居住区海绵绿地设计中水生植物选择与雨水净化能力评估

一、引言

（一）研究背景与意义

随着城市化进程加速，城市硬化面积不断扩大，雨水下渗受阻，导致城市内涝频发、水资源浪费严重以及水环境污染加剧等问题。海绵城市理念的提出为解决这些问题提供了新思路，而居住区作为城市的基本单元，其海绵绿地建设是海绵城市建设的重要组成部分。水生植物凭借其独特的生理生态特性，在海绵绿地的雨水净化、水质改善及生态系统构建中发挥着关键作用。科学合理地选择水生植物并评估其雨水净化能力，对于提升居住区海绵绿地的生态功能、改善居民生活环境具有重要的现实意义。

（二）国内外研究现状

国外在水生植物用于雨水净化方面的研究起步较早，已开展大量关于水生植物对污染物去除机制、不同植物净化效果比较等方面的研究 ，并将研究成果广泛应用于城市雨水管理项目中。国内相关研究近年来发展迅速，学者们对水生植物的筛选、配置模式以及在海绵城市建设中的应用进行了积极探索 ，但在结合居住区特殊环境需求的水生植物选择与雨水净化能力系统评估方面仍存在不足，亟需进一步深入研究。

二、居住区海绵绿地与水生植物概述

（一）居住区海绵绿地功能

居住区海绵绿地具有雨水调蓄、水质净化、生态调节和景观营造等多重功能。通过下渗、滞留、净化雨水，减少地表径流，缓解城市内涝；利用植物、土壤和微生物的协同作用，去除雨水中的污染物，改善水质；同时，为生物提供栖息地，增强居住区生物多样性；此外，丰富的植物景观还能提升居住区的美观度和居民的生活品质。

（二）水生植物在海绵绿地中的作用

水生植物在海绵绿地的雨水净化过程中扮演着重要角色。其根系可吸附和固定雨水中的悬浮物，减少水体浊度；通过吸收、转化等作用去除雨水中的氮、磷等营养物质，防止水体富营养化；部分水生植物还能富集重金属，降低其在环境中的浓度。此外，水生植物的存在为微生物提供附着场所，促进微生物对污染物的降解，同时其残体分解后可改善土壤结构，增强海绵绿地的雨水渗透能力。

三、居住区海绵绿地水生植物选择原则

（一）生态适应性原则

优先选择适应当地气候、土壤和水文条件的乡土水生植物，确保植物能够良好生长。同时，考虑居住区海绵绿地特殊的水环境，如雨水水质变化大、水位波动频繁等，选择耐污性强、耐水淹、耐旱能力较好的植物品种，提高植物的成活率和稳定性。

（二）净化功能优先原则

以雨水净化为主要目标，根据雨水中主要污染物类型选择具有针对性净化能力的水生植物。例如，对于氮、磷含量较高的雨水，选择芦苇、香蒲等对氮、磷吸收能力强的植物；对于含有重金属的雨水，选用凤眼莲、水蓼等具有重金属富集能力的植物。

（三）景观美学原则

在满足净化功能的基础上，注重水生植物的景观效果。通过不同植物的形态、色彩、季相变化进行合理搭配，营造层次丰富、观赏性强的水体景观，提升居住区的环境品质。同时，植物配置应与居住区整体风格相协调，体现人文特色。

（四）维护管理便利原则

选择易于养护管理的水生植物，降低后期维护成本。优先选择生长速度适中、不易泛滥成灾、抗病虫害能力强的植物品种，减少修剪、除草、防治病虫害等养护工作强度。

四、居住区海绵绿地水生植物选择评估指标体系

（一）指标选取

从植物生态适应性、净化能力、景观适配性和维护管理等维度选取评估指标。生态适应性指标包括耐污性、耐水淹性、耐旱性；净化能力指标涵盖对悬浮物、氮、磷、重金属等污染物的去除率；景观适配性指标有植物形态、色彩、季相变化、观赏价值；维护管理指标包含生长速度、繁殖能力、抗病虫害能力等。

这些指标共同构成了全面评估居住区海绵绿地水生植物选择合理性的框架。生态适应性指标确保了所选植物能够在特定的生态环境中稳定生长，为后续的净化功能和景观效果打下基础。净化能力指标直接关联到植物对雨水污染物的去除效果，是衡量植物净化功能的关键参数。景观适配性指标则关注植物在提升居住区环境品质方面的作用，通过合理的植物配置，营造出具有观赏性和人文特色的水体景观。维护管理指标则着眼于降低后期养护成本，选择易于管理的植物品种，减少养护工作强度，提高整体运营效率。

（二）权重确定

采用层次分析法（AHP）确定各评估指标的权重。通过构建层次结构模型，邀请相关领域专家对各指标的相对重要性进行打分，计算判断矩阵的特征向量和特征值，得出各指标的权重，使评估结果更具科学性和客观性。

五、水生植物雨水净化能力研究方法

（一）实验室模拟实验

在实验室条件下，设置不同水生植物处理组和对照组，模拟居住区雨水水质和水量。将采集的雨水分别引入各处理组和对照组容器中，测定初始污染物浓度。经过一定时间培养后，再次测定各容器中污染物浓度，计算水生植物对污染物的去除率。同时，观察植物的生长状况，分析其在不同污染物浓度下的耐受性。

（二）实地监测

选择已建成的居住区海绵绿地，设置水生植物种植区域和无植物对照区域。在降雨后，分别采集不同区域的雨水样本，测定悬浮物、氮、磷、重金属等污染物含量。通过对比分析，研究水生植物在实际环境中的雨水净化效果，验证实验室模拟实验结果。

六、结论与展望

（一）研究结论

本研究提出了居住区海绵绿地水生植物选择原则，构建了评估指标体系，研究了水生植物雨水净化能力的评估方法，并通过案例验证了相关成果的可行性和有效性。研究成果为居住区海绵绿地水生植物选择提供了科学依据和实践指导。

（二）研究展望

未来研究可进一步深入探究水生植物与微生物、土壤等协同作用的雨水净化机制，明确不同植物组合对污染物去除的协同效应。结合新型材料和技术，开展水生植物与人工湿地、生态浮岛等设施的优化配置研究，提升居住区海绵绿地的雨水净化效能和生态服务功能。

参考文献

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