【摘要】文章简要地介绍了湿地、人工湿地的概况。论述了人工湿地与现代城市水环境建设，着重介绍了沈阳市浑南人工湿地生态系统在城市水环境及生态环境建设中的作用和地位，说明了人工湿地在缓解城市水资源紧张及净化城市环境中的无可替代的作用，从而论证了人工湿地生态系统作为一种生态手段必将在现代城市向生态城市的转化进程中发挥出巨大作用的结论。
　　【关键词】湿地；人工湿地；水资源；现代城市；生态城市
　　“生态城市”是联合国教科文组织发起的“人与生物圈”讨论中提出的一个概念，它的内涵随着社会和科技的发展，不断得到充实和完善。虽然其概念的含义和范畴的界定还没有一个统一的标准，但现代城市向生态城市发展的步伐却愈来愉快。从广义上来讲，生态城市就是一种经济与社会、资源与环境、人类与自然和谐发展的状态。然而，制约现代城市向生态城市发展的一个关键因素，就是水资源的可持续发展和利用。充足的水资源保障是现代城市经济建设和生态建设等一切活动的先决条件。
　　“没有湿地就没有水！”这句话曾经是世界湿地日的主题。“湿地”是人类赖以生存的基本要素“水”的来源，是全球的人类共有的宝贵资源。
　　1. 湿地的概念和人工湿地生态系统
　　1.1认识湿地。“湿地”一词源自英文wetland，但其确切的定义，各国学者有着不同的解释，大体上可分为广义和狭义两种。狭义的定义一般认为，湿地是陆地与水域之间的过度地带；广义定义则把地球上除海洋（水深6米以上）外的所有水体都当作湿地。湿地广泛分布于世界各地，从冻土地带到热带。据湿地公约统计，全球重要湿地约有130个，面积约为9130万公顷，占地球陆地面积的6%，其中湖泊占2%，藓类沼泽占30%，草本沼泽占26%，森林占20%，洪泛平原占15%。湿地与人类的生存、繁衍及发展息息相关，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类重要的生存环境之一，有着其他系统不可替代的作用，被美誉为“地球之肾”。中国政府与1992年7月1日正式加入湿地公约组织。
　　在整个世界范畴，湿地经历着退化、丧失和恢复过程，这是自然规律。然而令人遗憾的是，现今的世界，湿地的丧失的速度远远大于恢复的速度（人类与自然的矛盾）。据文献记载，美国的湿地丧失了54%，法国的湿地丧失了67%，德国的湿地丧失了57%。我国的湿地资源也遭到了较大的破坏。人类在积极保护和拯救湿地的同时，也开始了探索人工湿地生态系统的建设。
　　1.2人工湿地生态系统。人工湿地是人类根据实际需要和利益，人为设计与建造的由基质、挺水和沉水植物、动物和水体组成的复合体，由于其模拟了天然湿地，结构和功能与自然湿地相似，成为自然湿地的有益补充。湿地被誉为“地球之肾”，人工湿地可以说是地球的“人造肾”。人工湿地与天然湿地一样，也具备多种生态功能，尤其是净化污水。一般情况下，经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质的标准，因此它实际上是一种深度处理的方法，特别适用于饮水水源和景观用水。处理后的水质可以直接排入饮用水源或景观用水的湖泊、水库或河流中。因此特别适合处理饮用水源或景观用水区附近的生活污水或直接对受污水体进行处理，或者为这些水体提供清洁的水源补充。此外，其建造成本低，运行成本低，如选择合适的植物还可以美化环境，不仅可以为钢筋混凝土建筑的现代城市提供充分的水资源补充，还可以增加了绿色景观，使城市有了勃勃生机。如果说“森林”是城市的“肺”，那么“人工湿地”就是城市的“肾”，人工湿地正在被人们认同和接受。
　　运用人工湿地处理污水可追溯到1903年，建在英国约克郡Earby的被认作世界上第一处人工湿地，其连续运行直到1992年。而人工湿地生态系统在世界各地逐渐受到重视并被运用，却是在学者Kichuth提出“根区法”（一种生态理论）理论之后开始的。我国对人工湿地的研究与探索的高潮始于21世纪之初，但我国人工湿地的研究与实践已经取得了较大的突破与发展。

　　2. 人工湿地与城市水资源
　　（1）现代城市是一个地区政治、经济、文化、科学、教育的中心，是人口密集的地方。就世界范围而言，城市的产生多与水密切相关，考古学也证明了人类起源于水。远离河流或水源的城市是不可想象的。水是人类生存的基本要素，城市是人口密集之处，没有充足水资源保证的城市，无论其文明发展的程度有多高，也必将走向灭亡。而现代城市向生态城市发展是城市未来发展的方向。近年来，我国城市发展十分迅猛，预计到2020年，城市人口将占总人口的50%～60%。随着人口的不断增多，城市水资源的供需矛盾也愈加突出。我国是水资源缺乏而又分布不均的国家，多数现代大城市水资源短缺，这不仅仅有现代工业和居民用水量增加而造成的资源性缺水，也有人口聚增带来大量生活污水和现代工业带来的大量工业废水排泄而造成的水质性缺水。资源性缺水和水质性缺水严重地限制了城市的发展，制约了现代城市向生态城市发展的步伐，也威胁着人类生活水平和生存环境。开发新水源，改善水质，提高水的重复利用率，恢复城市水源功能是目前极为迫切的任务。开辟新水源及污水全部采用工厂化处理，开支巨大，财力不堪重负，因此充分开发生态工程净化污水技术是降低污水处理的能源消耗，节省开支的重要渠道。
　　（2）现代城市以人口众多和工业发达而著称，所产生的大量污水、废水再生利用的程度，是决定现代城市向生态城市转变的一个重要标志。人工湿地是一种高生产力的生态系统，经其处理的水可以作为居民生活用水、工业生产用水、农业灌溉用水和绿植等多种用途，是城市再生的水资源，是现代城市解决水体污染、净化城市水环境的一种非常有效的生态方法；一方面水体污染严重造成水资源紧张，一方面大量降雨以径流形式白白浪费。而人工湿地雨水湿地部分可以直接收取并净化降雨洪水，增加水资源的垂直补给。以工程手段直接收集雨洪水，增加水资源的垂直补给，是目前国际上解决水资源危机的一种比较先进的方法，而人工湿地恰恰具备这种功能。人工湿地低廉的投入和运行费用也保证了这种生态技术在现代城市的推广和普及。此外，在充斥钢筋混凝土的现代城市中，人工湿地园林般的建筑及其奇特的水陆生植物不仅使之成为城市的一道亮丽的风景，还可以改善其周边的环境，调节降低“城市热岛效应”。人工湿地无愧于“城市之肾”的称谓。
　　在我国，许多城市都开始了人工湿地生态系统的建设，并且都取得了显著的效果。各地的人工湿地根据本地的实际情况，其结构和功能各有不同。其中坐落在沈阳浑南新区的人工湿地生态系统由于其克服了冬季运行的难题而独具特色。
　　3. 沈阳浑南人工湿地的概况
　　（1）浑南人工湿地位于沈阳市浑南新区的北端，工程完全建成后，北部将与浑河相连，与浑河的廊道型生态系统相呼应。已经建成使用的一期工程占地6万平方米，包括0.6万平方米的污水湿地，3.4万平方米的雨水湿地和2万平方米的污泥矿化湿地。该人工湿地采用美国和英国的生态技术，不同于我国其他人工湿地的是，它解决了在北方寒冷地区低温运行的难题。在2004～2005冬季运行中，在-26℃气温的情况下湿地内保持在6.8℃的恒温而正常运行。据冬季观测的结果，从入水到出水COD平均值由283mg/l降至11mg/l；总悬浮物平均值由60mg/L降至13mg/L。在寒冷的冬季能够正常运行且能够有效地处理污水，这在我国还是首例，按设计，一期工程可以处理1000吨/日的生活污水和2000吨/日的雨水。
　　（2）生活污水通过管道流进长满芦苇、苍莆、紫花鸢苇的污水人工湿地，经过处理草床的沉淀过滤再流进位于它南边的雨水湿地进行再次净化。而从方圆两公里范围内收集到的雨水则先要经过一番筛选，分离出来的存在一定污染的前期雨水会进入雨水湿地接受净化，雨水湿地的出水可达到国家地面水二级水质标准。污水、雨水湿地每天都要生产大约6吨的污泥，这些附着一定污染物质的污泥，如果不处理就会对环境造成二次污染，而把污泥送入矿化湿地中，滤出的污水可以重新输入污水湿地和雨水湿地进行净化，沉下来的矿化污泥腐殖土则可用做化肥原料。

　　（3）沈阳浑南人工湿地污水生态处理系统的运行费用仅为污水处理厂的1/3，冬季运行的效果比预想的要好得多。人工湿地有水生、陆生植物43种，在湿地运行一个多月后发现了鲫鱼的踪影，说明一个完整的生物链条正在悄悄形成。浑南人工湿地生态系统的成功运行，不仅为沈阳市中水回用带来了光明的远景，在一定程度上缓解了沈阳市水资源严重紧张的局面，而且为北方城市采用人工湿地生态系统处理污水确立了明确的方向，有力地推动了现代城市向生态城市前进的步伐。此外，人工湿地雨水湿地还增加了对降雨的垂直利用，这也是目前国际上增加水资源的一个比较先进的手段。
　　4. 结语
　　在历史进入二十一世纪的今天，以人口集中、工业发达为标志的现代城市向生态城市发展已经成为历史的必然。解决水资源紧张，优化合理配置水资源是城市水环境建设的先决条件。人工湿地生态系统应该说是有效调节资源与环境、人类与自然的一种先进的生态手段。它的诞生作为城市水资源的一种补充手段，不仅缓解了城市水资源紧张的局面，也加快了现代城市向生态城市转变的速度。虽然在我国的城市中，合理、有效地利用人工湿地生态技术还刚刚起步，但人工湿地作为一种解决城市水资源紧张的一种重要生态手段已经被广泛地认同，相信在不远的将来，随着在现代城市的广泛建设，人工湿地生态系统必将在城市水资源的补充、优化配置及城市生态化的进程中发挥出无可替代的作用。