人工生態(tài)浮島是什么？

　　“浮島”.原本是指由于泥碳層向上浮起作用，使湖岸的植物一部分被切斷，漂浮在水面的一種自然現(xiàn)象在這里介紹的浮島是一種象筏子似的人工浮體，在這個人工浮體上栽培一些蘆葦之類的水生植物，放在水里它的主要機能可以歸納為四個方面:

　　1水質(zhì)凈化;

　　2創(chuàng)造生物(鳥類、魚類)的生息空間;

　　3.改善景觀;.

　　4消波效果對岸邊構(gòu)成保護作用。

　　人工浮島的水質(zhì)凈化針對富營養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工學(xué)原理，降解水中的COD、氮、磷的含量在這里講的生態(tài)工學(xué)(Ecological.engineering.)或Ecotechnology的概念*早是由WJMitsch和SJJorgensen提出來的，他倆給生態(tài)工學(xué)下的定義是We.define.ecological.engineering.and.ecotechnology.as.the.design.of.human.society.with.its.natural.environment.for.the.benefit.of.both.(Mitsch.，.1988)作為水邊的環(huán)境保護技術(shù)——人工浮島，20年前是由德國的BESTMAN公司想出來的在日本的琵琶湖，作為魚類用的產(chǎn)卵床的人工浮島70年代末就開始在做近年來，隨著人們對環(huán)境問題的越來越關(guān)心，周圍的自然環(huán)境特別是水邊的自然景觀狀況也越來越受到重視，在此背景下，不光是水的凈化，人們對創(chuàng)造多樣性生態(tài)系統(tǒng)的人工浮島技術(shù)也寄予了很大希望現(xiàn)在，人工浮島因具有凈化水質(zhì)、創(chuàng)造生物的生息空間、改善景觀、消波等綜合性功能，在水位波動大的水庫或因波浪的原因難以恢復(fù)岸邊水生植物帶的湖沼或是在有景觀要求的池塘等閉鎖性水域得到廣泛的應(yīng)用隨著人工浮島工程事例的不斷增加，經(jīng)驗也越來越多，在評價人工浮島的功能及效果方面已逐步從定性評價上升到定量評價的高度。       

人工生態(tài)浮島有什么作用？

　　1.水質(zhì)凈化

　　人工浮島的水質(zhì)凈化的定義因目的、對象的不同而有所不同，人工浮島的水質(zhì)凈化主要針對富營養(yǎng)化的水質(zhì)而言的，通過減少COD(化學(xué)需氧量)、氮、磷的濃度來抑制赤潮的發(fā)生提高水的透視度為目的它的凈化機理基本上與湖沼沿岸植物帶的水質(zhì)凈化機理相似根據(jù)有關(guān)研究資料，湖沼沿岸植物帶的水質(zhì)凈化要素由以下7個：

　　1.植物莖等表面對生物特別是藻類的吸附;

　　2.植物的營養(yǎng)吸收;

　　3.水生昆蟲的攝餌、羽化等;

　　4.魚類的攝餌、捕食;

　　5.防止已沉淀的懸浮性物質(zhì)再次上浮;

　　6.日光的遮蔽效果;

　　7.在湖泥表面的除氮人工浮島比起湖沼沿岸植物帶來它具有附著生物多、水中直接吸收N、P等特點，在對植物性浮游生物的抑制、提高水的透視度等方面效果比較顯著。

　　為了對人工浮島的水質(zhì)凈化效果進行定量分析，1995年專業(yè)研究者們在霞浦(土浦市大巖田)進行一次隔離水域試驗，他們分別設(shè)置3個邊長為4m的正方形、水深15m的相互隔離的水域，在這三個隔離的水域里，A、B水域各放一個人邊長2m(4m2)的人工浮島，在其上面分別栽培蒲公英和水毛花，C水域為對照水域，沒有人工浮島。

　　從1995年5月11日放置人工浮島開始，歷經(jīng)8個多月，期間進行了6次調(diào)查，主要調(diào)查水中葉綠素和COD變化過程從左邊的圖-2可以看出，沒有設(shè)置人工浮島隔離水域C，夏季藍藻的細胞繁殖很快，相當(dāng)于有人工浮島的10倍左右取7、9、12月的數(shù)值平均后，人工浮島占有率只有25%的條件下，削減了94%的植物性浮游生物由此可以得出人工浮島抑制夏季的植物性浮游生物的細胞繁殖的效果非常大的結(jié)論另外人工浮島對COD的抑制效果夏季也比較明顯，大約能削減50%，但是入冬以后抑制效果很小其他類似的試驗研究結(jié)果同樣得出人工浮島夏季抑制植物性浮游生物、COD的效果突出的結(jié)論專家普遍認為植物的遮蔽效果在抑制植物性浮游生物的細胞繁殖方面起了很大作用。

　　2.魚類生息場所

　　人工浮島本身具有適當(dāng)?shù)恼诒?、渦流、飼料等效果，構(gòu)成了魚類生息的良好條件實際的調(diào)查表明，在設(shè)施周圍、人工浮島的下面聚集著大量的各類魚種，均為生下來不到一年的幼魚滋賀縣琵琶湖的調(diào)查表明，在設(shè)置60個人工浮島構(gòu)成的大約1500m2的水域里，發(fā)現(xiàn)8500萬粒鯉魚等三種魚的魚卵為了強化人工浮島作為魚類產(chǎn)卵床的機能，有的在浮島的下面系上一些繩子，改善鯉魚等魚類的浮式產(chǎn)卵床的結(jié)構(gòu)由于繩子對污泥有吸附作用，又可凈化水質(zhì)。

　　3.生息空間

　　有關(guān)人工浮島上的鳥類研究相對比較多，特別是鳥的種類、筑巢情況等幾乎在所有的人工浮島上都進行過調(diào)查在霞浦土浦港的人工浮島上，已發(fā)現(xiàn)一些鳥類的巢穴，有時為了吸引某種鳥在島上搭窩，根據(jù)該鳥的筑巢習(xí)慣在人工浮島上進行特殊布置，為該鳥創(chuàng)造筑巢的條件。

　　陸生昆蟲的的調(diào)查1996年在土浦港的人工浮島、附近的櫻川河口的蘆葦林、附近的住宅區(qū)空地草坪上進行過一次，調(diào)查方法是用采用網(wǎng)捕捉、排打取出、隨機取樣、目視觀察等方法調(diào)查結(jié)果表明住宅區(qū)的草地上昆蟲*多，其次是櫻川河口，人工浮島上*少人工浮島上昆蟲有10目35科53分類群，蜘蛛類有8科18分類群人工浮島上種的構(gòu)成與櫻川河口的蘆葦林大致相同，只是量少一些其原因是人工浮島上沒有土壤，而土壤在昆蟲的生活史中十分必要，所以說人工浮島上的昆蟲生息條件還有欠缺。

　　4.消波作用

　　作為消波物體的人工浮島屬于浮防波，在海岸工程專業(yè)研究的比較多它的優(yōu)點主要有以下幾個方面：

　　1.因有較高的水交換機能，防止堤防內(nèi)的(海)水污染作用較大。

　　2.不受設(shè)置水域深淺的影響，即使在深水區(qū)也比固定式防波堤的建設(shè)費用要低3.與水下地基的好壞沒什么關(guān)系，即使設(shè)置在軟弱地基上，也不需要進行地基處理。

　　4.設(shè)置場所的變更容易。

　　5.除了消波，其它多目的利用也可以。

　　6.現(xiàn)場施工的工期短。

　　7.一般可在場外制作，質(zhì)量容易保證除了上述的若干優(yōu)點外，作為防波用的浮島，比起其它防波建筑物，與岸邊的植物帶的融和性更好，而且浮島本身又可成為生物的良好生息場所不過防波浮島也存在若干的不足：

　　1.為了達到期望的防波效果所需要研究的課題比較多。

　　2.繩索的拉斷、水下錨固端的破壞都比較容易。

　　3.修補比較困難。

　　由于波浪的原因日本很多湖的沿岸植物帶的面積越來越小，近幾年已引起人們的注意特別是霞浦麻生町島并地區(qū)的情況比較典型1972年該沿岸還是一片50m寬的綠色長廊，到了1997年只剩下10m×60m的一小塊綠地，靠近水的一側(cè)可以見到象似被挖開的寢食斷面，岸邊附近的水深1m左右經(jīng)過對湖心風(fēng)速和風(fēng)向3年間的觀測，掌握了頻率較高的風(fēng)向(不考慮來自陸地方向的風(fēng))，由此算出它的代表波高為064m、周期T=34m，方向為西偏南8°消波浮島的消波率與風(fēng)向有很大關(guān)系，一般在5%～40%之間，要是把反射波的影響考慮進去設(shè)計消波率可達53%設(shè)置在霞浦的消波浮島的消波率，經(jīng)檢測達50%，第二年岸邊植物面積增加34%可見人工浮島的消波效果還是很大的。

       因此，我公司在承接的河道生態(tài)治理工程中，會采用人工人生態(tài)浮島、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)、噴泉曝氣機、水草種植等結(jié)合。不僅實現(xiàn)了水凈化的目的，而且又為城鎮(zhèn)河道增加了一道靚麗的風(fēng)景！

　　經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展，國內(nèi)、外生態(tài)浮島技術(shù)得到極大完善，然而其仍處于試驗與示范階段，存在一些問題和不足。

　　1.現(xiàn)有生態(tài)浮島栽培不易進行標(biāo)準(zhǔn)化推廣應(yīng)用。不同的湖泊河流，其富營養(yǎng)化水平不同，水流、溫度、風(fēng)速、水體波動等都各不相同，需要相應(yīng)的浮島設(shè)計組合和浮島植物種類搭配，很難制定一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)予以推廣應(yīng)用。

　　2.現(xiàn)有生態(tài)浮島難以推行機械化操作。生態(tài)浮島漂浮在水面上，日常的管理均在水面上完成，目前其管理操作大多采用人工完成，在小面積的試驗示范中尚可，若大面積推廣，需要經(jīng)常、及時采收，人工操作就不能滿足需要，限制其發(fā)展。

　　3.現(xiàn)有生態(tài)浮島制作施工周期長。從目前來看多數(shù)的生態(tài)浮島都是采用現(xiàn)場制作及現(xiàn)場種植的模式，大面積制作施工周期較長。

　　4.現(xiàn)有生態(tài)浮島難以過冬。生態(tài)浮島上的植物大多數(shù)不能過冬，尤其在冬季天氣較冷的北方地區(qū)植物需要在第二年春天重新種植。

　　5.現(xiàn)有生態(tài)浮島多數(shù)采用大型水生植物及水生蔬菜難以抵抗極端的大風(fēng)、大雨及大浪。

　　6.國內(nèi)、外目前使用的生態(tài)浮島單體面積較小，大多數(shù)是在小面積的河湖中使用，難以對較大的河湖進行生態(tài)修復(fù)，現(xiàn)需要有超大面積的生態(tài)浮島。

　　目前利用無土草坪的各種優(yōu)點制作生態(tài)浮島已取得很好效果，解決了目前國內(nèi)、外生態(tài)浮島制作技術(shù)存在的諸多問題，并能達到如下效果：

　　1.無土草坪生態(tài)浮島采用禾本科草建成，禾本科草是一類根系發(fā)達，適應(yīng)性強的多年生植物，具有凈化富營養(yǎng)化水體的潛在優(yōu)勢。由于無土草坪生態(tài)浮島草坪高度不高，結(jié)構(gòu)牢固，它能抵抗極端大風(fēng)、大雨及大浪并能達到在不同的水流、溫度、富營養(yǎng)化水平不同等情況下使用。

　　2.無土草坪生態(tài)景觀浮島采用在地面培育已經(jīng)成坪的無土草坪，用草坪在工廠里組合成浮島模塊，到了施工場地根據(jù)所需要的面積，只要將相鄰的浮島模塊相連在一起，即可制成所需生態(tài)景觀浮島，這樣的制作方法使工程現(xiàn)場施工變得更為方便快捷，由于無土草坪生態(tài)景觀浮島特殊的結(jié)構(gòu)及方便的管理可以用它能制成超大面積的浮島。能夠?qū)^大的河湖進行生態(tài)修復(fù)，應(yīng)該說無土草坪生態(tài)景觀浮島目前是國內(nèi)、外能制成超大面積的浮島

　　3.無土草坪生態(tài)景觀浮島制成后漂浮在水面上景觀立現(xiàn)，整齊劃一，就像一塊綠色的地毯景觀效果非常明顯。冬季在南方不凍的水面無土草坪生態(tài)景觀浮島四季常綠，即便在北方冰凍的水面無土草坪被凍在冰面第二年開春能夠返青，返青率遠高于地面草坪。

　　4.用無土草坪制成的生態(tài)景觀浮島表面平整并有足夠的浮力，在大面積使用中工人可以在草坪上用剪草機剪草。無土草坪在地面使用時1怕干旱2怕缺肥，但是無土草坪生態(tài)景觀浮島漂浮在富營養(yǎng)化水面上也就沒有這些問題了。實驗證明水面栽培條件下禾本科高羊茅草的葉綠素含量、葉片含水量、干重、密度、蓋度等指標(biāo)均顯著高于土培條件，草坪每年剪草的次數(shù)高于地面草坪，這樣就能更多的將水體中的富營養(yǎng)物質(zhì)搬離水體，用禾本科無土草坪制成的生態(tài)景觀浮島是對較大的河湖修復(fù)富營養(yǎng)化提供一條有效的新途徑，并具有極高的環(huán)境經(jīng)濟價值、資源價值和社會價值，在國、內(nèi)外具有廣闊的推廣運用前景。

　　凈化作用原理

　　一方面，表現(xiàn)在利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng)，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成為無機物，使其成為植物的營養(yǎng)物質(zhì)，通過光合作用轉(zhuǎn)化為植物細胞的成分，促進其生長，通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中營養(yǎng)鹽;另一方面，浮島通過遮擋陽光抑制藻類的光合作用，減少浮游植物生長量，通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透明度，其作用相對于前者更為明顯，同時浮島上的植物可供鳥類棲息，下部植物根系形成魚類和水生昆蟲生息環(huán)境。

　　生態(tài)浮床有凈化水質(zhì)、美化水面景觀、提供水生生物棲息空間及進行環(huán)境教育等多種 功能。其 優(yōu)點如下：

　　(1)浮島浮體可大可小，形狀變化多樣，易于制作和搬運;

　　(2)跟人工濕地相比，植物更容易栽培;

　　(3)無需專人管理，只需定期清理，大大減少人工和設(shè)備的投資，降低了維護保養(yǎng)費和設(shè)備的運行費用等。