水中，調節漂浮裝置浮水高度，以使框架接近沒入水面為宜。
水面固定采用耐水尼龍繩，一端固定種植盤，一端錨定于水下即可。
(4)陸生植物景觀系統的構建選取合適的水面植物種植盤根據需要大小、形狀合適的水面植物種植盤選取適合的物種吉祥草(Beineckca carnea)、竹葉菜(Ipomoea aquatia)、蘭草(Cymbidium sp.)、水仙(Marcissus tazetta)等種植選取生長良好的植株或營養體，均勻栽種到網上，框架部分采用較長水龍等植株纏繞。
入水完成上述步驟后，即可放入水中，調節浮水高度，以使框架接近沒入水面為宜。
水面固定采用耐水尼龍繩，一端固定種植盤，一端錨定于水下即可。
(5)復合景觀系統的搭配將浮葉植物景觀系統、沉水植物景觀系統的浮水裝置換成浮水植物景觀系統、陸生植物景觀系統即可；也可以按景觀要求及季節、水質特點將各系統在空間上組合、在物種上搭配，用軟繩連結，形成復合景觀系統。
5、物種更換將種植盤提離水面，撤掉舊物種，換上新物種即可。
6、腐敗、死亡植株、葉片回收將種植盤提離水面，即可回收腐敗、死亡植株葉片。
7、景觀系統的固定、移動、搭配系統采用軟繩就地錨定，將錨繩提起即可按需要移動、搭配。
8、系統的重復使用物種更換同5；復合景觀系統的再搭配同4(5)。
權利要求
1.一種富營養化水體景觀生態系統的構建方法，它包括下列步驟A、水面植物種植盤建造，首先是種植盤框架的構建有正方形或正八角形或長方形或平行四邊形或梯形，采用PVC、PE耐水管件，接頭為相同口徑的接頭，截取等長的PVC、PE管，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，管頭兩端用砂紙打磨，均勻涂抹上防水PVC和PE膠；接頭兩端用砂紙打磨均勻，涂抹上防水PVC和PE膠；管頭與接頭連接固定；其次是種植網的固定，構建密閉框架，框架中間鋪上1-4層防水尼龍網或塑料網，沿框架用防水尼龍繩固定于PVC、PE管上并留有種植口；B、水下植物種植盤建造，采用PVC、PE耐水管件，構建框架，框架上對稱位置連接一到兩對帶有可旋蓋子的堵頭，框架中間固定1-4層防水尼龍網或塑料網并留有種植口，構建形狀與水面植物種植盤框架相同；C、水面漂浮裝置的構建，采用PVC、PE耐水管件，內置打碎、小塊的廢棄塑料泡沫或封口的空飲料瓶，構建密閉管裝或框架；D、植物景觀系統的構建，首先是浮水植物景觀系統的建造，水面植物種植盤采用的物種為水龍、水禾，種植，選取植株10-30cm，均勻固定于網上，框架采用植株纏繞，然后入水，完成上述步驟后，放入水中，調節浮水高度，使框架接近沒入水面為宜，水面固定，采用耐水尼龍繩，一端固定種植盤，一端錨定于水下；其次是浮葉植物景觀系統的建造，水下植物種植盤漂浮裝置選取的物種為睡蓮，種植選取根狀莖，均勻固定于種植盤網內，水下植物種植盤與漂浮裝置的連接、入水、水面固定與上述相同；第三是沉水植物景觀系統的建造，水下植物種植盤和漂浮裝置，選取物種為苦草和菹草，種植將苦草冬芽、植株均勻固定于種植盤網孔內，菹草以9-10月種植種子為宜，水下植物種植盤與步驟A相同，選取的物種為吉祥草、竹葉菜、蘭草、水仙，種植、選取植株均勻栽種到網上，框架采用水龍植株纏繞，入水、水面固定與上述相同；第五是復合景觀系統的搭配，將浮葉沉水植物景觀系統的漂浮裝置換成浮水和陸水植物景觀系統即可，同時按季節、水質將浮水、浮葉、沉水、陸生植物景觀系統在空間上組合、在物種上搭配，用軟繩連接；E、物種更換，有水龍、水禾、睡蓮、苦草、菹草、吉祥草、竹葉菜、蘭草、水仙，將種植盤提離水面，撤掉舊物種，換上新物種；F、將腐敗、死亡的植株葉片收回，將種植盤提離水面，回收腐敗、死亡植株葉片；G、景觀系統的固定、移動、搭配采用軟繩就地錨定，將繩提取移動、搭配；H、水下植物種植盤與水面漂浮裝置的連接，采用軟繩；I、復后景觀系統的搭配，將浮葉、沉水植物景觀系統的漂浮裝置換成浮水、陸生植物景觀系統，將上述系統在空間上組合、在物種上搭配，用軟繩連接。
全文摘要
本發明公開了一種富營養化水體景觀生態系統的構建方法，構建水面和水下植物種植盤和水面漂浮裝置，采用PVC、PE耐水管件，內置打碎、廢棄塑料泡沫，構建不同形狀的密閉管裝或框架，然后是植物景觀系統的構建，采用浮水、浮葉、沉水、陸生植物，物種可更換和腐敗、死亡植株、葉片回收，最后將景觀系統的固定、移動、搭配。本發明工藝簡便，安裝簡單快捷、成本低，可重復使用，適用性強，景觀效果好。
文檔編號A01G31/00GK1562811SQ200410013019
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月12日 優先權日2004年4月12日
發明者李夜光, 李修嶺, 李偉, 耿亞紅, 桂建平 申請人:中國科學院武漢植物園