富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)中水生植物的應(yīng)用研究

呂霞

摘要：水體富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)的機(jī)理和方法的研究備受關(guān)注。目前，營(yíng)養(yǎng)水體的修復(fù)技術(shù)很多，但從技術(shù)上講，可分為物理、化學(xué)、生物、生態(tài)、生態(tài)和生態(tài)環(huán)境等，水生植物修復(fù)是生物技術(shù)和生態(tài)學(xué)方法中的一種常用技術(shù)。它是一種消耗能源少、效果好的新技術(shù)，水生植物在水生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。它們不僅有助于水體的凈化，而且發(fā)揮著重要的作用，改善了水體的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。不同的生活型和植物種類在水生態(tài)系統(tǒng)中占有不同的生態(tài)位，在水生態(tài)恢復(fù)中發(fā)揮著不同的作用。

關(guān)鍵詞：富營(yíng)養(yǎng)化;水生植物;藻類;修復(fù)

水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要問(wèn)題是水資源的過(guò)度營(yíng)養(yǎng)，導(dǎo)致水體生物群落生存競(jìng)爭(zhēng)中種群多樣性的下降，使藻類向藻類轉(zhuǎn)化。在水生環(huán)境中，高等水生植物和浮游動(dòng)物藻類是爭(zhēng)奪這些生態(tài)資源的初級(jí)生產(chǎn)者之一，作為營(yíng)養(yǎng)、光照和營(yíng)養(yǎng)空間，它釋放出抑制藻類生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì)，吸收氮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水環(huán)境中的磷，從而達(dá)到凈水效率。高等植物可以利用這種“競(jìng)爭(zhēng)”關(guān)系，將藻類轉(zhuǎn)化為草本藻類，豐富水體生物的多樣性，恢復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)，從而恢復(fù)水體的營(yíng)養(yǎng)和清潔。

水生植物通過(guò)特定的技術(shù)可以分為水生植物、浮游植物，浮游植物、藻類和陸生植物也可以用來(lái)恢復(fù)水體富營(yíng)養(yǎng)化。不同的水生植物對(duì)養(yǎng)分的恢復(fù)有不同的影響。它們的生活特性隨環(huán)境因素的變化而變化，如吸附、吸收和破壞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在水環(huán)境中的富集。了解水生植物的這些差異對(duì)植物的選擇和營(yíng)養(yǎng)水的恢復(fù)具有重要意義。

沉水植物

水生藻類在水體生態(tài)修復(fù)中起著重要的作用，許多藻類對(duì)水體的不利影響研究都證明了這一點(diǎn)。通過(guò)周長(zhǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，草對(duì)網(wǎng)狀藻有明顯的抑制作用。對(duì)網(wǎng)狀肌和微囊藻也有一定的影響。金藻抑制了浮游植物的生長(zhǎng)，浮游植物結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致藻類數(shù)量的減少，造成浮游植物密度低的主要原因之一是發(fā)生輪作的水域。藻類能釋放抑制魚(yú)類生長(zhǎng)的物質(zhì)，但微囊藻不能。藻類能釋放出抑制微囊生長(zhǎng)的過(guò)敏原。另?yè)?jù)報(bào)道，幼小的魚(yú)藻能抑制藻類生長(zhǎng)。

藻類有效地降低水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，因此具有較高的凈化能力?？偟?、總磷被顯著去除。藻類可以通過(guò)控制水生植物群落來(lái)補(bǔ)充土壤中的養(yǎng)分。這些營(yíng)養(yǎng)資源使生活在沉積物中的植物即使在水中的營(yíng)養(yǎng)濃度很低的情況下也能生長(zhǎng)，這使它們比浮游植物具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。植物降水能有效降低營(yíng)養(yǎng)鹽的貯存率，平衡營(yíng)養(yǎng)鹽的進(jìn)出口，機(jī)械化的水提和氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的輸送是合理控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的實(shí)用方法之一。

由于藻類在水生態(tài)中的重要作用，藻類在修復(fù)工程中得到了廣泛的應(yīng)用。在小型淺水湖泊中，藻類廣泛繁殖，浮游植物在夏季生長(zhǎng)受限。藻類往往發(fā)揮重要作用，因?yàn)樗鼈兒芸斐蔀閮?yōu)勢(shì)物種，有助于提高水資源的透明度。然而，在營(yíng)養(yǎng)豐富的水中，藻類很難恢復(fù)。光致發(fā)光對(duì)淹死植物的生長(zhǎng)有很大的影響，也是淹死植物利用的瓶頸，它被用來(lái)恢復(fù)水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

漂浮植物

漂浮植物被稱為完全漂浮植物。它們?cè)谕寥乐袥](méi)有根。所有的植物都浮在水面上。這些植物的根系通常發(fā)育不良，有發(fā)達(dá)的通風(fēng)組織或膨大的葉子（氣瓶），以確保與大氣的氣體交換。如丹參、浮萍、鳳凰釉等。

漂浮水生植物種類很少，它們的根不是在泥中產(chǎn)生的。它們漂浮在水面上，在水流和波浪中游蕩，主要在可見(jiàn)的樹(shù)葉上，為游泳池的水面提供裝飾性的綠蔭。因?yàn)樗鼈兺瑫r(shí)吸收水中的礦物質(zhì)。同時(shí)，它們可以阻擋陽(yáng)光進(jìn)入水中，從而抑制水中藻類的生長(zhǎng)。

漂浮植物生長(zhǎng)迅速，能夠更快地覆蓋水面。然而，有些物種生長(zhǎng)繁殖非?？?，這可能成為水中的一種危險(xiǎn)現(xiàn)象。所以我們必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定期捕捉它們。否則，它們會(huì)覆蓋整個(gè)水面。下面是一些最常見(jiàn)的漂浮水生植物：滿江紅、水芙蓉、布袋蓮。

浮葉植物

浮葉植物的葉片漂浮在水面上或水面之上，在營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域與浮游生物的競(jìng)爭(zhēng)中具有優(yōu)勢(shì)。這個(gè)罐子很漂亮，可以用來(lái)恢復(fù)公園里的水。菱形群落具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和良好的應(yīng)用前景，但對(duì)葉片營(yíng)養(yǎng)功能的研究較少。

浮葉植物是多年生草本植物。整個(gè)花束有一種特殊的香味。一種粗的，稍扁平的根狀莖，直徑0.5-2厘米，上面產(chǎn)生很多根莖。葉基部，示蹤狀，長(zhǎng)50-120厘米，頂生漸尖，平均寬1-3厘米，葉基鞘，斜莖。中間脈兩側(cè)明顯隆起，平行脈的每側(cè)分為三至五條?；ㄆ?月至9月，莖基部，扁三角形，長(zhǎng)20-50厘米。火焰苞片長(zhǎng)20-40厘米，耳肉直或斜，圓柱形，黃綠色。果實(shí)紅色，圓潤(rùn)最適溫度20-25℃。當(dāng)溫度低于10°C、冬季生長(zhǎng)停止，土地部分死亡，地下莖干冬季潮濕，多見(jiàn)于池塘、河流、湖泊淺水區(qū)。

挺水植物

陸地邊界不同物種間存在明顯的化學(xué)降解現(xiàn)象，而且在水體恢復(fù)過(guò)程中，水生植物可以直接帶到海岸帶，也可以用于人工生物浮床、人工濕地等。當(dāng)直接進(jìn)入海岸帶時(shí)，疏水性最強(qiáng)的植物在照片競(jìng)爭(zhēng)中起主導(dǎo)作用。它們以海底沉積物和水為食，也占據(jù)著水生動(dòng)植物的優(yōu)勢(shì)地位。黃世德比較了艾蒿、蘆葦和蕪菁的凈化能力。結(jié)果表明，蘆葦和蒲公英是去除燈芯最有效的方法。

固定化藻類

藻類繁殖快，初級(jí)生產(chǎn)力高，富含氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此，藻類廢水處理在改善水質(zhì)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在水體恢復(fù)過(guò)程中，營(yíng)養(yǎng)水可直接排入沿海地區(qū)，也可用于人工生物浮床、人工濕地等。當(dāng)直接進(jìn)入海岸帶時(shí)，疏水性最強(qiáng)的植物在照片競(jìng)爭(zhēng)中起主導(dǎo)作用。它們以海底沉積物和水為食，也占據(jù)著水生動(dòng)植物的優(yōu)勢(shì)地位。

當(dāng)植物生物量較高或植物中某些營(yíng)養(yǎng)成分含量較高時(shí)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)水的凈化效果較好。在一些營(yíng)養(yǎng)豐富的藻類中，原始水生植被尤其是沉積物中植被的恢復(fù)受到嚴(yán)重限制。以浮游植物和親水性植物為導(dǎo)向，可以抑制藻類的生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和水質(zhì)的凈化可以為浮游植物創(chuàng)造條件。這也導(dǎo)致了與植物相關(guān)的微生物群落的變化。不同植物品種的組合具有合理的品種多樣性，有利于長(zhǎng)期穩(wěn)定，減少害蟲(chóng)的發(fā)生。近年來(lái)，科學(xué)家們開(kāi)始研究如何凈化來(lái)自土地、蔬菜、油料作物和其他經(jīng)濟(jì)作物的污染水。此外，在發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著景觀設(shè)計(jì)理念的引入，水體修復(fù)將污染控制與生態(tài)景觀的創(chuàng)造結(jié)合起來(lái)。

過(guò)去對(duì)植物的選擇主要以凈化效果為依據(jù)，對(duì)植物的經(jīng)濟(jì)效益和觀賞價(jià)值的評(píng)價(jià)較少，因此對(duì)植物的選擇主要局限于鳳凰、焦油、闊葉香波等物種。近年來(lái)，科學(xué)家們開(kāi)始研究如何凈化來(lái)自土地、蔬菜、油料作物和其他經(jīng)濟(jì)作物的污染水。此外，在發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著景觀設(shè)計(jì)理念的引入，水體修復(fù)將污染控制與生態(tài)景觀的創(chuàng)造結(jié)合起來(lái)。選用的植物不僅僅只是好看，富有觀賞價(jià)值或者僅僅凈化水體，同時(shí)還有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？梢援a(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益。

問(wèn)題與展望

水生植物檢疫對(duì)藻類的影響及其機(jī)理有待進(jìn)一步研究;在工程應(yīng)用中，水生植物受環(huán)境因素影響大，加工周期長(zhǎng);此外，我們需要不斷地尋找和選擇性地適應(yīng)和純化有效物種;同時(shí)，不斷開(kāi)發(fā)應(yīng)用于水生植物生態(tài)修復(fù)的新技術(shù);植物種類的選擇和不同水體植物群落的組合，可以達(dá)到最佳的凈化效果。這些問(wèn)題將成為營(yíng)養(yǎng)水資源生態(tài)修復(fù)研究的一個(gè)重要方向，特別是未來(lái)對(duì)水生動(dòng)植物在水生生態(tài)系統(tǒng)中的影響，目前營(yíng)養(yǎng)水資源生態(tài)修復(fù)是研究的重點(diǎn)。利用水生植物進(jìn)行水資源生態(tài)修復(fù)具有經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保的特點(diǎn)，是解決我國(guó)水環(huán)境惡化的良好途徑，具有良好的研究和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧林娣，陳堅(jiān)，陳衛(wèi)華，等. 苦草種植水對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響[J]. 上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，23（1）：62- 68.

[2]宋福，陳艷卿，喬建榮，等. 常見(jiàn)沉水植物對(duì)草海水體（含底泥）總氮去除速率的研究[J]. 環(huán)境科學(xué)研究，1997，10（4）：47- 50.

[3]童昌華，楊肖娥，濮培民. 富營(yíng)養(yǎng)化水體的水生植物凈化試驗(yàn)研究[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（8）∶1447- 1450.

[4]尚士友，申慶泰，杜健民，等. 內(nèi)蒙古烏梁素海沉水植物的收割工程技術(shù)[J]. 湖泊科學(xué)，2004，16（2）：169- 177