城市自然式景观水系生态系统的重建与维护

1　概述
　　中国的造园自古就离不开水，水是园林造景不可缺少的重要组成部分。在造园的历史上，早在周文王的时期，在先秦宫苑内就有灵沼。作为人造水景园并养鱼享乐。秦始皇统一中国后，在兰池建兰池宫，引渭水为池，筑土为蓬莱山。后又在长安建章宫的太液池中建蓬莱、瀛洲、方丈三岛，形成了“一池三山”的格局，一直影响后来的园林理水，甚至影响韩国和日本园林。不管是北方气势恢宏的皇家园林，还是富有文人韵味的江南园林，水都是园林的灵魂与重心。
　　1.1　景观水系的重要性
　　除了作为园林的重要构成要素，引发无穷尽的诗情画意，园林水景还有很多其他用途，如改善环境、调节气候、控制噪声；提供观赏性水生动植物的生长条件，为生物的多样性创造必需的环境；汇集排泄天然雨水，节省地下管线的投资；防护隔离，以水面作为隔离，创造园林迂回曲折的游览线路。具有符合中国园林的哲学思想和东方人的审美习惯，完善局部小气候、调节区域温度与风速，在园林中构景与组织线路的作用。
　　1.2　现状水系存在的问题
　　城市土地资源日益稀缺，因此开发商常以塑造水景来提高产品附加值，对于开发商而言，做足人文文章无疑是实现投资价值最大化的一条途径。然而，从目前的现状看，房地产开发商虽然对居住区环境加大规划与设计力度，但由于急于求成，往往只考虑眼前利益，因此存在以下问题。
　　⑴水源较差：一般景观水源主要的来源为自来水、河水和地下水，但是由于工业发展带来的环境变化，河水和地下水受带酸雨、降尘还有工业污染，成分复杂，往往不能直接景观使用。而且在一般情况下，自来水用作景观水的水景，如果不做特殊处理也会在7~15天内水质恶化。
　　⑵污染源多：景观水源的外部污染主要来自“绿化废物”。水景周边的绿地往往不能和水景有效分割，导致雨水将绿地中的可溶氮、磷、碳、钾等营养物和肥料、农药以及树叶、枯草等大量汇集，导致水质恶化。景观水源的内部污染来自于动物的代谢物质，这种物质会加速蓝绿藻的生长，使湖底呈厌氧状态，反过来又会使鱼虾因缺氧而死亡，腐烂的水生动物其蛋白质分解又使水质变臭，处于恶性循环状态。
　　⑶人为破坏多：人们的不文明行为，也是导致水质恶化的原因之一。如一些游客在钓鱼时投食的鱼饵往往含有大量蛋白质，沉淀到水底后分解形成污染源。还有一些物业公司直接用水景水冲刷周边铺装，冲刷后的水未经处理直接排入水景中导致污染。其他还有乱丢垃圾，死亡的水景植物清理不及时都会影响水质。
　　⑷设计的思路需要调整：有些设计中，水景中的水没有循环，导致污染物堆积，引起水质恶化的情况比较常见。而且，在设计中也应该避免循环条件较差的死角，勿使污染物堆积在这些死角中。
　　⑸蓝绿藻的入侵：蓝绿藻的孢子可通过空气传播，因此它们可以落户于任何有水的地方。这种藻类繁殖速度极快，基本上每20分钟就可繁殖一代，而且藻类的繁殖生长要消耗大量的溶解氧，这样将会影响到各种水生动植物的正常生长，严重时，还会造成水生动植物因缺氧而死亡。这种藻类死亡后，它所含的蛋白质很容易分解，并能产生有毒物质，当这些毒质浓度过大时，不但能毒死鱼类，就连家畜饮了这种水也会被毒死。但这种藻类真正的可怕之处是，它们可以从空气中获得繁殖所需的营养物质，并提高这些营养物在水体中的含量，从而促进藻类的疯长。
　　2　重建生态系统的途径与原理
　　2.1　物理方式净化水质
　　该方法一般采用换水或者循环过滤得方法来净化水质，降低水中的杂质浓度经过实践证明，这两种方法运行成本高，耗能大，设备的日常维护和保养的费用也较大，导致一些楼盘的物业费高昂，难以大面积实施。
　　2.2　化学方式治理水质
　　主要是投放化学药剂杀死藻类，这样可随意在一段时间内使水质变清，但久而久之，水中会出现耐药性的藻类，化学药剂的效能会逐渐下降，投药的间隔会逐渐缩短，而投加的量会越来越多，药剂的品种也要频繁的更换，对环境的二次污染不断增加。尽管该方法成本较低，但是不能从根本上解决水质问题，长期使用还会有副作用，也难以大面积使用。
　　2.3　生物+生态修复法
　　利用生态系统重建与修复的方法，在封闭的水域水体中，种植花卉水草，一方面吸收降解水中污物，另一方面还有净化的作用。在利用培育的生物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中的污染物进行转移、转化、及降解作用，从而使水体得到恢复。本质上讲，这种技术是对自然界恢复能力和自净能力的一种强化。
　　利用生物+生态修复发的重点在于重建和维护生态系统的生态平衡。生态系统就是指一定时间内和空间范围内，生物群落与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互影响、相互作用、并具有自调节功能的自然整体。而维护生态系统平衡的重点在于 结构上的稳定、功能上的稳定、与能量输入输出的稳定。
　　3　重建水系生态系统的要素
　　根据生态系统及生态系统平衡的原理，重建一个生态系统的重点在于重建合适的能够运转的生态结构并保证其能量的输入与输出的稳定、主要物质的循环。
　　3.1　重建生态系统结构，构建食物链
　　构建生态系统并不是生物成分的简单组合，而是根据生物的习性和群落的规律进行组合，构建空间结构上和营养结构上层次。在水景空间结构上，根据水景系统的面积，利用水体的深度空间，建立上层中层底层的生物群落。表面一般是初级生产者，中间层一般为消费者，底层为分解与过滤层。在构架食物链时，根据生产者消费者分解者的构架，维系生态系统能量与物质的循环。水系的底部需要有一定的泥土量，一般约为30cm厚度。新建水系统是自然式水景的水底泥不宜采用有机物含量较高的淤泥，因为其携带大量的外部能量而破坏系统平衡。一般的配置大类如：沉水植物、挺水植物、浮叶植物，以及贝类、鱼类。
　　沉水植物不仅可以过滤水质，而且还提供大量的食物供鱼类食用，还是分解者生活的被附着者，也是鱼类繁殖的场所。大量沉水植物的生长，消耗了水中的矿物盐，抑制了水藻的形成，如水马齿、金鱼藻、眼子菜、水藓等。浮水植物不但吸收矿物盐，更重要的是它可以减少阳光照射水体，抑制水藻的形成。如槐叶萍、红菱、满江红、芡实。挺水植物提供主要的景观观赏功能，在实际功能中能够吸收生物盐，还能遮挡水体阳光、降低水体温度、抑制水藻生长，如荷花、睡莲、菖蒲、水葱、再力花等。
　　适量的甲壳类动物和鱼类对水池生态是有益的，不但能清除无用的水藻与腐殖质，还能捕食园艺害虫，如蜗牛、淡水贻贝、螺类等。在使用蜗牛时，不宜使用又尖又长的螺旋壳的蜗牛，这是一种对系统平衡有害的种类，绝不可以放入鱼池，会严重破坏水生植物。可以采用食用水藻的旋壳蜗牛。
　　3.2　能量输入与输出的稳定
　　控制能量输入与输出的问题的重点是控制各个等级的量，一般来说淡水系统生产者与草食动物、肉食动物之间的比例关系为：36.8：4.9：1。因此，任何一个生物成分的量都要得到动态平衡。如水下的淡水贻贝和蜗牛过多，会大量消耗水中的有机悬浮物，由于悬浮物的减少而导致这些贝壳类的动物死亡，尸体腐烂导致水体发臭，反而会影响环境。因此，实现生态景观水系的关键是要实现能量输入输出的平衡，不但要构建各个生态成分之间的能量流动，更要控制各个级别的数量，提高食物链的能量利用率，优化生物结构，遵循生态学原理。
　　3.3　维护系统物质循环
　　一个生态系统的构建不是一蹴而就的，它是一个缓慢的动态平衡的过程，需要经常的经行调节，难点在于能量的输入与输出不能平衡，导致某一种类过多而破坏平衡。从物质循环的角度来看，控制氮循环的是非常重要的。氮平衡失调往往是通过水体发臭或者蓝绿藻大量生长表现出来的。控制氮循环的手段就是要控制水中养分和控制绿藻的方式。首先应该针对水中氮、磷等养分的来源。
　　⑴地表水带来大量的可溶性养分输入水系统中，导致蓝藻绿藻大量繁殖，消耗水中氧气，使其他生物无法存活，蓝藻绿藻死亡后的机体腐烂也会导致水体污染，因此应控制无处理的地表水直接进入稳定的水系统。
　　⑵植物的落叶进入水系统中，腐败分解后形成多余的养分而导致水体富营养化。因此要及时地清除落入水中的植物残叶，既可保证水体的景观效果，又可维护水体的生态平衡。
　　抑制一个小型水系中蓝藻绿藻的生长比较容易，而对于大型水面有相当的难度。蓝藻绿藻的生长首先是控制矿物质的输入，防止地表水无处理的直接进入水系统，还应种植大量的水生植物消耗这些矿物质，从而抑制蓝藻生长。并对水体注意遮荫，应保证1/3的水面处于浮水植物的叶荫下，减少光线进入，从而减少绿藻的生成。若水藻大量生长时可用工具捞除。同时适量繁殖贝类与螺类食用掉一部分。消灭蓝绿藻目前也没有根本性的办法，就是要多管齐下，加强管理，才能维护好水系统的生态平衡。
　　控制氮循环还有一个重要的环节就是促进分解水体中存在的生物的粪便、有机物的尸体、腐枝败叶在异养性细菌的帮助下，会产生大量譬如氨等含氮的有害物质。因为氨经过一系列的化学反应后会生成亚硝酸盐，亚硝酸盐这种成分污染水质，招致鱼虾中毒，生病。但是，如果水系统中有硝化细菌，在硝化作用下可以将亚硝酸变成硝酸盐，从而成为植物吸收的营养物质。
　　4　结语
　　在实际工作当中，往往会很难掌握好一个系统的平衡，实际上，一个水系统的生态平衡是一个动态平衡的过程。在系统平衡的养成过程中，要不断地维护，不断地调整，才能真正构建出一个良好的平衡的美观的水景系统。