人工湿地对城市生态环境的改善作用

摘　要：随着城市化进程的加快，环境污染、热岛效应、水资源紧张等问题严重影响着城市居民的生存与发展。被称为“城市之肺”的人工湿地具有恢复生态环境、改善水体质量、调节气候变化等作用，称为了人们解决当前问题的有效措施。本文对人工湿地进行了简单介绍，通过借鉴前人研究的基础，结合人工湿地的现实运行结果，总结了人工湿地对城市生态环境的改善作用。

关键词：人工湿地；城市生态环境；污水处理
引言
　　随着城市化进程的加快，城市中的人口、产业等不断增加，城市向周边地区扩展速度加快，但是仍旧不能满足城市生态系统的需求，环境污染、热岛效应、水资源缺乏等问题严重影响城市居民的生存，威胁到人类自身的健康发展。为了恢复城市生态系统，人类模拟“地球之肾”湿地环境，建立人工湿地生态系统，改善城市生态环境。本文对人工湿地进行了简单介绍，通过借鉴前人研究的基础，结合人工湿地的现实运行结果，总结了人工湿地对城市生态环境的改善作用。
　　一、人工湿地概述
　　人工湿地是利用植物、微生物与水资源，人为的模拟自然湿地的生态圈结构，使其具有自然湿地的改善气候、净化污染、恢复环境、维持生态平衡的作用。
　　自从1903年人类第一个人工湿地建成以来，人们对人工湿地的研究越来越深入，目前的人工湿地多是利用生态系统中的基质、水生植物、微生物的吸附、过滤、沉淀、降解、氧化还原等物理、化学作用以及生物转化污染物的作用来实现对污染的处理，达到净化水质、消除污染、恢复生态结构的效果。如人工湿地中有机物的去除多是依靠植物的根茎与微生物作用，富营养水中的N、P等的去除主要是依靠人工基质的吸附交换作用与微生物降解的作用等。
　　按照人工湿地处理污水系统的不同，人工湿地可以分为自由水面人工湿地、人工潜流湿地与垂直水流型湿地。这三种类型的人工湿地具有不同的生态效能，也具有各自的优缺点。 自由水面人工湿地的污水是在湿地表面流动，水位较浅，这也使得其去除有机物的能力不强，不适合处理高盐、富营养水与有机污染物多的水质，且由于水流在表面，易滋生蚊虫和结冰。但是这种湿地投资少，易于操作且运行费用低。对于人工潜流湿地来讲，由于水流从人工基质中流过，所以去污能力较强，且卫生条件好，但是植物的根部易缺氧，冬季处理效果较差，运行费用比自由水面人工湿地高。而垂直流人工湿地是这三种类型中去除有机污染物能力最好的一种，但是运行费用较高，对悬浮物的去除能力较差，操作复杂，易于滋生蚊虫。
　　无论是那种湿地，当其自身的生态结构形成系统，就可以清楚污染物，净化空气，改善环境，对于城市的生态环境具有重要作用。
二、人工湿地对城市生态环境的改善作用
　　人工湿地是在城市中建成的富有多种生物的生态景观，它对于城市中居民的生活、生产具有很重要的调节作用，并且为城市提供了多种资源，对于城市的生态环境具有重要的改善作用。具体来讲，人工湿地对于城市生态环境的改善作用可以分为两个方面，即对：城市生态系统的改善作用与对城市社会环境的改善作用。
1人工湿地对城市环境的改善作用
1.1、处理生活、工业污水，改善城市水体质量
　　城市的生活污水与工业污水中含有大量的污染物，直接排放后对环境危害很多，研究表明，人工湿地能够有效去除生活、工业污水中的有机物、高盐、N、P等超标物质，改善水体质量。杜秀省等人研究了潜流人工湿地系统对氮的去除效果，试验结果显示：水力负荷为0．1lm3／m2·d一0．45m3／m2·d时，TN的去除率为28．8％ 47．6％，NH 一N去除率为21．6％～45．7％。同于慧卿等人将人工湿地中潜流、表面流湿地进行组合用于处理河水，结果表明：组合人工湿地COD去除率为66.7%~94.6%，BOD5去除率为58.6%~97.0%，SS去除率为20.0%~60.0%，氨氮去除率为50.0%~77.8%，总磷去除率为37.5%~88.9%，人工湿地能显著改善水体质量。
1.2、调节水源，防止旱涝灾害
人工湿地由于其独特的地理特征，能够涵养大量的水分，即使是在较为干旱的情况下，也能够依靠土壤与丰富的植物资源储存一部分水分，减缓旱情；在发生洪涝灾害时，由于其储水能力，可以吸收大量的洪水，缓解城市中洪涝的发生。
　　此外，人工湿地除了能够储存水源，还能够净化雨水，减少雨水中污染物的含量，实现水资源的合理利用，这对于减少城市中发生旱涝灾害时对城市造成的损失，同时又能够节约用水起到了很大的辅助作用。在发达国家，人工湿地是常用的雨水处理与资源合理利用的技术，对于城市水循环具有重要作用。
1.3、调节城市气候
　　目前，我国城市内每天都要排除大量的空气污染物，其中CO、CO2、CH4等温室气体站很大一部分，它们的排放造成了城市温度升高、空气混浊，环境恶化。人工湿地能够有效地吸收空气中的这些污染物，同时又减缓温度升高的速度。此外，人工湿地还能够通过蒸发扩散作用增加空气湿度，直接影响周围环境与气候，改善城市的热岛效应。
1.4、保持生物多样性
　　人工湿地的建设过程中需要多种生物方能构成一个合理的生态系统，此外，大多数人工湿地的建设多是为了保护濒危动物，特别是珍稀的水禽类，所以选址一般是在这些野生动植物的栖息、繁殖或者迁徙等地，这在保持生物多样性方面具有重要作用。目前已有的人工湿地很多都发现鸟类的数量得到回升，如：嘉兴人工湿地在运行没多久就有大量的国家一级保护动物来此栖息。
2、人工湿地对城市社会生活的改善作用
人工湿地对城市的改善作用不仅仅体现在对城市生态环境的改善方面，还包括对城市社会环境带来的改善作用。对城市社会生活改善作用主要表现在经济与社会文化两方面的改善作用。
2.1、经济效益
人工湿地除了需要通入资金进行运行外，其自身也具有经济价值。首先，通过人工湿地净化污水，这种净化污水的方法比常规的污水处理方法节约了大量的资金投入且效果良好，并且还能储存水资源。其次，人工湿地通常具有景观效应，可以通过参观获得一部分经济效益。此外，在这些湿地中很多动植物也可以创造经济效益，例如藻类、莲藕、菱角、各种鱼类、虾类、贝壳等都可以作为食品进行加工出售；一部分动植物资源具有药用价值；还有一些动植物可以作为工业原料，如蒲苇是纸质加工常用的原料等。
2.2、社会文化效益
　　湿地本身是一个小的生物 圈，富有多种生物，是环境中重要的组成元素，而人工建设过程中，会依据城市特点，建成不同风格的景观，为城市添加了人工自然景区，美化环境。这可以为人们提供一个良好的放松、锻炼、休憩、释放社会压力的场所，满足城市居民的心理与身体需求。此外，湿地本身提供的良好的自然环境能够陶冶人们的情操，激发自身灵感，具有不可替代的价值。
　　湿地的建设、规划可以为学习建筑设计、园林设计等相关人员提供学习素材；除此之外，湿地中的多种生物组成的生物链、生物群落、生态系统、生态圈具有教育和科研意义，不仅可以为他们提供材料，还可以作为试验基地，方便人们学习、研究。另外，通过湿地对生态环境的改善作用可以让人们认识环境保护的重要性，亲身参与到环境保护的进程中，贡献自己的力量。
结语
　　总之，人工湿地对于城市的生态环境具有明显的改善作用，为了人类能够良好的生存和发展，希望我们每个人都能够为保护人工湿地、保护生态环境贡献自己的一份力。
参考文献：
[1]陈雷，任鹏飞.人类湿地对城市水体生态环境的改善作用[J].吉林建筑工程学院学报.2011，28（1）:48-50.
[2]徐迎.城市湿地对城市人居环境可持续发展影响机制初探[J].资源环境与发展.2007（2）：18-20.