本發(fā)明涉及一種清水型生態(tài)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的不斷提高，親水性景觀環(huán)境越來越受到人們重視，很多關(guān)鍵問題都有待研究，以改善生境條件為清水穩(wěn)態(tài)與濁水穩(wěn)態(tài)相互轉(zhuǎn)換的驅(qū)動力進行生態(tài)修復(fù)已成為研究熱點?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用木樁、石籠等措施穩(wěn)定河床，再在其上種植草本植物，或用種類較單一的木本植物與草本植物混種，均需要對河岸緩沖帶原有土層內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改變，嚴重時會破壞河岸生態(tài)系統(tǒng)。因此有必要提出一種全面的清水型生態(tài)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法，為景觀性水體的生態(tài)修復(fù)提供一條新的途徑。

經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，已有的景觀型水體的生態(tài)修復(fù)和保持方法，如中國專利申請?zhí)?004100254875，專利名稱為：一種景觀水處理系統(tǒng)，該專利自述為：“本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，公開了一種景觀水處理系統(tǒng)，在水面以上以及水面以下建立具有固定形狀的硅藻土建筑物，在外層硅藻土中植入草種，內(nèi)層硅藻土中加入微生物。本發(fā)明的景觀水處理系統(tǒng)中的各物種相互依存、相互作用，形成一個相對完善的水下生態(tài)系統(tǒng)，可在各種不同水質(zhì)的水體中不斷繁殖擴大，從而起到凈化水質(zhì)的作用?！贝朔N構(gòu)建小型生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)保持技術(shù)通過硅藻土的物理吸附及水生植物的生物作用、微生物的分解作用對輕微污染水體起到很好的凈化作用。因其對外源的污染沒有控制，所以該技術(shù)當水體富營養(yǎng)化情況嚴重或者藻類大規(guī)模爆發(fā)的情況下就很難起到很好的凈化作用。

傳統(tǒng)景觀水體水質(zhì)改善方法有：物理方式如機械過濾、引水換水、清淤等方法，投資大難以解決實際問題；化學(xué)方法如投加滅藻劑，會引起環(huán)境污染；投加微生物方法，無法削減水體中營養(yǎng)鹽；近幾年景觀水體生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的方法異軍突起，但只是做了系統(tǒng)構(gòu)建的一部分，沒有形成一個完整的生態(tài)鏈。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種能夠形成完整生態(tài)鏈的清水型生態(tài)系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明清水型生態(tài)系統(tǒng)，包括設(shè)置在河道及河道兩側(cè)的地表徑流緩沖帶、設(shè)置在所述河道一側(cè)的生態(tài)凈化旁路和設(shè)置在所述河道內(nèi)及河道兩側(cè)的多樣植物生境。

進一步地，所述地表徑流緩沖帶包括多樣化河道、多樣化駁岸以及在多樣化駁岸的岸灘坡面上設(shè)置的生態(tài)溝；

所述多樣化駁岸包括沿河道按照當?shù)丨h(huán)境設(shè)置的若干駁岸單元，所述駁岸單元包括與所述當?shù)丨h(huán)境對應(yīng)的水體駁岸；

所述生態(tài)溝包括在所述岸灘坡面沿等高線設(shè)置的若干種植溝以及在所述種植溝內(nèi)種植的草本植物和/或木本植物；

所述多樣化河道包括在河道若干彎曲處靠近凹岸一側(cè)設(shè)置的深潭和設(shè)置在相鄰兩深潭之間的淺灘。

進一步地，所述生態(tài)凈化旁路包括進水渠以及連通進水渠和河道的人工濕地；所述人工濕地為復(fù)合流人工濕地，所述復(fù)合流人工濕地包括與進水渠和河道連通的濕地床體、設(shè)置在濕地床體中的填料以及在濕地床體中沿進水渠和河道的方向設(shè)置的隔板，所述隔板的底側(cè)與所述濕地床體的底板間隔設(shè)置；所述填料的上表面種植有若干類型的植物。

進一步地，所述多樣植物生境包括在所述河道內(nèi)以及河道兩側(cè)設(shè)置的若干類型的生境區(qū)域，各所述生境區(qū)域內(nèi)種植有若干種與生境區(qū)域內(nèi)的環(huán)境對應(yīng)的植被。

進一步地，生態(tài)溝中的草本植物包括三葉草、狗尾草、高羊茅、黑麥草中的幾種，生態(tài)溝中的木本植物包括灌木和喬木，灌木包括月季、連翹、迎春中的一種或多種，喬木包括木棉、欒樹、玉蘭中的一種或幾種；多樣植物生境中的水生植物為水蔥、菖蒲、黃花鳶尾、鳳眼蓮、黑藻、狐尾藻、苦草中的一種或幾種。

進一步地，所述復(fù)合流人工濕地的長度通常為20m——50m，長寬比控制在3:1以下，水深宜為0.4m——1.6m，水力坡度宜為0.5％——1％。

本發(fā)明清水型生態(tài)系統(tǒng)是一套包括地表徑流緩沖帶、生態(tài)凈化旁路和多樣植物生境在內(nèi)的一種生態(tài)系統(tǒng)，相互交叉協(xié)同作用，不僅可以截留外源污染，同時起到削減內(nèi)源污染的效果?？刹僮餍詮姡粫υ泻恿魃鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，不僅增加物種豐富度，而且改變微氣候，對提高生物多樣性和營造濱水景觀都具有重要作用。通過景觀水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)的綜合作用，使水生態(tài)系統(tǒng)由脆弱到穩(wěn)定轉(zhuǎn)變。

針對上述問題，本發(fā)明提供一種能夠形成完整生態(tài)鏈的清水型生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建方法。

為達到上述目的，本發(fā)明清水型生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建方法包括在河道內(nèi)以及河道兩側(cè)營建地表徑流緩沖帶、在河道的一側(cè)營建生態(tài)凈化旁路和在河道內(nèi)以及河道兩側(cè)營建多樣植物生境。

進一步地，營建地表徑流緩沖帶包括如下步驟：

在河道若干彎曲處的凹岸側(cè)挖出深潭并在在相鄰兩深潭之間保持河道的高度，形成淺灘；

將河道兩側(cè)劃分為若干駁岸單元；

依據(jù)駁岸單元所在的環(huán)境，在駁岸單元內(nèi)修建對應(yīng)的水體駁岸；

在河道的岸灘坡面上沿等高線挖出種植溝；

在所述種植溝內(nèi)種植草本植物和/或木本植物，形成生態(tài)溝。

進一步地，營建生態(tài)凈化旁路包括如下步驟：

在河道的一側(cè)沿河道的方向挖出進水渠；

在進水渠的終點挖出濕地床體；

在濕地床體內(nèi)沿進水渠和河道的水流方向設(shè)置擋板，將擋板的底側(cè)與濕地床體的底板間隔設(shè)置；

在濕地床體內(nèi)填入填料，并在填料的上表面種植植物植物。

進一步地，營建多樣植物生境包括如下步驟：

在河道以及河道兩側(cè)劃分若干生境區(qū)域；

對生境區(qū)域內(nèi)進行修整，形成若干類型的生境區(qū)域；

在所述生境區(qū)域內(nèi)根據(jù)生境區(qū)域的環(huán)境種植植物。

進一步地，生態(tài)溝中種植的草本植物包括三葉草、狗尾草、高羊茅、黑麥草中的幾種，生態(tài)溝中的木本植物包括灌木和喬木，灌木包括月季、連翹、迎春中的一種或多種，喬木包括木棉、欒樹、玉蘭中的一種或幾種；多樣植物生境中的水生植物為水蔥、菖蒲、黃花鳶尾、鳳眼蓮、黑藻、狐尾藻、苦草中的一種或幾種。

進一步地，所述復(fù)合流人工濕地的長度通常為20m——50m，長寬比控制在3:1以下，水深宜為0.4m——1.6m，水力坡度宜為0.5％——1％。

本發(fā)明清水型生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建方法是一套包括地表徑流緩沖帶構(gòu)建技術(shù)、生態(tài)凈化技術(shù)和多樣植物生境營建技術(shù)在內(nèi)的一種生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，各項技術(shù)相互交叉協(xié)同作用，不僅可以截留外源污染，同時起到削減內(nèi)源污染的效果?？刹僮餍詮?，不會對原有河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，不僅增加物種豐富度，而且改變微氣候，對提高生物多樣性和營造濱水景觀都具有重要作用。過景觀水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)的綜合作用，使水生態(tài)系統(tǒng)由脆弱到穩(wěn)定轉(zhuǎn)變。

附圖說明

圖1是本發(fā)明清水型生態(tài)系統(tǒng)的地表徑流緩沖帶的植被分布示意圖；

圖2是本發(fā)明清水型生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)合流人工濕地的植被分布示意圖；

圖3為本發(fā)明清水型生態(tài)系統(tǒng)的多樣植物生境的植被分布示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種清水型生態(tài)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法。本發(fā)明根據(jù)恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理，應(yīng)用生態(tài)工程技術(shù)和方法，從整體景觀設(shè)計、水質(zhì)凈化和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建入手，以期為解決流域水生態(tài)健康問題、推動流域人與自然和諧發(fā)展提供新的思路，以下采用具體的實施方式進行說明。

實施例1

如圖1-3所示，本實施例提供一種清水型生態(tài)系統(tǒng)，包括設(shè)置在河道11及河道11兩側(cè)的地表徑流緩沖帶、設(shè)置在所述河道11一側(cè)的生態(tài)凈化旁路和設(shè)置在所述河道11內(nèi)及河道11兩側(cè)的多樣植物生境。

所述地表徑流緩沖帶包括多樣化河道11、多樣化駁岸以及在多樣化駁岸的岸灘坡面上設(shè)置的生態(tài)溝；

多樣化河道11包括在河流轉(zhuǎn)彎處的凹岸布置成的河流的深潭，在深潭與深潭間創(chuàng)建的河流的淺灘，深潭和淺灘的交錯設(shè)置使河流中形成了急流、瀑布、跌水、緩流等不同的流態(tài)。

多樣化駁岸包括沿河道11建設(shè)的硬質(zhì)駁岸、防浪生態(tài)駁岸、生態(tài)凈污駁岸與自然生態(tài)駁岸進行水岸保護；

在岸灘坡面上沿等高線方向靠近河道11一側(cè)設(shè)置寬度30-40cm，深度30-50cm的生態(tài)溝，其上種植適應(yīng)能力強的水生植物帶3、濕地灌木帶2、濕地喬木帶1，其中，所述濕地灌木帶2和濕地喬木帶1設(shè)置在常水位線4上方，所述水生植物帶3設(shè)置在常水位線4附近。

所述生態(tài)凈化旁路包括進水渠；進水渠與復(fù)合流人工濕地連通，所述復(fù)合流人工濕地中包括進水渠與河岸之間的濕地床體、設(shè)于濕地床體中的填料7及填料7表面種植的植物，該復(fù)合流人工濕地通過所述填料7中部朝下埋設(shè)的擋板隔為靠近河岸的下行流濕地和靠近旁路系統(tǒng)的上行流濕地兩部分，下行流濕地與上行流濕地通過擋板與濕地床體底部之間的間隔連通；隔板兩側(cè)分別的填料7上分別種植第一植物5和第二植物6；

所述復(fù)合流人工濕地的長度通常為20m——50m，長寬比控制在3:1以下，水深宜為0.4m——1.6m，水力坡度宜為0.5％——1％。

所述多樣植物生境包括：

多樣異質(zhì)的植物生境區(qū)域，如洼地、小山丘、人工濕地等；

人為選擇的適合具體生境的植物配置，形成水生植被10，濕生植被9，旱生植被8豐富多彩的景觀類型。

所述的地表徑流緩沖帶中種植30％面積的喬木和30％面積的灌木，所述喬木為木棉、欒樹、玉蘭，所述灌木為月季、連翹；喬木之間間隔為2m*2m，灌木之間間隔為1.5m*1.5m，喬木與灌木交叉種植，每種喬木與相鄰灌木之間的距離相等。

在靠近河流沿垂直方向每一米區(qū)域內(nèi)均勻種植一種草本植物，喬灌草地帶下方被草本植物覆蓋，所述草本植物為狗尾草、高羊茅、黑麥草，在所述復(fù)合流人工濕地中種植水蔥、菖蒲、黃花鳶尾、鳳眼蓮，行株距為50cm*50cm。

在保留河流原有曲線形態(tài)的基礎(chǔ)上，根據(jù)地形重新營造出接近自然的濱水環(huán)境，適當增加深潭、淺灘結(jié)構(gòu)，模仿天然河道的形成。之后在水域邊緣和水中種植水生植物增加河流生態(tài)系統(tǒng)的生物量，再者對河床兩側(cè)的河岸進行植被恢復(fù)。從景觀美學(xué)出發(fā)，喬、灌、草合理搭配，選擇五角楓、銀杏、桂花，落葉及常綠樹種比例6:4，在臨水區(qū)域種植蘆葦、荷花，形成自然的生態(tài)植物群落。

本實施例是一套包括地表徑流緩沖帶、生態(tài)凈化旁路和多樣植物生境在內(nèi)的一種清水型生態(tài)系統(tǒng)，各項技術(shù)相互交叉協(xié)同作用，不僅可以截留外源污染，同時起到削減內(nèi)源污染的效果?？刹僮餍詮?，不會對原有河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，不僅增加物種豐富度，而且改變微氣候，對提高生物多樣性和營造濱水景觀都具有重要作用。通過景觀水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)的綜合作用，使水生態(tài)系統(tǒng)由脆弱到穩(wěn)定轉(zhuǎn)變。

水平結(jié)構(gòu)上構(gòu)建的地表徑流緩沖帶能有效避免面源污染物隨地表徑流進入河流水質(zhì)，對已進入河流的污染物進行有效降解。同時，連續(xù)的河岸植被帶能給野生動物提供生存的空間及遷徙的通道。垂直結(jié)構(gòu)上沿著河流橫向高程梯度形成沉水植被——浮葉根生植被——挺水植被——岸灘濕地草甸——濕地灌叢——濕地喬木林的河岸濕地演替系列生境。

淺灘和深潭是構(gòu)成健康的河流生態(tài)系統(tǒng)的基本要素。淺灘的生境適于形成濕地，供鳥類、兩棲動物和昆蟲棲息。深潭中魚類和各類軟體動物豐富，它們是肉食性候鳥的食物來源，鳥糞和魚類肥土又促進水生植物生長，水生植物又是植食鳥類的食物，形成了有利于珍禽生長的食物鏈。

復(fù)合流人工濕地中種植多種挺水植物，不僅可以凈化污水、景觀美化，還可以用作生物質(zhì)能源獲取經(jīng)濟效益。

多樣植物生境營建技術(shù)對周圍小氣候具有改善作用，也為更多的生物提供生存條件。

實施例2

再次如圖1-3所示，本實施例提供一種清水型生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，按照以下步驟構(gòu)建清水型生態(tài)系統(tǒng)：

1、地表徑流緩沖帶構(gòu)建技術(shù)：

第一步，建設(shè)形式多樣化的水體駁岸，硬質(zhì)駁岸、防浪生態(tài)駁岸、生態(tài)凈污駁岸與自然生態(tài)駁岸進行水岸保護；

第二步，在岸灘坡面上沿等高線方向靠近河道11一側(cè)設(shè)置寬度30-40cm，深度30-50cm的生態(tài)溝，其上種植適應(yīng)能力強的水生植物帶3、濕地灌木帶2、濕地喬木帶1，其中，所述濕地灌木帶2和濕地喬木帶1設(shè)置在常水位線4上方，所述水生植物帶3設(shè)置在常水位線4附近。

第三步，在河流轉(zhuǎn)彎處的凹岸布置成河流的深潭，在深潭與深潭間創(chuàng)建河流的淺灘，形成急流、瀑布、跌水、緩流等不同的流態(tài)。

2、生態(tài)凈化技術(shù)，

第一步，利用河道11周邊空間，將污染河水引入河道11一側(cè)與河流平行的旁路系統(tǒng)；

第二步，河水通過進水渠進入到復(fù)合流人工濕地，所述復(fù)合流人工濕地中包括旁路系統(tǒng)與河岸之間的濕地床體、設(shè)于濕地床體中的填料7及填料7表面種植的植物，該復(fù)合流人工濕地通過所述填料7中部朝下埋設(shè)的擋板隔為靠近河岸的下行流濕地和靠近旁路系統(tǒng)的上行流濕地兩部分，下行流濕地與上行流濕地通過擋板與濕地床體底部之間的間隔連通；隔板兩側(cè)分別的填料7上分別種植第一植被5和第二植被6；

第三步，經(jīng)過復(fù)合流人工濕地處理的河水通過出水渠重新回到主河道11中。

3、多樣植物生境營建技術(shù)，

第一步，營建多樣、異質(zhì)的生境空間如洼地、小山丘、人工濕地等；

第二步，人為選擇適合具體生境的植物配置，形成水生植被10，濕生植被9，旱生植被8豐富多彩的景觀類型；

第三步，植栽完成后，進行后期植物管理養(yǎng)護。

所述的地表徑流緩沖帶中種植30％面積的喬木和30％面積的灌木，所述喬木為木棉、欒樹、玉蘭，所述灌木為月季、連翹；喬木之間間隔為2m*2m，灌木之間間隔為1.5m*1.5m，喬木與灌木交叉種植，每種喬木與相鄰灌木之間的距離相等。

在靠近河流沿垂直方向每一米區(qū)域內(nèi)均勻種植一種草本植物，喬灌草下方地帶被草本植物覆蓋，所述草本植物為狗尾草、高羊茅、黑麥草，在所述復(fù)合流人工濕地中種植水蔥、菖蒲、黃花鳶尾、鳳眼蓮，行株距為50cm*50cm。

在保留河流原有曲線形態(tài)的基礎(chǔ)上，根據(jù)地形重新營造出接近自然的濱水環(huán)境，適當增加深潭、淺灘結(jié)構(gòu)，模仿天然河道的形成。之后在水域邊緣和水中種植水生植物增加河流生態(tài)系統(tǒng)的生物量，再者對河床兩側(cè)的河岸進行植被恢復(fù)。從景觀美學(xué)出發(fā)，喬、灌、草合理搭配，選擇五角楓、銀杏、桂花，落葉及常綠樹種比例6:4，在臨水區(qū)域種植蘆葦、荷花，形成自然的生態(tài)植物群落。

本實施例是一套包括地表徑流緩沖帶構(gòu)建技術(shù)、生態(tài)凈化技術(shù)和多樣植物生境營建技術(shù)在內(nèi)的一種清水型生態(tài)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法，各項技術(shù)相互交叉協(xié)同作用，不僅可以截留外源污染，同時起到削減內(nèi)源污染的效果?？刹僮餍詮姡粫υ泻恿魃鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，不僅增加物種豐富度，而且改變微氣候，對提高生物多樣性和營造濱水景觀都具有重要作用。通過景觀水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)的綜合作用，使水生態(tài)系統(tǒng)由脆弱到穩(wěn)定轉(zhuǎn)變。

水平結(jié)構(gòu)上構(gòu)建的地表徑流緩沖帶能有效避免面源污染物隨地表徑流進入河流水質(zhì)，對已進入河流的污染物進行有效降解。同時，連續(xù)的河岸植被帶能給野生動物提供生存的空間及遷徙的通道。垂直結(jié)構(gòu)上沿著河流橫向高程梯度形成沉水植被——浮葉根生植被——挺水植被——岸灘濕地草甸——濕地灌叢——濕地喬木林的河岸濕地演替系列生境。

淺灘和深潭是構(gòu)成健康的河流生態(tài)系統(tǒng)的基本要素。淺灘的生境適于形成濕地，供鳥類、兩棲動物和昆蟲棲息。深潭中魚類和各類軟體動物豐富，它們是肉食性候鳥的食物來源，鳥糞和魚類肥土又促進水生植物生長，水生植物又是植食鳥類的食物，形成了有利于珍禽生長的食物鏈。

復(fù)合流人工濕地中種植多種挺水植物，不僅可以凈化污水、景觀美化，還可以用作生物質(zhì)能源獲取經(jīng)濟效益。

多樣植物生境營建技術(shù)對周圍小氣候具有改善作用，也為更多的生物提供生存條件。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。