生態浮島簡介
生態浮島人工生態浮島是利用水面空間，將掛有生物繩的浮島放置於水中，以此來形成小規模的生態群落，達到最佳化恢復水環境的目的。浮島的設定，為白鷺和翠鳥等水禽提供了休憩場所，增加了植物性、動物性浮游生物的數量，為鯽魚、公魚提供了捕食、隱蔽的場所。另外，浮島上種植的水生植物，可消耗水中的氮、磷，對水質的淨化效果非常顯著。
生態浮島作用
水體富營養化是全球性的水環境問題，我國現有湖泊2700餘個，總面積達9.1萬km2。根據調查資料和國內外評價湖泊富營養化指標，我國比較典型的37個主要湖泊中，中營養型和中一富營養型的占55.8%，富營養型的占14.7%，重富營養型的占8.8%。中國90%以上的水域污染是因水體中的N、P含量過高而引起的富營養化造成的，而N、P則是植物生長最基本的必需營養元素。生態浮島技術是以可漂浮材料為基質或載體，將高等水生植物或陸生植物栽植到富營養化水域中，通過植物的根系吸收或吸附作用，削減水體中的氮、磷及有機污染物質，從而淨化水質的生物防治法，同時通過收穫植物的方法將水體中的富營養物質搬離水體，改善水質，創造良好的水環境。目前一些文獻中出現的“生態浮島”、“人工浮島”、“人工生物浮床”、“生物浮床”、“浮床無土栽培”等均為相同或類似的概念。
經過幾十年的研究發展，國內外生態浮島技術得到極大完善，然而其仍處於試驗與示範階段，存在一些問題和不足。
1、現有生態浮島栽培不易進行標準化推廣套用。不同的湖泊河流，其富營養化水平不同，水流、溫度、風速、水體波動等都各不相同，需要相應的浮島設計組合和浮島植物種類搭配，很難制定一個統一的標準予以推廣套用。
2、現有生態浮島難以推行機械化操作。生態浮島漂浮在水面上，日常的管理均在水面上完成，目前其管理操作大多採用人工完成，在小面積的試驗示範中尚可，若大面積推廣，需要經常、及時採收，人工操作就不能滿足需要，限制其發展。
3、現有生態浮島製作施工周期長。從目前來看多數的生態浮島都是採用現場製作及現場種植的模式，大面積製作施工周期較長。
4、現有生態浮島難以過冬。生態浮島上的植物大多數不能過冬，尤其在冬季天氣較冷的北方地區植物需要在第二年春天重新種植。
5、現有生態浮島多數採用大型水生植物及水生蔬菜難以抵抗極端的大風、大雨及大浪。
6、目前國內外使用的生態浮島單體面積較小，大多數是在小面積的河湖中使用，難以對較大的河湖進行生態修復，現需要有超大面積的生態浮島。
構造
構造分類
從大的方面分，人工浮島可分為乾式和濕式兩種。水和植物接觸的為濕式，不接觸的為乾式。乾式浮島因植物與水不接觸，可以栽培大型的木本、園藝植物，通過不同木本的組合，構成良好的鳥類生息場所同時也美化了景觀。但這種浮島對水質沒有淨化作用。一般這種大型的乾式浮島是用混凝土或是用發泡聚苯乙烯做的。
濕式浮島里又分有框架和無框架，有框架的濕式浮島，其框架一般可以用纖維強化塑膠、不鏽鋼加發泡聚苯乙烯、特殊發泡聚苯乙烯加特殊合成樹脂、鹽化乙烯合成樹脂、混凝土等材料製作。據統計到目前為止濕式有框架型的人工浮島的施工事例比較多，占了7成。無框架浮島一般是用椰子纖維編織而成，對景觀來說較為柔和，又不怕相互間的撞擊，耐久性也較好。也有用合成纖維作植物的基盤，然後用合成樹脂包起來的做法。
植物栽培基盤
植物栽培基盤用椰子樹的纖維、魚網之類的材料和土壤混合在一起使用的比較多，由於裝入土壤會增加重量且促進水質惡化，目前使用的比較少，只有20%左右。
大小和形狀
一塊浮島的大小一般來說邊長1～5m不等，考慮到搬運性、施工性和耐久性，邊長2～3m的比較多。形狀上四邊形的居多，也有三角形、六角形或各種不同形狀組合起來的。以往施工時單元之間不留間隙，現在趨向各單元之間留一定的間隔，相互間用繩索連線（連線形式因人工浮島的製造廠家的不同而各異）。這樣做的理由有四：①可防止由波浪引起的撞擊破壞；②可為大面積的景觀構造降低造價；③單元和單元之間會長出浮葉植物、沉水植物，絲狀藻類等也生長茂盛，成為魚類良好的產卵場所、生物的移動路徑；④有水質淨化作用。
水下固定設計
人工浮島的水下固定設計是一個較為重要的設計內容，既要保證浮島不被風浪帶走，還要保證在水位劇烈變動的情況下，能夠緩衝浮島和浮島之間的相互碰撞。以前日本在研究海洋的浮防波堤的時候，曾對水下固定部分的安全性提出過懷疑。而人工浮島的設計是以湖沼為對象，象琵琶湖、霞浦這兩個湖泊屬最大規模的項目，和海洋比較起來設計外力僅為海洋的1/10，所以參考過去海洋建築物及沿岸設計進行琵琶湖、霞浦這兩個湖泊的人工浮島的水下固定計算，得到了安全可靠的計算結果。水下固定形式要視地基狀況而定，常用的有重量式、錨固式、杭式等。另外，為了緩解因水位變動引起的浮島間的相互碰撞，一般在浮島本體和水下固定端之間設定一個小型的浮子的做法比較多。
布設規模
人工浮島的布設規模因目的的不同，規模也不同，到目前還沒有固定的公式可套。研究結果表明提供鳥類生息環境至少需要1000m2的面積，若是以淨化水質為目的除了小型水池以外，相對比較困難，專家認為覆蓋水面的30%是很必要的，若是以景觀為主要目的的浮島，至少應在視角10°～20°的範圍內布設。
造價
為了恢復一度失去的自然，其費用是很大的，經過對近些年的施工事例的調查，造價在10萬日圓/m2的比較多，不過最近也有每平米幾萬日圓做下來的。在國外比如美國，使用的是再生材料，其造價每平米不到1萬日圓。
淨化機能和效果
人工浮島的水質淨化的定義因目的、對象的不同而有所不同，人工浮島的水質淨化主要針對富營養化的水質而言的，通過減少COD（化學需氧量）、氮、磷的濃度來抑制赤潮的發生提高水的透視度為目的。它的淨化機理基本上與湖沼沿岸植物帶的水質淨化機理相似。根據有關研究資料，湖沼沿岸植物帶的水質淨化要素由以下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、防止已沉澱的懸浮性物質再次上浮
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淨化效果進行定量分析，1995年專業研究者們在霞浦（土浦市大岩田）進行一次隔離水域試驗，他們分別設定3個邊長為4m的正方形、水深1.5m的相互隔離的水域，在這三個隔離的水域裡，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8個多月，期間進行了6次調查，主要調查水中葉綠素和COD變化過程。調查發現，沒有設定人工浮島隔離水域C，夏季藍藻的細胞繁殖很快，相當於有人工浮島的10倍左右。取7、9、12月的數值平均後，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%，但是入冬以後抑制效果很小。其他類似的試驗研究結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。
原理
植物的生長繁殖過程需要大量營養，生態浮島植物的根系在水中形成的富氧環境和根系表面的生物膜能高效的降解水中的COD、氮、磷的含量，而根系膜內微生物產生的多聚糖能有效吸附水中懸浮物。
