CN115286113B - 一种自我漂浮型草质浮岛及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自我漂浮型草质浮岛及其制备方法。涉及水生态修复和水景观美化技术领域。按照基础漂浮层、交织漂浮层和景观美化层顺序制备浮岛；首先，基础漂浮层提供起始浮力，之后被交织漂浮层的植物根系覆盖，最后将景观美化层制备于交织和基础漂浮层之上。本发明浮力主要来源于优选植物的水性漂浮根系，漂浮根系随植物生长不断更新，从而持续不断产生浮力，避免使用化学合成塑料造成二次污染；草质浮岛能够自我繁殖蔓延，浮岛净化作用随着浮岛植物的生长扩展不断加强，克服了传统生态浮岛植物只能生长在固定好的载体或基质上的局限；可通过简单的切块，将老化的部分整体切块收割，更能彻底方便地去除水体中污染物。

Description

一种自我漂浮型草质浮岛及其制备方法

技术领域

本发明涉及水生态修复和水景观美化技术领域，更具体的说是涉及一种自我漂浮型草质浮岛及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国水生态环境修复进程的持续推进，对水生态修复和水景观美化的技术需求愈发旺盛。通过在浮岛上种植水生植物制备生态浮岛是近年来我国水环境治理、水生态修复的重要技术手段。生态浮岛技术主要靠植物根系的吸附、促沉降等物理作用，根系微生物膜的生物转化作用，植物的吸收和富集等去除水体中的悬浮颗粒物、COD、氨氮、总磷等污染物，达到净化水质的目的；生态浮床技术是水体生态修复技术与景观绿化技术的结合，其除了净化水体之外还兼具美化水体景观的效果。

但是当前制备的生态浮岛几乎都是靠塑料提供浮力。这些塑料载体主要有聚苯乙烯泡沫板、高密度聚乙烯(HDPE)或者其它高分子材料等，其中高密度聚乙烯制制作的浮筏是当前我国生态浮岛技术应用的最为广泛的材料。

这些塑料载体虽然能够提供较好的浮力，但是都属于外源人工材料，塑料经过长时间的浸泡、日晒和物理撞击后会发生破损、崩解、降解等，造成水体塑料垃圾污染、微塑料或塑料渗出物的有机污染。例如HDPE塑料浮岛在使用3～5年后会出现破损、崩解，若不能及时处理，则会进入水环境成为塑料垃圾，污染水环境。

为避免或降低塑料引起的二次污染，现有技术有利用轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、塑料球、木炭、竹炭和活性炭等基质构成浮体材料的方法，但是这些材料经过长时间浸泡后，吸水饱和，浮力会出现下降，除了人为更换基质外，不能实现浮体材料的自动更新。也有利用湖泊底泥烧制成漂浮颗粒构成生态浮岛的浮体材料，或利用轻质混凝土(陶粒混凝土或膨胀珍珠岩或蛭石混凝土或泡沫混凝土)制作浮体材料，但也同样面临长时间泡水后浮力下降、更新困难等问题。

除此之外，现有基于塑料载体的生态浮岛需要将植物种植在塑料载体的孔隙内，限制了植物的扩散，要想扩大生态浮岛的面积，只能继续扩大塑料载体的面积，成本高，环境不友好。另外，普通塑料浮岛通过植物收割的方式去除植物吸收的污染物，植物根系部分很难处理，除非异位处理或原位水下收割植物根系，费时费力。

因此，如何提供一种优化的生态浮岛是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自我漂浮型草质浮岛及其制备方法。克服以上不足，浮力来源于优选植物的水性漂浮根系，从而持续不断产生浮力。同时可在净化水质、美化水景观的同时，不对应用水体带来任何化学合成塑料污染；制备的浮岛植物均为本土种或归化种，不会像入侵植物一样过度蔓延，但可持续自我繁殖蔓延，浮岛净化作用随着浮岛植物的扩展不断加强。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自我漂浮型草质浮岛，包括基础漂浮层、交织漂浮层和景观美化层；基础漂浮层被交织漂浮层的植物根系覆盖，景观美化层制备于基础漂浮层上。

优选的：基础漂浮层为具有海绵组织的植物种类：黄花水龙、水生含羞草、水鳖、水禾中的一种或多种。

优选的：交织漂浮层具有克隆生长特性、根系交织且通气组织发达的植物：李氏禾、铺地黍、双穗雀稗中的一种或多种。

优选的：景观美化层具有观赏效果好、根状茎繁殖和发达通气组织的水生或湿生花卉：三白草、黄菖蒲、紫芋、梭鱼草中的一种或多种。

本发明还提供了一种基于上述自我漂浮型草质浮岛的制备方法，包括以下步骤：

(1)基础漂浮层制备：培育基础性漂浮植物，测定其浮力大小；

(2)继续培育交织漂浮植物层：在基础漂浮植物提供的架构上继续培育交织漂浮植物层，获得植物漂浮体，初始种植重量设定为基础漂浮层承重能力的60％～70％；

(3)制备草质浮岛：根据步骤(2)得到的植物漂浮体的浮力大小，均匀种植制备景观美化层。

有益效果在于：步骤(2)为保障交织漂浮植物的发育速度，同时避免基础漂浮层承重过大；

步骤(3)形成既具有水体净化功能又有良好景观效果的草质浮岛。

优选的：步骤(1)制备场所：流动性小的水体中。

进一步的，步骤(1)可在待修复的池塘、湖泊等流动性小的水体中种植基础漂浮植物，具体为在闭合的PVC框内种植漂浮植物种苗使其生长满框，测试生长满框后漂浮植物的浮力大小，计算其能承受的重量大小；

步骤(3)还包括解除PVC框架，草质浮岛实现自我生长更新，通过切块收割的方式维护草质浮岛的生长和去除其吸收的污染物。

优选的：步骤(2)交织漂浮植物层的筛选标准：根据单株植物的重量和扩张速度，选取单株生物量小、生长扩散速度快的种类；继续培育：交织漂浮植物种苗需均匀交叉布置在基础漂浮植物层之上，根系伸入水中，待交织漂浮植物层发育成熟时，覆盖基础漂浮层80％以上的面积，视为交织漂浮层制备成功，测定其浮力大小，计算其承重能力。

本发明还提供了上述任一的一种自我漂浮型草质浮岛在环保中的应用。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种自我漂浮型草质浮岛及其制备方法，取得的技术效果：

本发明的浮力来源于优选植物的水性漂浮根系，漂浮根系随植物生长不断更新，从而持续不断产生浮力，避免使用化学合成塑料造成二次污染；

草质浮岛能够自我繁殖蔓延，浮岛净化作用随着浮岛植物的生长扩展不断加强，克服了传统生态浮岛植物只能生长在固定好载体或基质上的局限；

可通过简单的切块，将老化的部分整体切块收割，对比普通塑料浮岛只能收割地上部更能彻底方便地去除水体中污染物，实现水体中营养盐的去除。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种自我漂浮型草质浮岛及其制备方法。

实施例中，黄花水龙的浮水茎节上常生圆柱状海绵状贮气根状浮器；水生含羞草(又名眠浮草)的茎膨化成海绵组织提供浮力；水鳖的叶片远轴面有蜂窝状贮气组织；水禾叶鞘膨胀为发达的通气组织可为其浮水生长的特性提供浮力；

植物单株生物量：李氏禾<双穗雀稗<铺地黍，蔓延速度：李氏禾>双穗雀稗≈铺地黍；

三白草、黄菖蒲、紫芋、梭鱼草：具有根状茎、发达通气组织，四季常绿、观赏效果好。

实施例1～3为广东地区的具体实施例。

实施例1

1、以黄花水龙和水禾培育基础漂浮层，测定其浮力大小，在待修复的池塘、湖泊等流动性小的水体中种植黄花水龙和水禾，具体为在闭合的1m²的PVC框内种植2种植物使其生长满框，形成基础漂浮层，测定其浮力大小，计算其能承受的重量大小。

2、在黄花水龙-水禾基础漂浮植物提供的架构上，种植李氏禾和铺地黍，培育李氏禾-铺地黍混合交织漂浮植物层。初始李氏禾和铺地黍的应用量为基础漂浮层承重能力的60％～70％。将李氏禾和铺地黍种苗(80％：20％比例)植均匀交叉布置在基础漂浮层之上，根系伸入水中，当李氏禾-铺地黍混合群落覆盖基础漂浮层80％以上的面积时，测定其浮力大小，计算其承重能力，得到植物漂浮体。

3、在制备的植物漂浮体(李氏禾-铺地黍-黄花水龙-水禾)基础上，从备选的景观植物中选取黄菖蒲和三白草两种花卉，根据浮体的承重能力均匀种植在浮体上，形成既具有水体净化功能又有良好景观效果的草质浮岛。

4、待草质浮岛发育成熟稳定后，解除PVC框架，草质浮岛实现自我生长更新，通过切块收割的方式维护草质浮岛的生长和去除其吸收的污染物。

实施例2

1、以水生含羞草和水鳖培育基础漂浮层，测定其浮力大小，在待修复的池塘、湖泊等流动性小的水体中种植水生含羞草和水鳖，具体为在闭合的1m²的PVC框内种植2种植物使其生长满框，形成基础漂浮层，测定其浮力大小，计算其能承受的重量大小。

2、在水生含羞草-水鳖基础漂浮植物提供的架构上，种植李氏禾和双穗雀稗，培育李氏禾-双穗雀稗混合交织漂浮植物层。初始李氏禾和双穗雀稗的应用量为基础漂浮层承重能力的60％～70％。将李氏禾和双穗雀稗种苗(80％：20％比例)植均匀交叉布置在基础漂浮层之上，根系伸入水中，当李氏禾-双穗雀稗混合群落覆盖基础漂浮层80％以上的面积时，测定其浮力大小，计算其承重能力，得到植物漂浮体。

3、在制备的植物漂浮体(李氏禾-双穗雀稗-水生含羞草-水鳖)基础上，从备选的景观植物中选取紫芋和梭鱼草两种花卉，根据浮体的承重能力均匀种植在浮体上，形成既具有水体净化功能又有良好景观效果的草质浮岛。

4、待草质浮岛发育成熟稳定后，解除PVC框架，草质浮岛实现自我生长更新，通过切块收割的方式维护草质浮岛的生长和去除其吸收的污染物。

实施例3

1、以黄花水龙和水禾培育基础漂浮层，测定其浮力大小，在待修复的池塘、湖泊等流动性小的水体中种植黄花水龙和水禾，具体为在闭合的1m²的PVC框内种植2种植物使其生长满框，形成基础漂浮层，测定其浮力大小，计算其能承受的重量大小。

2、在黄花水龙-水禾基础漂浮植物提供的架构上，种植李氏禾和双穗雀稗，培育李氏禾-双穗雀稗混合交织漂浮植物层。初始李氏禾和双穗雀稗的应用量为基础漂浮层承重能力的60％-70％。将李氏禾和双穗雀稗种苗(80％：20％比例)植均匀交叉布置在基础漂浮层之上，根系伸入水中，当李氏禾-双穗雀稗混合群落覆盖基础漂浮层80％以上的面积时，测定其浮力大小，计算其承重能力，得到植物漂浮体。

3、在制备的植物漂浮体(李氏禾-双穗雀稗-黄花水龙-水禾)基础上，从备选的景观植物中选取三白草和梭鱼草两种花卉，根据浮体的承重能力均匀种植在浮体上，形成既具有水体净化功能又有良好景观效果的草质浮岛。

4、待草质浮岛发育成熟稳定后，解除PVC框架，草质浮岛实现自我生长更新，通过切块收割的方式维护草质浮岛的生长和去除其吸收的污染物。

实际测试结果表明：

植物浮岛有净化水质的效果，草生长的时候会不断吸收水体中的污染物，然后通过收割草，把污染物去掉。

实施例1～3收割草的时候直接切块，把整块的草(包括草根)也收割掉，而普通的塑料浮岛只能收割浮排上部的地上部植物部分，很难收割浮排下部的根系，使用、净化效果远低于本发明。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种自我漂浮型草质浮岛，其特征在于，包括基础漂浮层、交织漂浮层和景观美化层；所述基础漂浮层被交织漂浮层的植物根系覆盖，所述景观美化层制备于所述基础漂浮层上；

所述基础漂浮层为具有海绵组织的植物种类：黄花水龙、水生含羞草、水鳖、水禾中的一种或多种；

所述交织漂浮层具有克隆生长特性、根系交织且通气组织发达的植物：李氏禾、铺地黍、双穗雀稗中的一种或多种；

所述景观美化层具有观赏效果好、根状茎繁殖和发达通气组织的水生或湿生花卉：三白草、黄菖蒲、紫芋、梭鱼草中的一种或多种。

2.一种基于权利要求1所述自我漂浮型草质浮岛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基础漂浮层制备：培育基础性漂浮植物，测定其浮力大小；

(2)继续培育交织漂浮植物层：在基础漂浮植物提供的架构上继续培育交织漂浮植物层，获得植物漂浮体，初始种植重量设定为基础漂浮层承重能力的60％～70％；

(3)制备草质浮岛：根据步骤(2)得到的植物漂浮体的浮力大小，均匀种植制备景观美化层。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)制备场所：流动性小的水体中。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)交织漂浮植物层的筛选标准：根据单株植物的重量和扩张速度，选取单株生物量小、生长扩散速度快的种类；所述继续培育：交织漂浮植物种苗需均匀交叉布置在基础漂浮植物层之上，根系伸入水中，待交织漂浮植物层发育成熟时，覆盖基础漂浮层80％以上的面积，视为交织漂浮层制备成功，测定其浮力大小，计算其承重能力。

5.权利要求1所述的一种自我漂浮型草质浮岛在环保中的应用。