湿地的概念与设计原则

第一篇：湿地的概念与设计原则

湿地的概念和设计原则

今年2月2日是第13个世界湿地日，其主题为“从上游 到下游，湿地连着你和我”。

湿地与森林、海洋并称全球三大生态系统，具有巨大的生 态功能，对维护地球的生态平衡具有十分重要的作用。由于兼 具陆地生态系统和水生生态系统的特点，湿地是地球上生产力 最高的特殊生态类型，具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候、美化环境和维护生物多样性等重要生态功能。湿地 也因此被誉为“地球之肾”、“天然水库”和“天然物种库”。

然而随着人类社会经济的发展，全球湿地不断遭到过度开 发和破坏。为加强对湿地的保护和利用，19 7 1年2月2 日，来自18个国家的代表在伊朗南部海滨小城拉姆萨尔签署 了《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》（简称《湿地公约》〉。这一公约于1 9 7 5年12月正式生效。为了 纪念这一创举，并提高公众的湿地保护意识，1 9 9 6年《湿 地公约》常务委员会第19次会议决定，从1 9 9 7年起，将 每年的2月2日定为世界湿地日。

中国湿地资源丰富，单位面积大于10 0公顷的湿地总面 积为3 8 4 8万公顷，居世界第四、亚洲第一。中国自19 9 2年加入《湿地公约》后，采取了一系列重要措施保护湿地，目前已有超过4 0 7。的自然湿地得到有效保护。2008年我国新 增国际重要湿地6块，总数达到3 6块；新建国家湿地公园2 0 个，总数达到38个；全国湿地类型自然保护区达到550多处。

住房和城乡建设部十分重视城市湿地公园的建设和管理，到目前为止已批准建立5批共30个国家城市湿地公园。

世界自然资源保护联盟、联合国环境规划署和世界自然基金会 编制的世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋一起并列为全球三 大生态系统。湿地学是一门自身科学体系尚待完善的年轻学科。由 于湿地环境的过渡性、生物群落的相兼性、所处自然条件的复杂性，使湿地边界的划分非常困难。近一个世纪以来，世界各国给湿地所 下的定义就有50多种。

湿地的定义

根据性质差异可分为狭义和广义的湿地定义两种。

1.狭义的湿地定义

1956年美国渔业和野生动物保护组织的定义为：被浅水、暂时 或间歇水体所覆盖的低地，包括以出露植被为明显特征的浅湖和池 塘；不包括永久性河流、水库和深湖泊的水面，以及那些对湿地植 被生长没有什么效果的暂时性水面。

20世纪70年代末该组织对湿地定义作出修正：陆地生态系统和 水域生态系统之间的转

换区，其地下水位通常达到或接近地表或处 于浅水淹覆状态。

湿地的三个基本特征：湿地水文、湿地植物和湿地土壤。

狭义的湿地定义强调湿地生物、土壤和水文的彼此作用，以及 三大因子的同时存在。符合湿地处于水陆过渡带的特殊地位，反映 了湿地生境多样性的典型特征。

可能出现的问题：由于湿地与开阔水体是紧密联系的，人为地 彼此隔离开来，会在保护管理上出现难题。

2〃广义的湿地定义

1971年《关于特别是水禽栖息地的国际重要湿地公约》定义为： 不问其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6m的水域。

广义的湿地定义告诉我们什么可以划入湿地，并未指出湿地共 同的本质特征。陆地生态系统和水域生态系统之间的转换区，其地 下水位通常达到或接近地表或处于浅水淹覆状态。

有学者认为广义的湿地定义在管理上有明显的优点：陆地是湿 地镶嵌的背景基质，沼泽、湖泊、稻田等是其中的富水的斑块；溪 流、江河、渠系等则是斑块之间水力联系的廊道；水的循环是湿地与背景基质、大气、海洋之间物质交换的基本方式，以此将全 球的湿地生态系统联系在一起。任何一处湿地发生退化和丧失，都会直接或间接影响到其它湿地的状况。

3〃湿地的基本概念

也有学者认为将水体本身及一些人工系统划分为湿地，不 利于湿地的研究和保护。由于过渡带湿地所处的特殊地理位置，带来的环境效益难以估价，遭受人类活动破坏的过程中首当其 冲。同时过渡带面积小，当受到破坏时往往不为人们所重视。广 义的定义无形之中降低了保护过渡带湿地的重要意义。

虽然就地貌学而言，湿地和湖泊都是一种过渡现象。在纯 自然力的作用下，湿地会在一些自然过程影响下逐渐消失，但 这一过程通常极其缓慢，并可能达到近似的动态平衡。

湿地在自然界中可以在不同时期分别具有干和湿的特性。人类活动除了对湿地造成直接破坏外，更多的则是对湿地赖以 生存的环境造成破坏，从而加快了湿地消亡的速度。

目前对湿地的持续破坏，在很大程度上是由于对湿地的认 识不足，造成对湿地生存环境的破坏。

城市湿地公园的概念

为了更好地保护与合理利用城市湿地，规范城市湿地公园 规划设计方法，促进人与自然的和谐发展，住房和城乡建设部 于2005年出台了《城市湿地公园规划设计导则（试行”。

城市湿地公园是一种独特的公园类型，是指纳入城市绿地 系统规划、具有湿地的生态功能和典型特征、以生态保护、科 普教育、自然野趣和休闲游览为主要内容的公园。

城市湿地公园与其它水景公园的区别：

^强调湿地生态系统的生态特性和基本功能的保护和展示； 突出湿地所特有的科普教育内容和自然文化属性。

城市湿地公园与湿地自然保护区的区别：

^强调利用湿地开展生态保护和科普活动的教育功能；充 分利用湿地的景观价值和文化属性丰富居民休闲游乐活动的社会 功能。

城市湿地公园建设应该：

基于湿地的典型特性，即地表水的净化和调节；使城市湿地 兼具野生的和园林的自然特征。

城市湿地公园建设原则：

以保护恢复湿地的生态功能为前提；以充分发挥湿地的环境 效益为目标；以充满自然野趣的湿地景观为特色；以围绕湿地的 科普教育活动为内容，开展生态环境保护宣传。城市湿地公园建设不应：

城市湿地公园#传统的公园水景、水上乐园；

城市湿地公园#种植水生植物、营造湿地景观；

城市湿地公园#城市湿地―城市文化公园。

城市湿地公园的类型

1.天然湿地公园

利用原有的天然湿地所开辟的城市湿地公园。应避免开辟成 公园后对原有生态环境的干扰与破坏；鉴于多数城市湿地的退化 与贫瘠化状况，城市湿地公园应以生态修复为工作重点；还应考 虑城市湿地公园的环境容量和游人的安全保护问题。

2^人工湿地公园

利用人工湿地、或人工营建的城市湿地公园。应综合考虑当 地的水资源总量、土壤条件、地下水状况等；应具备天然湿地的 生态功能、以发挥环境效益为主要目标，兼有科普教育与游憩功 會旨。

湿地公园规划设计

1.城市湿地公园设计理念

以湿地的自然复兴、恢复湿地的领土特征为指导思想；以形 成开敞的自然空间和过渡地带、接纳大量的动植物种类、形成新的群落生境为主要目的；为游人提供生气盎然的科普教育和游憩空间。

2^城市湿地公园设计目标

综合治理湿地整体水域和周边环境；恢复湿地自然生态系统，促进 湿地自然发育，提高生物多样性水平，实现湿地景观自然化；核心是协 调水与植物的关系，提高水、土质量。

3^城市湿地公园建设措施

人工控制形成恒定的泻湖水位；水生和沼生植物构成生物泻湖。

城市湿地公园案例

1.苏塞省级公园

设计意图：利用萨维涅湖的泻洪池营造沼泽地；借助鸟类使公众在 公园里流连忘返。

设计措施：首先将平峰水塘串通，然后用土堤将沼泽地与其他水面 隔离，使其自成一体；由于是以观赏为主要目的的沼泽地，因此在不同 水深的基床上栽种了多种喜湿植物、水生植物；借助邻近水塘中设置的 水泵，使沼泽地中的水位保持恒定。

1984年在沼泽地中栽种了27种植物，并采取封闭管理措施，使植 物的演进完全自发进行。根据1997年的监测，沼泽地中的高等植物达到61种。

由管理人员引入两种：桤木、垂叶苔草。自然生发了43种，其中包 括两种柳类在1986年竹子遭冰冻、重新划定沼泽地和基床后出现。原先 栽种的11种植物自然消失：植物群落的演变结果，几乎推翻了原先的种 植设计，表明植物在品种和数量上的自生演化是迅速而重要的消失的种类：澳洲芦苇。

取代的种类:鸢尾；千屈菜；苔草（占据最高的基床，远离原先种植 区夂香蒲（侵占大量基床，并正在迅速填满水面X

植物物种与群落迅速演化的原因：

通过水泵和流水获得更新的水量太少，以及水面和种植基床的抬高，导致水体的富营养化；大量的动物物种在消耗植物群落，以及入侵物种的竞争，比如鸢尾和芦苇之间发生的情况；遭到冻害的竹 类植物没有得到补种。

采取的管理措施影响；对周边水系中水草的清除；手 工拔草；清除水龙的化学除草剂；有选择的伐除自生的柳 类植物。

总之凭经验的行动并不能使沼泽地回归栽种之初的面 貌，但限制了植物迅速填满水面，并使群落生境趋于多样 性。对管理者而言，保持并增加可以观察到的鸟类品种及 数量非常重要。

^秦皇岛海滨森林公园

设计：北京北林地平线景观规划设计院

时间：始建于2006年。20世纪50年代起，曾在滨海 沙滩上营造人工防护林地。

面临的主要问题：树木的自然老化；树种单一化明显； 城市建设的影响；兴建野生动物

园，林地资源被蚕食。

措施：引入野花草花组合，加剧林地植物竞争，促进 群落更新；针对不同林班提出调整，补充措施；对野生动 物园等项目进行生态化改造，恢复林地风貌。

秦皇岛海滨国家森林公园前身是2 0世纪5 0年代起利 用滨海沙滩营造的人工防护林地。随着原有树木的自然老 化和城市的建设发展，尤其是90年代中期野生动物园的兴 建使滨海防护林面临巨大威胁。

设计以促进植被自然更新为目标，在园中引入富有生 命力的草花，利用其强大的适应性作为先锋植物，使公园 成为各种植物竞争的场所，促进动植物向更高的群落生境 发展。

新河景区整治：己利用新河形成河、湖、塘、溪、沼泽 等水系。

针对水系的整治措施：

对新河流域进行再自然化整治规划，措施促进新河复 兴；沟通全园水系，利用丰富的支流水系形成水土林的交 融；

对原有的鱼塘、荷塘进行再自然化整治，措施包括：

沟通鱼塘、水塘、荷塘、溪流等，促进水体循环；对原 有硬质驳岸进行生态化改造，形成自然缓坡；利用编织木 条、树枝等固定驳岸，为鱼虫提供栖息空间；丰富水生、湿 生植物种类，栽种水体防护林体系。

土壤改良：局部采取垫土，换土；铺设草垫作为隔盐 带；沟通疏浚原有排盐沟；防止海水倒灌。

鸟类保护：规划鸟类核心保护区；按季节严格控制游 览范围，人数；根据鸟类习性设置各类观鸟设置。

第二篇：谈谈游戏原画中的概念设计(演讲稿)

谈谈游戏原画中的概念设计-演讲稿

作者：冬眠狂人

这演讲稿是配合【谈谈游戏原画中的概念设计】课件使用的。

导言

有这样一群人，他们高兴自己能让许多玩家能进入他们创造的世界而愉悦，让许多的影迷观赏到一个个美轮美奂的画面而幸福。他们很遗憾更多的创作时间奉献给了别人，却没有很好的奉献给自己，做自己梦想中的艺术！但他们得到的是奉献时间交换来的价值。他们就是——概念设计师！

什么是概念设计？

概念设计实际上是项目环节中作为指导和引领项目中后期制作方向的前期准备工作。因为是最早实现项目美术风格和项目蓝图、也是最便于修改和调整创作思路、方向的步骤。一个好的概念设计师决不仅仅是一个会画出漂亮画的人，画出心中的画面只是设计师必须要掌握的一门技能，它能帮助我们快速实现自己大脑画面、方便协助我们与其他合作者沟通，在最初期完成项目的雏形。

那概念设计师涉及哪些领域呢？

一、游戏项目开发

这是最主要的方面。整个项目的世界观、玩法、游戏种类、游戏视角、美术工作制作数量和投入人力资源„„以此定下来最适合此项目开发的美术风格。§

包括角色的体型、服装、职业服装区分、换装分割点、升级方式、级别对比等等，包括明晰的三视图和主负色和面料、细节以及复杂程度，在设计这些的过程就要开始考虑到3D角色的模型面数、贴图大小、动作的蒙皮、骨骼„„等等的美术制作能顺利进行、避免出错。场景需要定下来区域、地图、地域风貌、气候、当地文化、人文习惯、居住环境和建筑基本构成方式，并且区分每一个区域的差异性，让玩家在这个虚拟的世界完全置身其中。概念设计师的工作不但要为前期文字策划服务，还要为中后期的制作人员更多的考虑，提供方便。

二、电影概念设计

与游戏的区别在于，我们服务的人群将不一样，我们服务于导演、编剧、制片还有市场调研，我们需要了解剧情的时代背景、故事内容、影片情绪基调、拍摄地、选择演员、设计可以实际实用的道具和服装、考虑预算和制作数量、制作方法。§

三、当然概念设计师还可以涉及到其他的一些领域，如游戏海报、广告、动画片、玩具手办、插画、书籍出版等等。

我最钦佩的概念设计师Craig Mullins

想必在座的各位都很熟悉吧，那我就跳过了啊

Craig Mullins是CG插画、概念设定领域的行家和大师。多次获得CG美术类的奖项。他的绘画风格多样，尤其擅长使用简单的块面和色彩来表现丰富逼真的光影效果。他对很多插画、漫画以及经典艺术品的技法都有深入的研究探索，他将这些研究融入了自己的商业创作中，已成为一位知名的插画创作高手。

Craig Mullins参与的部分项目一览：《最终幻想》，《星球大战》，《极品飞车7：地下狂飚》，《Tao Feng： 莲花之拳》，《HALO 2》，《凤凰计画》，《神话II》，《红警2》，《帝国时3》等等 这是他的部分作品：

这2张都是CM为帝国时代画的。

CM有些作品的完成度很高，有些像是未深入完的半成品，但许多半成品却不妨碍我们队它的解读和欣赏。§不少概念原画只给个勾线的草图就行了，没有色彩没有细节。§§CM说他并不喜欢花太多精力在那些全新的超强数字工具上面

有些人总是对我们伟大的祖国没有信心，认为国内的概念设计水平一XXX= =好！今天大家就来看看，中国的概念设计到底好不好？以下都是国人的作品。这张千手观音是上海花田公司的

这是诺亚的概念画，他的画我一直都很喜欢。这张是诺亚为佣兵天下画的宣传图 这张是BOBO的

这是第七届中国国际动漫游戏博览会上的一幅图

另外，EXPOSE每年都会集结全球最优秀的CG作品，从中我们可以了解到整个行业的更新和中国的动态地位。目前出到了第10本。

你的笔触今天牛B了么？！

我常听说“某某这个笔触好帅呀！某某那张很爽呀！”这种欣赏对我们提升自身技术并没有什么作用。国内的“笔刷狂热者”不在少数，只要看到好画必求笔刷，仿佛有了那个就有免死金牌一般踏实。这也和现在的艺考乱拜师一样畸形。§

很多人画不好，其实是把有限的精力都浪费在无望的追求上了，玩笔触，玩效果，玩形式。这些都是皮毛而已。

很难么？

一点都不，只要很短的时间。无外乎图层叠加拼贴而已，一点技术含量都没有，这根本不是画的，而是做的。

依旧是看图说话，cm的加勒比海盗

右图的关键区域我已经标出来了，这些无一例外是处于亮部的形，包含了高光，质感，体积的体现。所以CM处理的很精致，而我没画到的区域，一般都是CM常用的狂草，为什么CM画的这么精彩，只是绘画中最基础的---对比 用力均匀的结果，就是全部都黯淡无光！画面中没画圈的地方，多一笔少一笔并不损失效果，而亮部的形，那是“主角jue”---就像京剧里那个高腔一样，一点马虎不得。亮部的每一笔，都在说明形体走势，边缘锋利。每一笔都不可缺失，而相反灰色区域和暗部，似有似无。这就是画面节奏!你的脑海必须忘记效果这个词，只有一个东西，我怎么能画的比对象更有好看？我怎么同时保证真实和结构准确的同时还有个人的东西？ 以此检查你的画面，是否又做到这么严谨？是否浪费了太多时间想努力的表现“效果”？反复涂抹帮不了你。惜墨如金这个老话适用于所有时代。功夫花只在刀刃上！

用一句玩笑话说，画画要像奸商一样抠门~无关紧要一律不画，画了必须有回报。一分钱掰成两半花，一本万利才是赚了。

你是“不抠细节会死星人”吗？

这么做你不仅仅是跟自己过不去，还是和照相机过不去。你花多年训练，画个十天半个月冒着还有可能不像的风险才抵得上人家“咔嚓”一秒的效果，你不会傻的这么可爱吧？

画就是画，照片就是照片。1.画面必须有提炼和自己的感受。2.视觉中心，有且只有一个。不然花那么大劲儿还吃力不讨好。

提炼-强化，很多好看的画，他们都是经过画家人为强化的（像左边两幅），所以他们才可以找得到碗饭活到今天~ 至于强化的美不美？那就看你的艺术修养了~抄袭是毒药，无论是抄人家的画风或者抄照片，只会把你变成一个会画画的笨蛋而已。

而很多时候画坏的笔触未必是无用的，只要这一笔不错在关键部位，无伤大雅。

所以也用不着抹掉，自然生成的肌理比任何一种现成的材质图都好，因为这是唯一的，属于你自己的效果。

总之画画就是用脑画，用心画，如果你真的爱画画的话。

IF你想成为他们中的一员？

SO:你需要具备两个最基础的能力：

一、就是大量的专业能力。比如丰富的历史人文知识、扎实的美术功底、可以应对市场需求不断转换的美术风格、熟练的电脑绘制技术、项目流程的了解等等。

二、良好的沟通能力、服务态度、敬业精神、人际关系、大量的人脉积累。有好的项目负责人欣赏你，有好的朋友推荐，有导演喜欢你的风格„„你会有更多的机会！这两条能力，积累10年，我想你的成就一定不会太差！概念设计师应有的态度

• 你不是艺术家，艺术家是一种特殊的定义，概念设计师与艺术家的区别在于，你的工作是先服务于大众的，已经定义了要以大众为先，因此你被通称为艺术工作者。当然那些躲在地下室里天天吃泡面只为自己画画，服务于自己的感受，得不到社会认可的，天天骂没有人懂他的艺术的，也不能称为艺术家，只能称为打着艺术幌子的混子。

• 除非有一天你的创作能在服务自己的同时又能被大众喜爱的时候，你是幸运的，你创作的自我感受可以转化成为有价值的艺术品，这时候你可以称之为艺术家，也是你应该为此努力的方向。我们无需难过，我们应该高兴自己能让许多的人因为我们的创作而愉悦，让许多的项目因为有我们的参与获得成功，但我们得到的是奉献时间交换来的价值，我们会过上很好的生活，至少让家人衣食无忧，也让我们能够有财力支撑我们的业余时间可以创作自己的艺术，这便是很幸福的事情~

不要担心画画永远买不到房~啊，也不要抱怨中国市场没有国外的好。中国靠画画成为富豪的不在少数，而且这也是个好契机，因为如果你可以成为把市场变好的人，那你将是英雄，乱世出英雄！你是英雄还是狗熊呢？

第三篇：帕米尔高湿地原保护区的主要事迹

帕米尔高湿地原保护区

一、保护区概况

帕米尔高原湿地保护区位于克孜勒苏柯尔克自治州阿克陶县木吉乡和布伦口乡及塔什库尔干县交界处，东临吾依塔克，西临塔吉克斯坦行政上属于阿克陶县，距阿图什130千米。保护区平均海拔3300—3500米。高山、冰川与湿地

在帕米尔高原湿地保护区的西南，有号称“冰山之父”的慕士塔格冰山和公格尔九别峰，冰川面积4万公顷左右。慕士塔格峰，塔吉克语意为“冰山之父”。慕士塔格峰是东帕米尔高原三座高峰之一。峰顶浑圆，终年积雪，冰雪平均厚度达100－200米。有十余条冰川沿峡谷倾泄而下，气势雄伟。发源于帕米尔高原木吉山的盖孜河流域经保护区，自南向北穿过帕米尔山地北侧进入喀什平原。动植物

帕米尔高原保护区域内湖泊、沼泽众多，是许多珍禽的繁殖栖息地。自然生态系统保存完好，动植物资源丰富。植物资源有新疆特有的珍稀植物矮沙冬青及苔草、马兰、冰草、水麦冬、棘豆、披碱草、针茅、马先蒿、报春等百余种。动物资源有兽类10多种，鸟类17目，42科，200多种。主要有雪豹、北山羊、胡兀鹫、盘羊、猞猁、大天鹅、棕熊、苍鹭、岩羊、黑鹳等。

二、帕米尔湿地保护区主要事迹

在3.5万平方公里的茫茫无人区，帕米尔高原湿地保护区全体工作人员，爬冰卧雪，风餐露宿，与武装盗猎分子浴血奋战，积极救护野生动物，在珍稀野生动物及其生存环境的保护、宣传中做出了突出贡献。

帕米尔高原湿地保护区建立初期，盗猎野生动物和公开买卖、运输野生动物的犯罪活动十分猖獗，胡兀鹫、雪豹、盘羊等野生动物的生存环境由于大规模非法采挖捕捞遭受严重破坏。帕米尔高原湿地工作人员想方设法，在县林业局支持下解决了保护区基地住房。由于保护区海拔高、面积大、涉及范围广这对保护区管护人员的巡逻、宣传工作带来严峻考验，管护人员克服种种困难，分批次、分班组对保护区24小时不间断巡逻。由于没有交通工具，工作人员只能靠步行、骑马和骑牦牛对保护区进行宣传、巡逻。他们每次外出都要爬冰卧雪，风餐露宿，饿了就用雪水把馕泡泡吃。经过管护人员不懈的努力和对保护区巡逻力度的不断加强，保护区内盗猎犯罪活动发案率明显下降，保护工作取得了实效。帕米尔高原湿地保护区地处海拔3300—3500米的高原深处，在严重缺氧高寒的恶劣气候条件下保护区工作人员长期坚守在工作一线，日复一日，年复一年的不懈工作。由于长期在高寒缺氧的条件下工作，大部分工作人员都患有不同的高原病。（如关节炎、心肺肿大）恶劣的环境并没有吓倒保护区的工作人员，反而坚定了在帕米尔高原湿地保护区的工作的信心，无私的为湿地保护区做贡献。

第四篇：光机设计概念与分析

第一章：投影机系统简介

1-1 光机设计初步认识 1-2 光源在照明系统之行为

1-3 反射罩口径与焦距之关系

第二章：投影机光学元件的角色与作用

2-1 成像基本概念 2-2 照明系统投射原理 2-3 成像基本概念

2-4 Lens与Panel之关系 2-5 系统F#之计算 2-6 系统设计实例演练

第三章：光机设计分析软件实例介绍

3-1 Zemax 3-2-1 ASAP 3-2-2 ASAP

第一章：投影机系统简介 1-1光机设计初步认识

照明系统的设计目的为何?灯源在LCD中有何作用?

现在要说明的是投影机光机之设计的基本概念。在此，我们以一三片式穿透式LCD光机为例。如画面中所显示的是一般所使用的三片式LCD所组成之光机系统。整个 LCD projector的作用是因为LCD本身并非自发性的发光元件，所以必须使用一个灯源来提供光源。使其能透过照明系统，有效的照射于LCD面板上，提供LCD面板投影至镜头所需要的光源。

首先，我们将照明系统视为一个黑盒子，灯源的发光分布经过投影机系统成像到LCD面板上面。由于灯源本身特性使然，其在空间上之能量部分如图A中所示，如果将此光源直接照射于液晶面版上面，除了使得光使用效率大打折扣外，也会使的面版上呈现不均匀之能量分布，进而影响了成像质量。所以照明系统设计之目的，就是希望透过设计的技巧，除了提升光源之效率外，并能均匀化液晶面版上之能量，如图B中所示。

如此一来，可使得LCD成像面上的每个位置都达到均匀效率的分布。透过这样的设计，可将LCD面板透过镜头成像的影像效果达到最佳质量。

1-2光源在照明系统之行为 灯源于反射罩上之行为如何?

为了使设计之照明系统更符合实际之需求，有效而准确的掌握光于照明系统之行为，就成为首要之事，所以首先我们由灯开始，藉由简单之几何关系，了解光于反射罩上之行为。如图1所示，是一2次曲线方程式，我们将曲线上第1焦点定义为f1、第2焦点定义为f2，而曲线顶点与第一焦点距离则定义为f，两焦点之距离为S。首先由f1发射出一光源达到反射罩P点上，经过反射罩，必定会聚焦于f2上面。在f1、P、f2三点所构成之三角形关系式中，我们定义f1到反射罩的距离为r，P点与f2之距离则定义为r’；光线与光轴的夹角为α。则我们利用此三角关系式可以导出

公式1 ：(r')2=r2+s2α)。

如果我们再把两焦点之距离S与焦距F之间定义为延伸率E，整个r的广义式子就是画面中的公式2。所以利用公式2可以广义的定义任意一个曲线。

举例来说：如果在f1焦点上，有一个大小固定的光源时，光线会有一个 △f1的变异量，因此在其聚焦点的位置上，就会产生 △f2=E△f1。所以当f1有△f1的变化量时，在f2的聚焦点会有 E△f1的变异量。利用此关系式，当f1有一定的变化量时，就可以很清楚的知道，光经过一个反射罩之后，光与聚焦点处的变化量的大小为何。当S=0时，由公式2可知，R会等于F，为一个圆的表示式。当S=∞时，r可以简化成，2倍的焦距除以1加上 cos α，如画面上的公式3，为反射罩一抛物线的表示式。

1-3反射罩口径与焦距之关系

何谓抛物线的表示式?如何求出反射罩所需之最小口径及最大口径半径?

为了解光源经过反射罩时之行为，由前面我们得到的抛物线表示式：r为2倍的焦距除以1加上cos α，分别模拟以光α=45及α=135，来看其在反射罩上之光线的行为。当α＝45度角时，代入抛物线的表示式公式1时，可得r=2(2-√2)f。相同的，当α＝135度角（也就负45度时）可得r=2(2 + √2)f。也就是说利用抛物线的表示式，随时可以求出当α为不同角度时，R与f之间之关系式子。以我们平常所使用HID灯而言，一般的张角是由45度到135度之间，所以利用此公式，进而我们可以计算出反射罩所需之最小口径及最大口径半径。依图1例子，当α＝135度时，光线由135度角出射后，这是其最大张角，因此反射罩必须当R是极大值时才可收到光。所以当R为最大值时，可得

公式一：Rmax= r.cos 45° 公式二：Rmax =(2 √2+2)f。

利用此关系式我们可以重覆的计算出Rmax 与Rmin 之间的关系。由式子1和式子2我们可以导出

公式三：Rmax =(2 √2+2)f、Rmin =(2 √2-2)f。

我们也可由导出的结果中发现，只要是使用抛物杯的反射罩时，当焦距固定时，其最大的口径半径就已经可以决定了。而且当f固定时，最小半径也已经决定了。所以利用这些关系式结果可以决定反射罩之使用效率。

如何求出不同焦距时的所需要的最小的口径半径和最大的口径半径？

接着，我们将前面的图以制表方式呈现，画面中表格的横轴显示的是反射罩的焦距Focal Length，纵轴表示的是反射罩的口径半径。如画面中图形所示，当焦距固定为8mm时，其最小的口径半径为6.63，最大的口径半径为38.63。我们可由此图表的例子与实际的反射罩作一比对，将会发现与实际的情况相差并不会太大。藉由此表，我们随时可以计算出在不同Focal Length焦距时的所需要的最小的口径半径和最大的口径半径。

第二章：投影机光学元件的角色与作用 2-1成像基本概念

何谓marginal ray与chief ray？其作用为何？

接着要介绍的是每个光学元件在照明系统所扮演的角色为何。在谈到照明系统设计之前，首先要跟各位介绍一些基本观念，以方便各位更熟悉接下来之课程介绍。各位在之前已经学过基本的光学概念，知道透过成像描线法可以求出透镜的成像位置与高度。只要透过2条光线（主光线与边缘光线），就可以表达出物体经过一透镜成像之过程。如画面中的图为例，我们先定义其中两条光线，第一条从物体与光轴的焦点处和透镜边缘处所连成的光线为marginal ray，第二条由物的最高点处经过透镜的stop 中心连成的光线为chief ray。当marginal ray经过透镜聚焦于光轴上会有一交点，此焦点处就是物体成像之位置。而chief ray为经过透镜STOP中心之光线，经过透镜时并不会发生偏折的现象，所以此延伸的chief ray与成像面也会有一交点，此交点处就是物体成像之高度。故利用marginal ray可以定义出当物体经孔径边缘之光线与光轴之焦点，就是物体成像之位置。同理，利用chief ray则可定义出物体成像之高度。另外，由物点发出的光线是由无数之光线所构成，因此一物体可有无限多组marginal ray及chief ray。本例取一般常见之定义作为介绍。

2-2照明系统投射原理

在光学系统中各个元件之间有何种的比例关系？

我们现在要介绍的是整个光学系统的内部部分，首先看到画面中的图1的光学系统可分为Reflector、Lens Array、PS Converter以及两组透镜(Condenser1 & Condenser2)，在初始设计时，这些元件在照明系统中到底该扮演何种角色，该如何安排，它们之间有何种的比例关系。首先我们先定义反射罩的最大口径为R，其焦距定义为F，Source的arc长度为d、Lens Array的大小为A，而两个之间的距离为fA，后方两组透镜的距离为fB，LCD的宽度为W。以图2所示：一般而言，source光源经过Lens 1会聚焦于Lens 2。由之前所提到的光学概念可知，蓝色出射的线即为marginal ray。当source光源经过Lens 1聚焦于Lens 2，在Lens 2会有一个source 的image成像。由于Lens 2是放置于source 的image的成像位置上，所以光线并不会发生任何偏折，而会继续扩散。所以从这些过程中可知照明系统可分为两部分：

第一，当光源经过Lens 1成像于Lens 2后会投射于LCD的面板上。

第二，如果被照物体位置于Lens 1时，由图2可知，由Lens 1本身构成之光源来看（即画面中之蓝色、红色和绿色光线），可以知道物体经过Lens 2的成像会位于LCD的面板上。而画面中图1也可视为类似图2的发光过程，发光源经过反射罩后，透过Lens Array 聚焦LCD的面板上。

整个照明系统的设计概念就是，发光源经过反射罩透过Lens Array会聚焦于PS Converter上。而图2中之Lens 1的角色就相当于Lens Array，Lens 2的角色就相当于PS Converter，所以灯经过Lens Array聚焦后，再透过Lens 2后会入射于LCD的面板上

2-3成像基本概念 2

如何求出光线经过透镜聚焦于成像面位置上的高度？

现在要介绍的是有关照明系统设计的公式，首先我们看到画面中的图1中有一道平行光经过透镜后会聚焦于焦点处，焦点至透镜边缘的距离称为后焦，如果物体的发光角度为U角时，经过透镜成像于V处，其聚光角度为U’，透过计算可得

公式一： u'= u + y（=/f），其中的 定义为 1/焦距。

另外，假设已知一个平行光入射至透镜的高度为y1，经过折射后聚焦于X处，那么如何求出折射高度y2呢？我们就可以利用 公式二：

y2 = y1-xv

此计算方式，可以很快的找出光线在经过透镜聚焦之后任何一个成像面位置上的高度y2的值。画面中的图2要说明的是两透镜的组合焦距，如果第一个透镜的有效焦距为F1，第二个透镜的有效焦距为F2，则可定义出。同理，后焦(bfl)的表示值也是如此，利用这些公式将有助照明系统的设计。

2-4 Lens与Panel之关系

Lens Array的大小与LCD的宽度有何关系？

现在要说照明系统中光在反射罩中经过Lens Array聚焦行为的关系式。在图1中d灯经过反射罩，理想为平行光时，经过Lens Array后会聚焦于Lens2，通常Lens Array的距离为FA，而Lens A和 Lens B是有相同焦距的透镜组，所以只需将Lens 放置于 Lens A聚焦处即可。我们参考图2来说明其过程，当source光源经过Lens 1聚焦于Lens 2。透过三角关系式，可找出A/ fA ＝d/f，并可导出A /d＝fA /f，这是我们得到的第一个关系式。在画面中的图3是有一束平行光经过Lens A聚焦于Lens B后的成像情形。由图4来看，可知在Lens2的两边是相似三角形。假设图3的Panel宽度为W，Lens1的大小为A，Lens1和 Lens2两透镜间的距离为fA和X，那么W和A之间的有何关系呢？

照明系统中的Lens Array的大小如何决定？

由前面的定义可计算出此两个透镜的焦距f1与焦距f2，此两个透镜的组合焦距可以用表示出来。透过此公式我们可以找出W和A之间的关系为

这是我们得到的第二个关系式。整个Panel和Lens Array的关系可由此关系式来表达。

照明系统中的LCD的宽度如何决定？

当x=f2时，表示Lens1与PS Converter B非常接近时（即X≒f2），上式就可以简化成 2-5系统F#之计算

如何计算光学系统中的F#值？

从前面这两个组合公式A 和W 以及系统F#，（F#的定义是焦距除以孔径），由以上这3个公式可以得到（F# = W fA / AR =const）。F#值等于Panel的大小乗以反射罩的焦距除以反射罩的孔径再乘上灯源d的长度(F#=Wf/Rd)。再代入反射罩之最小及最大半径公式

Rmax =(2 √2+2)f

就可以得到值。

这个最后所求出的公式表示的是一个光学系统的F#值，F#值其实只跟Panel的大小和source的d有关，至于其他的式子只是相互依靠其值是不能改变的。所以当你在设计照明系统时，如你已决定LCD的Panel size时和灯时，那么也就等于决定了F#值，F#的值就无法改变了。

如何决定适合光学系统中的F number值及两透镜之间的距离？

如果.W=25.4、.d=1 mm时，代入F# = W/(9.687×d)公式时，可以求出此照明系统所适合的F#值为=2.62207，以及透镜之间的距离f2为178.54778。再者，根据2*Rmax = 24√2，你可以改变你的F#值，如果将F#改为f3时，将会发现f2的值会变为2 Rmax 乘上F#。因此f2的值也会由原来的178.54778变为203.64675。再由前面Rmax =(2√2+2)f公式，就可以计算出f等于7.02944。所以当你在设计照明系统时，透过这些公式可以帮助你决定适合光学系统中的F#值及F2。

2-6系统设计实例演练

Lens AB的切割数和焦距如何决定？

再来要说明的是LensAB切割数如何决定，一般而言，你可以视系统的需求决定LensAB的切割数。通常LensAB的每个cell比例会依照panel的比例来切割，一般panel的设计比例为4:3。如果我们在一个正圆的反射罩上，切割成许多的Array时，其也应是4:3的比例。以画面中的例子而言，每个cell设计成8mm×6mm时，其A的大小对角线为10，当A和f2已知时，我们就可以计算出 fA的焦距了。

总结来说，当你已决定了Panel size和灯的d大小时，就可以透过以上这些公式计算出f2的大小和LensAB的焦距。

第三章：光机设计分析软件实例介绍 3-1Zemax Zemax简介

ZEMAX 是一套综合性的光学设计软件。它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差及文件整合在一起。ZEMAX 10.0新版中，包含有 lens design、stray light，illumination，fiber coupling，并且可以搭配CAD软件作转换，是全功能的光学系统设计分析软件。

ZEMAX的应用范围包括：传统相机、数位相机镜头、观景窗…设计；DVD、VCD读写头、投影显示器、照明系统、干涉仪、LED、Laser diode…等。

如何利用Zemax软件找出你所需要的焦距距离？

接下来要介绍的是Zemax优化的部分，如画面中所显示，如果我们要设计出一个已知其焦距为fA、材料为BK7，孔径大小为10mm的 LensA，我们就可以透过Zemax软件找出你所需要的焦距距离。首先在此软件中输入孔径大小10mm，并设定主要光线红、蓝、绿的波长，另外也可以使用此软件的Default Merit Function，将曲率设定为变量，这样就能很快的优化到LensA，找到当R1=42.424827，厚度为5，它可以聚焦到80.17857，也就是你所需要的焦距。所以透过Zemax设计软件可以很快的计算出LensA在不同曲率时所要的Focus Lens距离。

如何利用Zemax软件计算出不同曲率的优化成像位置？

同样的方法，如果已知透镜的焦距为203.646750，就可以很快的计算出当LensB聚焦点会位于203.646750处，其焦距值为多少。所以透过Zemax软件，可以很快计算出当透镜不同曲率直接优化所需成像的位置。

如何利用Zemax软件优化？

现在画面中所显示是我们设计后的结果，LensAB经过系统入射于Lans2之后变成平行光，会在不同位置投射于panel上，由于实际的反射罩并非完美的平行光，因此我们还必需考虑到当光源正负角度入射情形的成像表现。所以透过前面所说的简单计算公式并搭配Zemax软件就可以很快设计出理想的照明系统。3-2ASAP ASAP简介

接下来要介绍的是另一套光学分析软件ASAP。ASAP原名为Advanced System Analysis Program，是美国BRO(Breault Research Organization)公司研发的一套专业光学模拟软件，它可以帮助使用者模拟真实之光学系统，以达到最实际之光学分析结果。

ASAP 可以独立使用，或与其他己构设计成透镜设计软件相结合，来建立3D光学系统模型。无论是灯泡，弧光灯，LED或是雷射光源，均可以轻松的建立。光源可置于几何模型中的任何位置，无论是在介质内外或是在空气中。ASAP 能让使用者观察到光能量在经过系统而产生反射，透射，吸收，绕射或散射等作用后之变化状况。

ASAP光学模拟软件有何特色、功用？

画面中所显示的是把之前所我们建立的公用系统放入至ASAP光学分析软件中模拟光源经过影像系统的成像图。由于实际的光源并非完美的点光源，所以必须搭配一套光学系统模拟软件，模拟实际光源经过影像系统的成像情形。使用ASAP就是因为Zemax这套软件在之前的版本无法模拟真实HID灯的成像表现。将光源资料放在ASAP软件中模拟时，需要注意什么？

画面中显示的是HID灯图。左图是HID灯的进场表现，右图是HID灯的原厂分布。

我们可以将厂商所给予的光源资料放在ASAP软件中建立一个与其相似的发光源。

因为光源资料准确模拟的结果才会准确。所以当你在使用ASAP软件时，一定要建立正确的发光源才能得到正确的结果。

利用ASAP软件或厂商资料两者所做出来的相似的发光源图有何差异

现在画面中所显示的图是我们利用ASAP软件所做出来的相似的发光源图，你可以和上一页中厂商所给予的资料作出来的图相互比较一下。

接下来要利用ASAP软件模拟PS Converter，由于PS Converter需考虑到偏光转换的问题，画面中右图中显示的是一道X光，经过PS Converter 45度反射之后，仍然为一个X偏折光的状态，实际上，以这套ASAP系统来说，X光入射之后遇到45度斜面反射之后出来还是X光。而左图中的P光则会经过系统之后继续穿透。所以在PS Converter后加一个Retarder将其作偏光转换。其整个系统表现如画面中所示。

入射光在不同角度入射时，其穿透率与反射率有关系？

画面中的图提示我们需注意两件事，一般的光学元件表现主要在于波长和角度，因为每个元件的 coating面对于P光、X光在不同的波长时的表现均会不一样。画面中的例子主要是说明在ASAP里面，其实也可以建立一个光随着不同波长时其穿透率与反射率之间的表现形式。同样的，入射光在不同角度入射时，其穿透率与反射率也会有所不同的表现。画面中右图是ASAP模拟的结果，必须要把实际的光源在不同波长的穿透率与反射率表现出来，以及光在不同角度上穿透率的表现，实际的键入最后的模拟值才会比较准确。

ASAP所模拟光源在每个元件的成像表现如何？ B 现在来看看我们实际模拟出来的结果，图中显示光在Lens Array、PS Converter、Lens2、及LCD Panel上的成像情形。利用这样的分析方式，可以实际得到光源在每个元件的成像模拟情形，进而掌握成像的发光行为。

13点照度值的功用为何？

最后以画面中的实例来说，可以比较一下光在成像面上的均匀度表现。按照ASAP量测标准我们可以在软件上面实际的检测，如右图中13点的照度值。由此13点照度值，可以帮助我们很快的判断出成像系统的设计是否有达到物体均匀化的目的。

如何在ASAP中检测光在Panel上的入射角度？

最后还要在ASAP中检测光在Panel上的入射角度。以前面所提到的例子再次做说明，在画面中的图可以看出，如果设计一个F number 3（F/）的系统，其入射角度大约只有10度左右，这是符合我们的设计需求。

照明系统设计时有哪些步骤？

现在将整个照明系统的设计步骤与流程，做个整理说明。首先在照明系统中我们会知道panel size 的大小与arc的长短，由厂商的资料也可以知道reflector size为多少，而lensAB aperature则是由设计者自己决定。当设计者将这些数值代入算式中，可以很清楚的计算出 F#值。如果觉得F#值并不适合，你也可以更改F#。不过要注意的是，当F#改变时，整个物体系统的距离也会随之而改变。透过本章所叙述的计算式子，可以很快的计算出所需要的F2以及 fA。最后将计算式所得到的数值放入光机设计软件Zemax中作最佳化设计。

第五篇：湖泊与湿地论文

城市湿地恢复关键技术研究

内容摘要：先简要阐述了城市湿地的定义、特征及其功能，同时揭示了我国城市湿地的现状。在我国的城市化发展过程中，城市湿地面积大幅度减少，严重制约着城市的可持续发展，保护湿地，对城市湿地进行恢复刻不容缓。本文主要从湿地生境、湿地生物、湿地生态系统结构与功能方面,系统地分析了城市湿地生态恢复的关键技术。并以实例说明了其在城市湿地恢复中的应用。

关键词：城市湿地 恢复 技术

Research on urban wetlands restoration technology

Abstract: A brief introduction about urban wetlands is made at first , then reveal the situation of China’s urban wetlands.With the development of urban civilization , the area of urban wetlands has significantly reduced , which also have a bad effect on the sustainable development of city.This paper researches the everglade biogeocenose modified with wetland remediation and guided by bionomics, analyses the main questions about wetland and environment.Cases of using the main technology of urban wetland remediation is also analyzed.Key word: urban wetlandrestorationtechnology

1引言

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等重要生态功能。健康的湿地生态系统,是国家生态安全体系的重要组成部分和经济社会可持续发展的重要基础。城市湿地对于城市来说更是有举足轻重的意义，直接关系着城市的发展。其对于维护生态平衡,改善生态状况,实现人与自然和谐,促进经济社会可持续发展也具有十分重要的作用。城市湿地的恢复，需要理论的指导和技术的创新。与发达国家相比，我国城市湿地恢复技术的研究起步较晚，也借鉴了不少国外湿地恢复的经验，我们要因地制宜，结合本区域湿地实际情况，选择最为合理的恢复方案。

2城市湿地概述

2.1城市湿地定义及其特征

分布于城市（镇）地域内的各类湿地为城市湿地。城市湿地可分为自然湿地和人工湿地。随着城市基础设施的扩建，城区为数不多的城市湿地的生态学属性发生了变化，形成了其独有的特征。主要特征表现为：自然属性弱化，人文属性突出。景观结构破碎化严重，水文结构减弱。生物多样性降低。城市湿地与非城市湿地相比，生态系统结构相对简单，生物多样性降低，稳定性下降。功能多元化同时社会服务功能增强。

2.2城市湿地功能

城市湿地的重要功能和价值是人类社会发展和城市文明进步的物质和环境基础。其功能主要有：保护生物多样性、改善城市环境、调蓄洪水、补充地下水、休闲娱乐、美学价值、科研教育及经济效益。

2.3我国城市湿地现状

（1）湿地面积逐年减少

随着城市化的发展，城市湿地面积不断减少，究其根本原因，是由于城市水土资源的紧张造成的。据统计，上海市的淡水河流、湖泊河面率，在上世纪80年代初为11.10%，近期降低到8.40%,减少了2.7个百分点，也即20年来城市水面积减少了约1/4[5]。此外，水体污染导致的富营养化问题也加剧了水体老化、湿地退化的严峻局势。

（2）具有显著的人工性

人工湿地是城市湿地的一个重要组成部分，如北京市湿地总面积5万公顷，人工湿地就占到了1.5万公顷[6]。此外，人类在自然湿地中也进行着大量人工水利活动，包括对河岸带进行硬化处理，在河流上游修建水库等。人们的这些改造活动使天然河道变得人工化、渠道化，并且割裂了流域内相互贯通的天然河湖水系，使水路不畅，在便利人类生产、生活的同时也给水生态系统带来严重危害，从长远来说弊大于利。

(3)缺乏生物多样性

水利工程以及城市其它工程项目，强烈地改变了地表水文状况，对城市景观造成破坏，更严重的是损坏了流域自然水系，水路受阻或水量减少，影响到河流中生物的发育环境，导致很多天然水体生态系统严重褪化，丧失了其生物多样性的基本特性。此外，城市人工湿地的设计，几乎很少考虑生物多样性因素，更多情况只是当作水利工程进行。

(4)水污染现象严重

城市湿地生态系统组成单一，结构不完整，稳定性较差，对污染物质的消纳能力低。而现实的情况是，由于我国多数城市的下水道建设严重滞后，大量的工业废水、生活污水、农田退水和雨水径流未经处理直接排入河道、湖泊等地表水体，污染负荷极大超出水体自净能力，导致水生态系统物质转化失衡，诱发水质污染问题。

3城市湿地恢复关键技术

3.1湿地恢复的概念

湿地恢复，是指受损的湿地生态系统通过保护使之自然恢复的过程，也包括通过生态技术或生态工程对退化湿地或消失的湿地进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。包括提高地下水位来养护沼泽，改善水禽栖息地，增加湖泊的深度和广度以扩大湖的容积，增加鱼的产量，增强调蓄洪水的功能，迁移湖泊河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质，恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供野生生物栖息地，同时也有助于水质恢复。目前的湿地恢复实践主要集中在沼泽、湖泊、河流及河缘湿地的恢复上。

3.2城市湿地生态恢复技术

3.2.1城市湿地生境恢复技术。

湿地生境恢复的目标是通过采取各类技术措施,提高生境的异质性和稳定性。湿地生境恢复 包括以下三类：

（1）湿地的基底恢复：通过采取工程措施,维护基底的稳定性,稳定湿地面积,并对湿地的地形、地貌进行改造。基底恢复技术包括湿地基底改造技术、湿地及上游水土流失控制技术、清淤技术等。

(2)湿地水状况恢复：包括湿地水文条件的恢复和湿地水环境质量的改善。水文条件的恢复通常是通过筑坝、修建引水渠等水利工程措施来实现。湿地水环境质量改善技术包括污水处理技术、水体富营养化控制技术等。

其中，污水处理技术包括物理处理技术、化学处理技术、氧化塘技术。目前应用较为广泛的有植物恢复技术及动物与微生物修复技术。植物恢复技术是利用植物及其共生生物体系消除水体中的污染物的环境污染治理技术；动物与微生物修复技术则是通过动物（包括周从动物、底栖动物和鱼类）以及微生物直接分解污染物，防治水体中有害藻类。

水体富营养化修复技术有环境技术和生态技术。环境技术是用水处理技术消除进入水体中的P、N和有机污染物等。生态技术则是通过改善生态环境和周围环境，减少不利化因素（P、N和有集污染物）和生物因素。

(3)湿地土壤恢复：包括土壤污染控制技术、土壤肥力恢复技术等。根据湿地生境类型低洼积水的特点，采取由针对性的整地措施，如通过坡面整地、推土做垄等利于排水的整地措施，改善绿色植物生长的水分条件，并结合挖排水沟等措施来加强灌排水管理及加快土壤的脱盐过程。

3.2.2湿地生物恢复技术。

生物修复(bioremediation)技术是利用微生物、植物及其他生物, 将环境中的危险性污染物降解为二氧化碳和水或转化为其他无害物质的工程技术系统。

湿地生物恢复技术主要包括物种选育和培植技术、物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与恢复技术等。

在物种选育方面，植物是城市湿地生态工程中最主要的生物净化材料,它能直接吸收利用污水中的营养物质,对水质的净化有一定作用。目前,在人工湿地植物种类应用方面,国内外均以水生植物类型为主,尤其是挺水植物。由于不同植物种类在营养吸收能力、根系深度、氧气释放量、生物量和抗逆性等方面存在差异,所以它们在人工湿地中的净化作用并不相同。在选择净化植物时既要考虑地带性、地域性种类,还要选择经济价值高、用途广以及与湿地园林化建设相结合的种类,尽可能的做到一项投入多处收益。

用于城市湿地系统的植物种类应具备以下特征:①有生态接受性,例如,不能对周围的自然生态系统的生态和遗传整体性产生显著的杂草威胁和疾病灾害;②对当地的气候和病虫害具有耐受性;③对污染物和高度富营养化水具有耐受性;④在湿地环境,能够繁殖、建群、扩展和生长;⑤有较高的污染物去除能力,能直接吸收和贮存,或者通过促进微生物的转化作用发挥间接作用

3.2.3生态系统结构与功能恢复技术。

主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。湿地生态恢复技术的研究既是湿地生态恢复研究中的重点,又是难点。退化湿地生态系统恢复,在很大程度上,需要依靠各级政府和相关部门重视,切实加强对湿地保护管理工作的组织领导,强化湿地污染源的综合整治与管理,通过部门间的联合,加大执法力度。要严格控制湿地氮、磷肥及农药的施用量,控制畜禽养殖场废水对湿地的污染影响,大型畜禽养殖场废水要严格按有关污染物排

放标准达标排放,有条件的地区应推广养殖废水土地处理。

3.3城市湿地恢复技术应用实例——以西溪国家湿地公园为例

西溪湿地位于杭州城西，占地面积约6O km。西溪和西泠、西湖并称“三西”，素有“副西湖”之美誉。近年来，随着杭州城市扩张及房地产开发等人为因素，西溪湿地的景观格局发生了显著变化，建设用地和农用地对整个湿地的控制作用不断增强，使得湿地空间日益缩小。为此，在规划建设中充分利用了生态恢复原理，尽量保护和恢复湿地的生态原貌，充分发挥其“城市绿肾”的作用，实现湿地的可持续利用。

应用一：湿地生境恢复技术

在西溪国家湿地公园中,大部分水系为高河堤与深水域,生态保护价值较低,导致湿地的许多功能丧失。但浅水池塘比深水池塘更适合野生生物栖息。因此,在湿地景观规划中,选择了具有典型湿地特征的浅水沼泽。不仅营造优良的湿地景观,而且为白鹭等野生动物提供了良好的栖息地。

在西溪湿地中,堤岸大多比较陡直,从生态角度而言,不仅湿地环境比较单一,而且不利于生物多样性的营建,故而将一定陡坡改成缓坡,增加了水陆过渡带,形成了浅岸,允许不同植被带的植物群落逐渐过渡,更有利于昆虫和无脊椎动物群落生长。同时在湿地内配置了大量枯木，虽然枯木自身没有生命力,但其可以为生物提供一定形式的栖息地,对于野生动物的生存非常有利。

应用二：湿地生物恢复技术： 因地制宜配置植物。

西溪湿地的植物景观营造充分尊重原有地形、地貌,并结合当地的历史文化要求,所选植物主要是西溪湿地乡土植物,以柳树为例,主要栽植旱柳和河柳。对西溪国家湿地公园河道两侧的植物形态以保留保护为主,有少量因视线通透、交通通达要求而需要修整岸线,沿袭河岸原有植物群落布局及种植方式进行植物配置,并结合所处环境、地域特征、地势条件,营造了形态多样且具有西溪地域特征的植物生态群落,如芦竹群落、芦苇群落、早园竹群落、水蓼群落、芒尖苔草群落等。在生态恢复进程中,关注群落中的优势种,抓住关键,依照自然规律配置主要植物,从而带动整个生态系统的恢复。实验证明,在生态恢复进程中,生态系统各阶段的优势种对演替起主导作用。

应用三：生态系统结构与功能恢复技术：

在西溪国家湿地公园的规划建设中,为了确保原有生态系统得到有效保护,同时恢复遭到人为破坏的自然生态系统,在西溪湿地开辟层次丰富的生态保护区。其中,生态保护培育区主要保护现有的池塘、湖泊、林地、植被,拆除拆迁区内的居民和企业,创造良好的生态环境,形成各类生物的栖息地,强调科研性。湿地自然景观保护区按照湿地生态群落,以当地原生的生物群落为主,调整配置植物,从生态系统的生物多样性、稳定性等角度配置物种群落,展示西溪特色湿地景观。