基于生態系統功能的城市公園水體營造方法分析

摘要：隨著科學技術的進一步革新，城市化高速發展，居民生活水平提高，城市公園的生態要求也相應提升。同時，城市快速發展難免導致城市公園水體污染，極大地損害城市生態環境。本文以城市雙修為指導理念，系統論述城市公園水體的生態功能，分析城市公園水體的主要問題及其產生原因，提出基于生態系統功能的城市公園水體營造方法，并進行案例分析，以營造健康水體，改善城市生態環境。

關鍵詞：生態系統；城市公園水體；健康水體營造；城市雙修

中圖分類號：TU986.43 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）03-0-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.03.042

Abstract： With the further innovation of science and technology， urbanization has developed rapidly， the living standard of residents has improved， and the ecological requirements of urban parks have also improved accordingly. At the same time， the rapid development of cities inevitably leads to water pollution in urban parks， which greatly damages the urban ecological environment. Taking the urban renovation and restoration as the guiding concept， this paper systematically discusses the ecological functions of urban park water body， analyzes the main problems of urban park water body and their causes， proposes urban park water body construction methods based on the ecosystem functions， and carries out case analysis， so as to create a healthy water body and improve the urban ecological environment.

Keywords： ecosystem; urban park water body; healthy water body construction; urban renovation and restoration

隨著工業革命的發展，大量人口涌入城市，城市大面積擴張，導致生態環境遭到破壞，人們也逐漸遠離賴以生存的大自然。為解決這一問題，全球掀起城市公園建設熱潮。近年來，生態系統逐漸引起人們的關注。而城市雙修[1]作為近幾年所提出的城市規劃理念，主要包含兩個方面，即城市修補與生態修復。其中，生態修復是指對城市發展中不可抗力所導致的山體、河流、濕地、植被等的破壞進行修復，使其重新具有生態功能。而中國古典園林作為世界三大園林體系之一，對于水景的營造更是有著獨到的見解。中國古典園林中，水體的營造尤為注重“掩”與“映”[2]。要以此為基礎，將生態修復理念加入城市公園水體營造中，實現美學與生態的結合，創造出適合城市居民游賞休憩且具有生態功能的城市公園水景，使其成為城市水體中不可或缺的一環。

１ 城市公園水體的生態功能

城市公園水生態系統是指各個環境因素相互作用而形成的以城市公園水體為核心的復雜系統。城市公園水體堪比人體中的肺，對整個公園的生態健康有著決定性作用，有助于控制污染，改善生態環境，保護生物多樣性，維護區域生態平衡。城市公園水體主要有4種生態功能。一是為區域生物提供生活環境，小型水體可以成為小動物的飲水源，從而保證城市的生物多樣性。二是維護植物的多樣性，水的存在可以創造不同濕度與溫度的植物生長環境，形成多樣化的植物生長條件。三是形成優越的小氣候環境，緩解城市熱島效應[3]。水體蒸發可以有效改變公園的濕度與溫度。根據環境心理學，適宜的溫度與濕度能極大地緩解人們心中的焦慮與煩躁，為人們營造舒適的室外活動空間。四是作為城市的蓄水池。以彈性景觀的理念為基礎，結合海綿城市的思想，城市公園水體可以有效補充城市地下水，凈化水質，維持公園內水平衡，并在特定時期緩解城市生活用水緊張問題。同時，水池中的水生植物、魚類及微生物可以通過物理過濾、生物吸收和化學合成等方式，有效吸附營養元素與各類污染物[4]。

2 城市公園水體的主要問題及其產生原因

2.1 城市公園水體的主要問題

中國古典園林的造園要素中，孔子所提出的“山水比德”思想[5]在現代園林規劃中有著異曲同工之妙。城市建設與山水園林藝術緊密聯系，按照園林手法加以組合栽植，構建山水園林城市，發揮自然山水資源的優勢作用，形成美好的自然景色，不僅可以起到美化城市的作用，還有利于改善城市生態環境[6]。在中國古典園林中，水作為造園要素之一，有著舉足輕重的作用。因此，城市公園基本都會設置水景，水景在滿足人們視覺體驗的同時，也為水生物提供繁衍棲息的場所。城市公園日益增多，若設計不合理，其水景建成后，水體可能缺乏流動性。城市公園水體多半面積狹小，為封閉型或半封閉型，水池水量小，無法自凈，水體沒有流動性，缺乏活性，污染物堆積，受塵土、落葉、池泥和微生物的影響，水質會遭受嚴重的破壞，極易發黑發臭，抵御外界干擾的能力差，自然形成生態系統尤為困難。一般公園水體的補充水源主要是自然降水、地表水以及再生水，而這恰恰是公園水體污染物的主要來源，易把公園綠地的化肥農藥、地表污染物帶入水體中，造成水體過度營養化。再者，游客游玩時產生的垃圾、公園周圍施工帶來的建筑垃圾與塵土可能進入公園水體，造成污染。

2.2 城市公園水體問題的誘因

城市公園水體污染的主要原因有6點。一是水池硬質化。城市生活污水含有大量的氮、磷以及有機污染物，直接排入公園水體時，水體無法與自然駁岸交流，水中積累的有機物無法得到分解和吸收，便出現水體富營養化。城市公園建造人工湖時，通常采用硬質底進行防滲透處理，而水生植物的生長離不開泥土，硬質底使其生長受到限制。人工湖做防滲透處理時，硬質底質量沒有得到保障，后期出現開裂，水流失過快，再加上補充水源不到位，最終導致人工湖干涸，水生植物無法生長。二是水生植物配置單一，未能根據水體的實際情況培植沉水植物、挺水植物與浮水植物，并放養水生動物及微生物。三是城市公園水體工程使用的材料環保系數低，只考慮防滲透需要，未全面考慮水生物，使得城市公園水體難以形成結構完整、生態健康的可持續發展水生態系統。四是水體管理不到位。管理人員缺乏專業知識，無法對水體進行有效管理，未建立應急反應體系，無法對水體內的垃圾進行及時打撈，未及時監測水位及水質，水體管理體系不完善。五是政府對水體保護的宣傳不到位，居民缺乏環境保護意識，不注重水體保護，往水池丟垃圾、吐痰，造成水體污染。

3 基于生態系統功能的城市公園水體營造方法

為了改善城市公園水體，消除水體富營養化，使水變清，可以從建設和管理兩方面入手，在營造之初就融入生態理念，合理選定池形、建材與營造方法，構建微型生態系統，盡可能地使其融入周邊環境。

3.1 優化池形營造，豐富生境邊界

池形邊界越豐富，生境類型就會越多，起伏多變的池底形態會形成島、灘、潭、澗、溪等水體形式，從而為各類生物提供多樣化的生存空間，水底地形的起伏會引起水的深淺變化，也為多種水生植物的生存提供場地條件。若水面開闊，則可以營造生態浮島，島上植物根系可以有效吸收水體中的營養元素，附著在植物根系上的微生物可以有效降解水體中污染物，生態浮島上的生態基質、生物菌也能降解水體中的污染物。其中，適用于生態浮島的水生植物有千屈菜、菖蒲、水生黃鳶尾、水生美人蕉，其通常長勢良好，能有效吸收營養元素。

設置引起水流動的條件，促進水流變化，如設置水閘、水壩并通過水泵或自然跌水，形成動水與靜水，并引導水流的方向與水速的疾緩。水的流動可以凈化水體，增加水的含氧量，有利于魚類生長。同時，水體的動靜結合可以提高水體景觀質量，融入美學原理，提高視覺效果，這恰好體現了城市雙修中生態修復所想營造的效果。

3.2 培植多樣化植物群落，打造濕地生態系統

如表1所示，水生植物可以有效吸收水中的營養元素及污染物，種植的沉水植物以當地品種為主，淺水區與沉水區進行差異化種植，有利于增強水下植物的多樣性。淺水區選擇耐污凈化型品種，可以苦草、黑藻單品種種植為主，輔以金魚藻、眼子菜；深水區選擇多品種混植方式，以苦草、黑藻為主，搭配眼子菜進行多品種混植。從比例來看，苦草與黑藻的種植比為5∶5，苦草與竹葉眼子菜的種植比為7∶3，黑藻與竹葉眼子菜的種植比為6∶4，苦草、竹葉眼子菜與金魚藻的種植比為6∶2∶2，苦草、黑藻與金魚藻的種植比為4∶4∶2，苦草、竹葉眼子菜與篦齒眼子菜的種植比為6∶2∶2，苦草、黑藻與微齒眼子菜的種植比為4∶4∶2。

3.3 科學投放生物，使動植物及微生物形成穩定的生態關系

在城市公園水體中投放梨形環棱螺、無齒蚌，底棲動物可以有效調節水位線界面土壤里營養鹽的平衡，抑制水池底部泥土中營養鹽的釋放；吸食部分浮游植物的殘體，讓水體變得透明；可以有效攝食沉水植物葉片表面的附著物，保障沉水植物健康生長。同時，投放烏鱧、鱖魚、黃顙魚、錦鯽和羅非魚，從而構建魚類群落。水體有機物及魚的代謝物易引發微生物與藻類滋生，原生動物和輪蟲類可以大量食用細菌與藻類，大口蟲目與單腸目渦蟲則以原生動物和輪蟲類為餌，水蚤的食性同輪蟲類，這些浮游動物是水螅和渦蟲的食物。水螅和渦蟲類動物本身是魚類的優質餌料。有水螅與渦蟲存在的水體很難滋生蚊蠅幼蟲[7]。

3.4 加強科學管理與維護，為生態系統形成提供保障

生境系統營造完成后，要對管養人員進行培訓，并制定應急預案，如突發性水污染事件處置預案、水體藍藻控制預案，保證水體清澈見底，無藍藻暴發、黑臭情況發生，并使水體生物多樣性顯著提高，從而形成水體自凈能力。沉水植物覆蓋率要大于90%，形成全面穩定的生態平衡。

4 城市公園生態水體營造案例分析

某城市公園位于福建省龍巖市新羅區，地處亞熱帶季風氣候區，夏熱冬溫，四季分明。最熱月平均氣溫一般高于22 ℃，最冷月氣溫在0～5 ℃。年降水量多在800～1 600 mm，夏季降水量通常占全年的70%。公園占地面積為5 774 m2，綠地率為68%，水景面積為200 m2（其中大島面積18.9 m2，小島面積8.9 m2），約占公園面積的3.5%。公園生態水池剖面圖如圖1所示。

4.1 場地布局及土壤改良

結合場地內現有地形，以場地最小干預原則進行設計，合理利用場地內各處高差，因地制宜，解決場地內各個造園要素布局的問題。公園內地形西高東低，水景位于公園東側的最低洼處，以彈性景觀為理論基礎，結合海綿城市思想，公園綠地內來不及下滲的雨水形成地表徑流后，經引導全部匯入該水體中，在進水口設置砂石進行雜質過濾，作為城市的蓄水池。根據景觀心理學，人們普遍具有親水心理，在水體旁設置親水棧道及綠化小島，水體深度在1～2 m。公園綠地作為海綿城市的一部分，為了達到滲水和蓄水的目的，要對土壤進行改良，因此塊綠地原來為建材堆放場，地表已被混凝土完全硬化，地下原土為典型的紅壤土，黏性強、滲水性弱，需要進行換土，本次換土量約為5 000 m3，其中腐殖土占50%～60%，而黑土則按照40%～50%的比例進行換填。填土時，要堆成有利于排水的微地形（地勢西高東低），最后通過匯集池過濾后進入公園內水池。

4.2 生態水池的建設

水池建設的好壞直接影響水生態系統的構建，水池建設要達到6個目的：防池水滲漏；有利于公園雨水的排入與過濾；水池水滿后，多余的水可以通過溢水口流入市政管網；有利于植物生長；有利于魚類的生長與繁殖；有安全水位及安全措施。水池挖至1.2 m深度時，依順序進行素土夯實，夯實后鋪150 mm厚的碎石灌砂墊層，墊層之上澆筑厚度100 mm、強度等級C15的素混凝土，素混凝土上面需要澆筑150 mm厚、強度等級C30的鋼筋混凝土，然后用20 mm厚的水泥砂漿找平，找平層上面鋪一層防水膜，防水膜上抹20 mm厚的防水水泥砂漿保護層，最上面需要回填500 mm厚的稻田黏性土，土質的好壞決定水質是否清澈，也是決定植物能否良好生長的關鍵，萬不可回填腐質土和紅壤土。池壁與池底的施工有所區別，先用水泥砂漿砌筑標準實心磚，后澆筑150 mm厚、強度等級C30的鋼筋混凝土，再設置20 mm厚的水泥砂漿找平層，找平后鋪防水膜，膜上再抹20 mm厚的防水水泥砂漿保護層，最后結合綠化堆砌自然石或在面上覆土。本工程補水水源主要為市政用水，日常補水考慮蒸發量及滲漏量，根據天氣情況每月補充2～3次，也可設置智能調控裝置，待水位到達補水位，可以自動補水。

4.3 濕地植物的配置

根據水深及植物特性進行植物配置，植物能有效吸收水中的營養元素與重金屬，同時能給魚類提供食物。水池的植物配置清單如下：黑藻密度為120株/m2，共有78 m2，需要培植9 360株；苦草密度為90株/m2，共有39.6 m2，需要培植792株；梭魚草密度為25叢/m2，共有22.5 m2，需要培植562.5叢；黃菖蒲密度為25叢/m2，共有85 m2，需要培植2 125叢；鳶尾密度為25叢/m2，共有100 m2，需要培植2 500叢；千屈菜密度為25叢/m2，共有12.2 m2，需要培植305叢；粉花美人蕉密度為25株/m2，共有33.6 m2，需要培植840株。除此之外，水池周邊栽植適量喬木與灌木。喬木可以豐富天際線，也可以遮陰，灌木可以豐富地表植物群落，形成空間分隔。另外，生態浮島的植物配置也極為重要。水生植物栽種時不能施肥，以免污染水質。

4.4 濕地水生動物布局

除了植物，水池需要投放適量的梨形環棱螺、無齒蚌、烏鱧、鱖魚、黃顙魚、錦鯽與羅非魚等，吸引游客，讓游客與水生動物產生互動。公園管理人員要及時監控水質及水生動物生存情況，特別是水池剛施工完成時，生態系統還未完全形成，會造成水生動物死亡，要及時進行打撈，以免污染水體。

4.5 水池水質驗收標準

水池交付6個月后，其需要形成相對完整的水生態系統，水質達到《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的Ⅱ類標準，總氮含量不高于1 mg/L，氨氮含量不高于0.6 mg/L，總磷含量不高于0.1 mg/L，pH介于6～9。水質監測項目和方法如表2所示。驗收時可用目視，要求水下形成植物森林，水質清澈見底，動植物無病蟲害，無藍藻暴發，水體無黑臭，生物多樣性顯著提高。施工完成后，公園生態水池的水景效果如圖2所示。城市公園水體已經形成相對完整的水生態系統，各類生物和諧共生，水質未出現發黑發臭現象。

5 結論

新時代，城市建設更加注重生態，為了讓城市與自然融為一體，必須堅持城市雙修理念，大力建設生態城市[8]。公園水體是城市生態系統的重要一環，其水質好壞直接反映城市生態系統的好壞。所以，要進行生態設計，重新審視城市與自然的關系，實現人與自然和諧相處[9]。城市公園水體具有多種生態功能，要結合生態系統功能，科學配置植物、動物等生物資源，合理營造城市公園水體，最終形成完整、健康的水生態系統，打造綠色城市水體景觀。

參考文獻

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