城市水生態建設的利器

當你漫步在城市公園的湖泊旁、河道邊，或者一些住宅小區的水域岸畔，能經常看到水面上種植鮮花、水草的漂浮平臺，那就是生態浮島，又稱人工浮島。生態浮島一方面能在碧波漣漪之上起舞，營造出枝繁葉茂、姹紫嫣紅的靚麗城市風景，另一方面還能修復河湖水體、治污防污，是近些年城市水生態治理的重要利器。

古代浮田是生態浮島的“鼻祖”

浮田是漂浮在水面上的土地，有天然形成的浮田和人工浮田兩種。人工浮田就是人們將湖澤中的葑泥移到木架上，使之浮于水面，成為能移動的農田。我國歷史上的人工浮田主要用于農業生產，又被稱為葑田、架田。有關浮田較確切的記載出現在宋代，《宋史·河渠志七》《宋史·蘇軾傳》都有關于葑田的記載。

但是，據考證，浮田的出現可追溯到更早的時代。東晉學者郭璞在《江賦》中記載：“標之以翠翳，泛之以游菰，播匪藝之芒種，挺自然之嘉蔬。” 其中：“泛之以游菰”，指的是漂浮的葑田；“芒種”“嘉蔬”指的是長于浮田之上的水稻、蔬菜。天然浮田的厚度不同，厚的可達數尺，薄的只有幾寸；大小不等，小的不到1畝，大的甚至可達幾百畝。元代農學家王禎《農書》中記載的架田，則“以木縛為田丘，浮系水面，以葑泥附于木架上而種藝之，其木架田丘，隨水高下浮泛，自不蔞浸”。清乾隆元年（1736年）《江南通志紀聞》記載，太平縣龍門鄉的浮田，有黑壤300余畝，像浮萍一樣鋪在水上，隨水升降。

可見，中國浮田技術的應用歷史悠久。當代人受浮田的啟發，發明了生態浮島。因此可以說，浮田是現代生態浮島的“鼻祖”。

生態浮島的結構與功能

目前，水體富營養化問題是人類面臨的重大水環境難題，而城市水體流動性弱、人類活動影響大等因素，使得城市水域的富營養化問題尤為突出。

現代的生態浮島一般由浮床架構、水生植物浮床、水下固定裝置、水生植物等部分組成。通常，生態浮島的形狀為四邊形、六邊形、三角形、圓形等，但也可根據水面和水域四周的環境特征進行其他形狀的組合。

早期的生態浮島框架主要采用竹子、木條、藤條、土工網等材料搭建，雖然造價較低，但使用效果差、壽命短。后來，人們又使用泡沫或泡沫加金屬固定件產品建造，這種生態浮島雖然造價也較低、制造工藝簡單，但強度不足，金屬與泡沫容易分離，且泡沫本身屬于白色污染物。目前，新型生態浮島的浮床框體主要采用成型環保PE材料，具有重量輕、強度高、易組合等優點，并能使植物根系和浮島材料融為一體。

生態浮島的水下固定技術也很重要，既要保證浮島不被風浪帶走、打翻，還要保證在水位變動劇烈時，能夠緩沖浮島間的相互碰撞。生態浮島常用的固定方式有重力式、錨固式等。

一般城市河湖中單個浮島的大小為邊長1～5米不等。若考慮搬運、施工和耐久性等因素，則單個浮島的邊長以2～3米較為合適。當需要大面積、特殊形狀的浮島時，可將單個浮島拼接、組合起來，搭建成所需的較大、特形浮島。

生態浮島上通常栽植的水生植物（主要是花卉），有荷花、蘆葦、睡蓮、菖蒲、茭白、水蔥、美人蕉、千屈菜等。

生態浮島的主要功能就是在城市河湖水體中“吐故納新”。它利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網，吸附水體中大量的懸浮物，并逐漸在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物后成為無機物，進而成為植物的營養物質，通過光合作用轉化為植物細胞的成分，促進其生長。最后通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中的營養鹽，達到凈化水體的目的。

也就是說，一旦城市水體因封閉或自循環不足而引發腥臭、富營養化現象時，可快速組裝生態浮島，并將其投放到那些水域。生態浮島上經過篩選、馴化的高等水生植物或陸生植物一邊為城市“添彩增色”，一邊能“吞噬”城市河湖水體中的氮、磷和有機污染物質，消除水域的富營養化狀況，形成優良的城市水生態環境。

生態浮島還能通過遮擋陽光來抑制水體中藻類的光合作用，從而減少城市河湖浮游植物的生長量；通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降，從而有效防止“水華”的發生，提高水體的透明度。生態浮島上的植物可供鳥類棲息，下部植物根系可為水體中的魚蝦、水生昆蟲和微生物提供棲息、附著和繁衍的條件，同時還能釋放出抑制藻類生長的化合物。

另外，生態浮島可以降低風浪對城市河湖坡岸的拍擊、沖刷強度，對水利設施的安全起到保護作用。

技術“瓶頸”亟待破解

目前，雖然國內外有許多廠商從事生態浮島的研發、制造，使該技術得到迅猛發展，但是生態浮島還處在試驗推廣階段，存在一些問題，亟待完善。

（1）生態浮島栽培的標準化應用。眾所周知，城市不同湖泊、河流，其富營養化水平不同，水面深度、水體溫度、風速、水體波動等各異，需要相應的浮島設計組合和浮島植物種類搭配，因此很難制定統一的標準，這也就使得浮島栽培的標準化問題難以解決。

（2）生態浮島操作過程專門機械設備的研制。生態浮島漂浮在河湖水面，因而日常的管理必須在水面上完成。目前，浮島管理操作大多采用人工完成，這在小面積的試驗示范中尚可，若大面積推廣，需要經常、及時采收，人工操作就不能滿足需要了。但是，目前適合生態浮島操作的專門機械設備還較少，這無疑限制其發展。

（3）生態浮島的制作、施工周期較長。目前，多數生態浮島都是采用現場制作及現場種植的模式，大面積制作時施工周期較長。

（4）生態浮島的過冬。目前，生態浮島上的植物大多數不能越冬，尤其在我國北方地區，冬季天氣較冷，城市河湖水面的浮島或被拆除，或光禿禿的，無法發揮作用。因此，開發、馴化一些適宜生態浮島四季栽培的植物十分迫切。

（5）生態浮島在強風、強雨等惡劣天氣環境中的防護技術也需要進一步完善。

（6）大面積、超大面積的生態浮島技術需要研發。目前，國內外使用的生態浮島單體面積均較小，只能在城市小面積的河湖中使用。隨著人們對城市之外大面積河湖生態修復的需求的出現和增加，大面積的生態浮島技術研發勢在必行。