農(nóng)業(yè)面源污染防治中濕地植物的應用分析

李鵬飛　李小杰

摘 要：

濕地植物是生態(tài)系統(tǒng)建設過程中重要的建群種類，其具有很大的優(yōu)點，能夠吸收水體中的一些富氧物質(zhì)，在農(nóng)業(yè)污染防治的過程中起著重要的作用。本文主要闡述了一些濕地植物在農(nóng)業(yè)污染治理方面有著重要的作用，并進行了氮和磷在吸收效果方面的比較;重點闡述了選擇濕地植物在農(nóng)業(yè)面源污染防控中的應用和展望，希望為相關的工作人員提供參考。

關鍵詞：

農(nóng)業(yè)面源污染;濕地植物;氮磷去除;植物選擇和配置

中圖分類號：S181

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191130014

1 濕地植物去除農(nóng)業(yè)面源污染物的機理

1.1 吸收、吸附和富集

農(nóng)業(yè)面源污染中的氮和磷是植物需要的營養(yǎng)物質(zhì)，濕地植物具有一定的特點，即不僅能夠吸收污水的養(yǎng)分供應自身的生長，同時濕地植物的根系對吸收污染物有一定的作用。但是單種濕地植物吸收能力有限，一旦植物生長停止將沒有吸附的作用，因此，應該定期對濕地植物進行收割。

1.2 根系沁氧

若濕地植物的根系生長在水下，水中一旦出現(xiàn)缺氧環(huán)境將使一些微生物不能生存，而濕地植物的根和莖在光合作用的指導下能夠?qū)a(chǎn)生的氧氣輸送到根部。其中的一部分氧氣通過根系的作用釋放到土壤中。因此，根系沁氧對環(huán)境凈化的意義重大。

1.3 水力傳導

濕地植物的根系在基質(zhì)中能夠向各個方向生長，在生長的過程中形成許多的小孔，這在一定程度上增加了水力傳導的能力。

2 濕地植物類型及其對不同污染物的去除能力

2.1 濕地植物的主要類型

2.1.1 挺水植物

挺水植物具有根系較為發(fā)達、生長速度快的特點。該種植物能夠有效地降低水中的氮、磷等有機物質(zhì)和重金屬等物質(zhì)的指標。挺水植物的分布范圍比較廣泛，在一些人工濕地中都有分布。

2.1.2 駁岸耐濕植物

該種植物適合在濕潤的地區(qū)種植，能夠暫時的被水覆蓋，但是時間不能太長，該種植物主要種植在各種生態(tài)護坡。草本植物的主要特點是對環(huán)境的適應能力比較強，植株比較小，但生長的速度快，需要養(yǎng)護的成本比較低。

2.1.3 浮水植物

浮水植物的主要特點是對環(huán)境的要求比較低、生長的速度快、對污染物的吸收和處理能力強等，尤其對已經(jīng)富氧化的水體吸收效果較好。

2.1.4 沉水植物

沉水類型的植物植株都在水面以下，植物的各個部位都能吸收水中的氮和磷等物質(zhì)，有利于在缺少空氣的環(huán)境中呼吸，凈化水體的能力比較強。

2.2 濕地植物對不同污染物的去除能力

濕地植物對污染物的處理能力也是不同的，尤其對氮和磷等有機物的吸收能力，因為濕地植物對水質(zhì)的凈化能力是不同的，這在一定程度上受到植株大小的影響。

2.2.1 對氮的去除能力

氮是反映農(nóng)業(yè)面源污染的重要指標，而濕地植物能夠減少氮含量的主要原因是植物吸收微生物的作用。相關的試驗顯示，濕地植物吸收氮的過程主要是硝化菌和反硝化菌的作用，因為植物在生長的1a周期里，尤其是春季和冬季基本依靠微生物硝化和反硝化的作用。在進行面源污染防控的過程中，影響除氮的主要因素是植物的類型。相關的研究顯示，一些植物對低濃度的污染處理比對高濃度的污染處理強。延長水里停留時間對除氮效果的提升具有重要的影響。相關的工作人員研究顯示，通過種植象草等植物來處理養(yǎng)殖廢水，在停留4d之后的效果比較好，除氮率能夠達到80%。若停留8d除氮率可高達90%。

2.2.2 對磷的去除能力

濕地植物對磷的處理主要是依靠植物吸收和促進微生物之間的同化作用，通過聚磷菌的作用能夠?qū)⑦^量積累的磷去除。相關的研究顯示，許多磷都是通過基質(zhì)的物理和化學作用被去除。根系比較發(fā)達的挺水植物和駁岸耐濕植物能夠為聚磷菌提供棲息地，有利于對磷的去除。在一些實驗中發(fā)現(xiàn)浮水植物黃花水龍的吸附效果比較好，在人工浮島下的重污染治療效果比較好。

2.2.3 對有機物的去除功能

農(nóng)業(yè)面源污染物中含有有機物，主要分為不溶性和溶解性2種，其中不溶性有機物通過微生物的作用消失，而可溶性有機物被濕地植物吸收。相關的試驗顯示，多年生長挺水植物的凈化作用比較強。因為在冬季人工濕地挺水植物雖然已經(jīng)死亡，但是根部有微生物的附著，凈化作用持續(xù)存在。

3 濕地植物配置的原則

相關的研究顯示，物種多樣性和群落穩(wěn)定性有一定的關系，即生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)力和生態(tài)系統(tǒng)中植物的數(shù)量是正比例的關系，因此，在面源污染治理的過程中應該適當提高整體抗逆性和降低維護的成本?？梢詫⒉煌瑵竦仡愋偷臐竦刂参镞M行搭配組合，這不僅能夠穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境，同時能夠形成一定的景觀效果，最為重要的是能夠達到良好的濕地凈化效果。但是需要注意的是在搭配的過程中應該堅持一定的原則，即植物的凈化能力不是簡單的疊加，不同植物類型進行科學的搭配取得的凈化效果存在差異性。主要有2方面的原因，即環(huán)境的因素和植物之間的相互作用因素，如果科學搭配的話，植物之間的關系將可能從競爭關系轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M關系。

3.1 功能性配置

濕地植物的凈化能力對處理農(nóng)業(yè)面源污染方面具有重要的意義?，F(xiàn)階段，研究顯示，不同的濕地植物進行搭配組合能夠取得良好的效果，同時凈化的能力比較強。一些專家通過研究也發(fā)現(xiàn)功能性配置能夠提高除污水的效果。

3.2 季節(jié)性配置

一些學者研究了植物的季節(jié)性休眠搭配能夠使用植物實現(xiàn)互補，在一年四季的過程中都能實現(xiàn)活性植物的存在，從而實現(xiàn)交替性凈化的作用，取得良好的凈化效果。例如，將菹草與蘆葦?shù)娜甏钆?，其中的菹草在冬季的?yōu)勢突出，在一定程度上彌補蘆葦濕地冬季凈化效果差的缺點。將水芹菜和鳳眼蓮進行搭配的話能夠發(fā)揮水芹菜的夏季優(yōu)勢和鳳眼蓮凈化的優(yōu)勢。因此，科學地進行植物搭配能夠取得良好的凈化效果。