水生植物對水體凈化研究綜述

龔超

[摘 要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)迅速成為各領(lǐng)域的熱門話題，水體保護(hù)也不例外。通過文獻(xiàn)分析法對國內(nèi)外水生植物對水體凈化的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和綜述，重點(diǎn)從水生植物對水體凈化的機(jī)理、優(yōu)點(diǎn)和不足等方面進(jìn)行分析了我國水生植物對水體凈化的應(yīng)用具體情況，最后總結(jié)了水生植物對水體凈化應(yīng)用研究存在的問題和發(fā)展趨勢，以期對水生植物對水體凈化作用做出較為全面的梳理和分析，從而為水生植物在水體凈化方面的應(yīng)用提供更好的參考。

[關(guān)鍵詞]水生植物;水體保護(hù);研究;綜述

一、水生植物的概念

水生植物是指生長在水中，具有葉綠素，能夠進(jìn)行光合作用產(chǎn)生有機(jī)物的自養(yǎng)型生物。1993年余樹勛對水生植物的定義是：“生長在淡水深處的土壤中或自然漂浮在水中的植物，有時(shí)包括在沼澤中出現(xiàn)的植物?！卑凑掌渖盍?xí)性和形態(tài)特征可以分為五大類：（1）挺水型：大多有莖葉之分，上部植株挺出水面，下部植株沉與于水中。（2）浮葉形：無明顯的莖不能直立，但他們的體內(nèi)通常存有大量的氣體，使葉片或植株能夠漂浮在水面上。（3）漂浮型：根不生長于泥土中，株體漂浮在水面上，隨風(fēng)四處漂泊。（4）沉水型：根莖生于泥中，整個(gè)植株沉于水體之中，通氣組織特別發(fā)達(dá)。（5）水緣植物：生長在水池的邊緣，從潛水處到水池邊的泥里都可以生長。不同的水生植物有不同的特性，對水體的凈化能力也大不相同。

二、水生植物對水體凈化應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

（一）常用的水生植物種類及搭配的類型

常用的水生植物有玉帶草（Phalaris arundinacea var.picta）、千屈菜（Lythrum salicaria） 、菖蒲（Acorus calamus） 、石菖蒲（A.tatarinowii） 、黃花鳶尾 （Iris wilsonii）、香蒲（Typha orientalis）、水芹（Oenanthe javanica）、水葫蘆 （Eichhornia crassipes）、萬年青（Rohdea japonica）、百合竹（Dracaena reflexa）、袖珍椰子（Chamaedorea elegans）、綠菊（Cabomba caroliniana Gray）、迷你皇冠（Dwart sword plant）、苦草（Vallisneria natans（Lour.）Hara）、槐葉萍（Salvinia natans（L.）All.）、青萍（Lemna minor L）、蘆葦 （Phragmites australis）、荷花（Nelumbo nucifera） 、輪藻（Chara sp.）、篦齒眼子菜（Potamogeton pectinatus）。

凈化效果較好（總氮、總磷的除去率不低于65%）的搭配：1.萬年青+袖珍椰子+迷你皇冠+苦草+槐葉萍、青萍;2.百合竹+萬年青+迷你皇冠+苦草+槐葉萍、青萍;3.蘆葦、香蒲、荷花、輪藻、金魚藻;4.再力花+蘆葦+黃花水龍;5水芹+燈芯草+菖蒲等。

（二）水生植物對水體凈化機(jī)理及影響因子

水生植物系統(tǒng)對水體污染物除去的主要機(jī)理是：植物同化吸收、植物根系微生物氧化和其他介質(zhì)的凈化作用，他們之間有良好的協(xié)同作用，其中植物根系微生物的礦化作用和氧化作用占主導(dǎo)地位。植物同化吸收后進(jìn)行光合作用， 通過“卡爾文”循環(huán)作用， 生成的氧氣從植物葉面微孔和根系微孔釋放出來，達(dá)到改善微環(huán)境作用和植物根系微生物的供氧，提高了根系微生物的活性、數(shù)量;反過來，根系微生物繁衍生長后，協(xié)同改善植物根系周邊土壤肥力，促進(jìn)植物的生長，強(qiáng)化了植物體內(nèi)酶濃度和活性，提高植物同化效果和植物抗脅迫能力。

水生植物由于長期生活在一種缺氧、弱光的環(huán)境中，本身的形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)上形成特殊性狀。根、莖和葉形成了完整的通氣組織，以保證器官和組織對氧氣的需要;水生植物根系發(fā)達(dá)，利于吸收水中物質(zhì)。在生長過程中，吸收大量的氮（N）、磷（P）等營養(yǎng)元素。水生植物群落的存在，為微生物和微型生物提供了附著基質(zhì)和棲息場所。這些生物能大大加速截留在根系周圍的有機(jī)膠體或懸浮物的分解礦化。在水生植物凈化污水的過程中，相關(guān)的生化反應(yīng)也起到很大作用，這方面已有大量的研究，光合作用產(chǎn)生的氧氣（O2）和大氣中的氧氣被直接輸送到植株各處，并向水中擴(kuò)散;一方面，根系通過釋放氧氣，氧化分解根系周圍的沉降物;另一方面，使水體底部和基質(zhì)土壤形成許多厭氧和好氧區(qū)，為微生物活動(dòng)創(chuàng)造條件，進(jìn)而形成“根際區(qū)”。這樣，植物代謝產(chǎn)物和殘?bào)w及溶解的有機(jī)碳給濕地中的菌落提供食物源;同時(shí)，大量微生物在基質(zhì)表面形成灰色生物膜，增加了微生物的數(shù)量和分解代謝的面積，使植物根部的污染物（富集或沉降下來的）被微生物分解利用或經(jīng)生物代謝降解過程而去除。富營養(yǎng)化水體，也可依靠水生植物根莖上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速氨氮（NH3—N）向亞硝酸態(tài)氮（NO2—N）和硝酸態(tài)（NO3—N）的轉(zhuǎn)化過程，便于水生植物的吸收與利用，減少底泥向水體中的營養(yǎng)鹽釋放。

（三）水生植物對水體凈化優(yōu)點(diǎn)與不足

到目前為止，對水生植物凈化富營養(yǎng)化水體的研究溫暖季節(jié)多，寒冷季節(jié)少，沒有形成周年高效的水生植物凈化水體的體系，難以解決因季節(jié)問題帶來的水質(zhì)不穩(wěn)定問題。

植物修復(fù)系統(tǒng)的管理必須及時(shí)，水生植物如果不能及時(shí)收割，腐爛、枯萎的植物組織會(huì)造成水域的局部污染，而且大多數(shù)水生植物在晚上溶解氧非常低，可能會(huì)引起水生動(dòng)物的死亡。

植物的入侵問題需要認(rèn)真對待，植物入侵會(huì)引起當(dāng)?shù)氐纳锓N群特性的變化，甚至導(dǎo)致有些物種的滅絕。比如：水葫蘆的引進(jìn)導(dǎo)致河道阻塞、魚類藻類的死亡，使得水體富營養(yǎng)化更為嚴(yán)重。

三、研究趨勢

對與凈化水體后水生植物的處理是值得關(guān)注的，大部分水生植物吸收的污染物并沒有被同化，因而會(huì)隨著植物體的死亡又重新回到水體中，水生植物對水體的凈化作用也就成為暫時(shí)性的。

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[作者單位]

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與藝術(shù)學(xué)院

（編輯：薄躍華）