水生植物在水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)中應(yīng)用研究

劉鑫

（山西桑干河省級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，山西大同 037006）

0 引言

水域生態(tài)環(huán)境是全球進(jìn)行水資源循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，是人類(lèi)生產(chǎn)生活中的重要資源。但是，在當(dāng)前我國(guó)社會(huì)城市化與工業(yè)化逐漸發(fā)展的基礎(chǔ)上，對(duì)于水資源的使用與污染也逐漸加劇，不僅直接對(duì)水體環(huán)境造成污染，而且還破壞了水域生態(tài)環(huán)境。為保證我國(guó)生態(tài)環(huán)境的有序發(fā)展，就需要重視水域生態(tài)環(huán)境的修復(fù)，合理利用各種水生植物，增強(qiáng)水域生態(tài)環(huán)境的自我凈化和修復(fù)能力。

1 水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)

城市化的不斷發(fā)展導(dǎo)致了我國(guó)城市人口的劇增，水資源的使用問(wèn)題成為當(dāng)前城市化發(fā)展過(guò)程中需要重視的主要問(wèn)題。在使用水資源的過(guò)程中可能會(huì)造成水域環(huán)境的污染與破壞，導(dǎo)致阻礙城市的發(fā)展進(jìn)程，既影響了水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，又影響了人們生活質(zhì)量的提升。例如：對(duì)于生活污水不能及時(shí)處理、水域環(huán)境被污染、生活生產(chǎn)垃圾被隨意堆放，導(dǎo)致水域環(huán)境遭到破壞、水域自我凈化能力被破壞、隨意占用水域環(huán)境、水庫(kù)修建不合理，導(dǎo)致河岸的水量調(diào)節(jié)能力下降等。

水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)指的是通過(guò)工程、物理、化學(xué)、生物和管理等技術(shù)，進(jìn)行重建、改進(jìn)、修補(bǔ)、更新、再植等。根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，采用有關(guān)技術(shù)手段對(duì)受損、退化或被破壞的水域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行部分或全部恢復(fù)過(guò)程。能夠起到減緩水生態(tài)系統(tǒng)退化，對(duì)已經(jīng)退化的水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)并使其能達(dá)到可以接受的且能進(jìn)行自我調(diào)節(jié)并穩(wěn)定發(fā)展的狀態(tài)。在社會(huì)公眾水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)意識(shí)逐漸加強(qiáng)的基礎(chǔ)上，水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)的技術(shù)發(fā)展水平也在不斷提高。水域生態(tài)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)是進(jìn)行水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)的基礎(chǔ)方法，也是最簡(jiǎn)單的方法。為了提高水生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的修復(fù)能力，最大限度加強(qiáng)對(duì)水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，水域生態(tài)環(huán)境管護(hù)機(jī)構(gòu)能通過(guò)水生植物的科學(xué)種植進(jìn)行輔助，幫助水域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 水生植物對(duì)水域生態(tài)環(huán)境的作用

科學(xué)利用水生植物的過(guò)程包括對(duì)污染后的水域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行凈化，達(dá)到調(diào)節(jié)水域生態(tài)環(huán)境的作用；對(duì)水域生態(tài)環(huán)境的成分組成進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，加強(qiáng)水域生態(tài)環(huán)境的自我凈化能力，為保證水域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)；減少水環(huán)境中氮、磷等微量元素，為水域生態(tài)環(huán)境的發(fā)展減輕壓力；盡可能減少污染物對(duì)水域生態(tài)環(huán)境的破壞，對(duì)于尚未被污染的區(qū)域加大保護(hù)力度。同時(shí)，水生植物對(duì)于水域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)方式屬于生物防控方式，能在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上對(duì)社會(huì)環(huán)境造成最小的污染[1]。

2.1 凈化水環(huán)境

水生植物成群的生長(zhǎng)能有效的保證水生環(huán)境的良性循環(huán)，在水中種植大量的水生植物是進(jìn)行水生環(huán)境去污的主要方法之一。①水生植物的種植水上部分能使得水面的風(fēng)速變小，使固體塵?；蛘呶廴疚镞M(jìn)行沉淀，減少水表面或水上固體污染物的數(shù)量，使得水生植物能與水體更加密切的接觸，達(dá)到降低水環(huán)境渾濁程度的作用；②大型的水生植物一般根系較為發(fā)達(dá)，當(dāng)水中的污染物經(jīng)過(guò)水生植物根系的時(shí)候，就會(huì)被根系阻礙、吸附并沉淀。除此之外，水生植物在生長(zhǎng)的過(guò)程中還會(huì)進(jìn)行呼吸作用，將氧氣通過(guò)根部進(jìn)行釋放，與水中的沉淀物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，提高沉淀物中的可溶性物質(zhì)含量，加強(qiáng)水生植物對(duì)水中物質(zhì)的吸收能力，達(dá)到減少水中沉淀物的作用。

2.2 加強(qiáng)水域生態(tài)環(huán)境的凈化能力

當(dāng)水生植物的根莖將水中不溶性膠體進(jìn)行吸附的時(shí)候，會(huì)使得膠體中的有機(jī)質(zhì)也跟著沉淀下來(lái)，為水中的微生物提供了生活的環(huán)境。同時(shí)，在根莖的影響之下，一些植物的殘?bào)w也會(huì)使水生植物中產(chǎn)生的礦物質(zhì)被更好地吸收，讓一部分植物中所含的礦物質(zhì)脫離自身循環(huán)過(guò)程，進(jìn)入水域生態(tài)環(huán)境的化學(xué)循環(huán)過(guò)程，提高了水域生環(huán)境的自我凈化能力。

2.3 減少微量元素

水域生態(tài)環(huán)境中含有大量的氮、磷等微量元素，會(huì)影響水體的質(zhì)量。但是，水生植物具有一定的吸附水中微量元素的作用，當(dāng)水生植物正常發(fā)展的過(guò)程中，可能會(huì)吸收水中的微量元素，為自身的發(fā)展提供必要的營(yíng)養(yǎng)成分。水生植物能將水中的無(wú)機(jī)氮元素進(jìn)行吸收，再經(jīng)過(guò)自身的循環(huán)作用將其轉(zhuǎn)化成有機(jī)的蛋白質(zhì)，并隨著對(duì)水生植物的收割等從水域生態(tài)體系中脫離，達(dá)到減輕水環(huán)境壓力的作用。

3 水生植物在水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用

3.1 水生植物的選擇

利用水生植物對(duì)水域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)需要重視的環(huán)節(jié)是保證生物與環(huán)境之間的和諧相處，人類(lèi)是生態(tài)環(huán)境中的重要環(huán)節(jié)，并不是獨(dú)立于生態(tài)環(huán)境之外的部分[2]。在進(jìn)行水生植物選擇之前，需要了解當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境發(fā)展特點(diǎn)，盡量選用本地的水生植物進(jìn)行種植，防止因?yàn)橥鈦?lái)物種入侵導(dǎo)致的環(huán)境生態(tài)平衡遭到破壞的現(xiàn)象。同時(shí)，不同的水生植物有自己的生活習(xí)性，不正確的種植方式以及種植環(huán)境可能會(huì)導(dǎo)致種植效果不佳，最終造成經(jīng)濟(jì)損失的現(xiàn)象。例如：在進(jìn)行再力花種植的時(shí)候，需要確保種植環(huán)境溫暖、陽(yáng)關(guān)照射充足且土壤呈微堿性。在北方水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)時(shí)多以種植蘆葦為主，種植時(shí)也需注意蘆葦雖屬喜濕性植物，但也不能長(zhǎng)期淹水，以免土層缺氧爛根。除此之外，在進(jìn)行水生植物選擇的時(shí)候，需要選擇根莖比較旺盛以及粗壯的品種，這樣的水生植物能在水下凈化較多的雜質(zhì)，達(dá)到凈化水體的作用。水生植物的根莖、葉片之間都是有一定聯(lián)系的，只有根莖較為茂盛，葉片才能比較美觀，這樣的水生植物不僅具有較高的水生態(tài)修復(fù)能力，還有較好的觀賞價(jià)值。

3.2 人工濕地

人工濕地是一種綜合性的生態(tài)系統(tǒng)，指的是用人工建立一個(gè)水池或水槽，再在底面鋪設(shè)隔水層，在隔水層上填充土壤，并種植蘆葦?shù)雀o較為發(fā)達(dá)的水生植物，用于對(duì)水體的凈化與保護(hù)，主要分為表面徑流與人工潛流兩種[3]。水生植物的種植是建設(shè)人工濕地的重要內(nèi)容，能在濕地系統(tǒng)建設(shè)中起到明顯的作用。水生植物的根莖能將濕地中過(guò)多的營(yíng)養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化成氧氣，減少濕地中藻類(lèi)生物的繁殖，并防止?jié)竦氐撞磕嗤林羞^(guò)多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向水中釋放的現(xiàn)象產(chǎn)生，能夠起到保護(hù)城市水體生態(tài)系統(tǒng)平衡的作用。除此之外，在進(jìn)行濕地植物選擇的時(shí)候，需要考慮到不同水生植物耐水性、根莖的生長(zhǎng)情況、生長(zhǎng)規(guī)律、耐寒性、吸收微量元素的能力、種植成本等問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的水生植物在濕地中進(jìn)行種植。當(dāng)前，能夠用于人工濕地建設(shè)的植物主要有觀賞荷花、黃花鳶尾、美人蕉、紙莎草以及燈芯草等。

3.3 植物浮島

水體富營(yíng)養(yǎng)化是全球性的水環(huán)境問(wèn)題之一，在我國(guó)37 個(gè)具有代表性的湖泊中的79.3%存在富養(yǎng)化的問(wèn)題，其中55.8%為中型營(yíng)養(yǎng)型、14.7%為營(yíng)養(yǎng)型、8.8%為重營(yíng)養(yǎng)型。我國(guó)90%以上的水體污染都是由于水中微量元素過(guò)多導(dǎo)致的，而水生植物生長(zhǎng)的主要條件就是擁有豐富的微量元素，針對(duì)這一問(wèn)題，我國(guó)實(shí)行植物浮島技術(shù)。

植物浮島又被稱(chēng)為是人工浮床，是人工浮島的一種，能利用生態(tài)工學(xué)的原理對(duì)水進(jìn)行降解，減少水中的化學(xué)需氧量、氮元素以及磷元素等，起到凈化水資源的作用。植物浮島以水生植物為主體，利用無(wú)土栽培技術(shù)，將高分子結(jié)構(gòu)作為載體，充分利用物種之間的共生性質(zhì)、水體空間生態(tài)位以及營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位建立起人工的生態(tài)系統(tǒng)，減少水資源需要承擔(dān)的壓力。植物浮島技術(shù)的運(yùn)用能有效的提高水體的透明度，改善水的質(zhì)量指標(biāo)，抑制藻類(lèi)的繁殖。當(dāng)前，植物浮島多被用于生態(tài)修復(fù)城市以及農(nóng)村的水體污染，也用于城市濕地景區(qū)的建設(shè)。生態(tài)浮島主要分為干式浮島以及濕式浮島兩種。干式浮島指的是植物與水不接觸的浮島建設(shè)方式，這種建設(shè)方式由于植物與水不能接觸，因此，可以種植大型的木本、園藝植物等，能通過(guò)不同樹(shù)種的結(jié)合種植，為鳥(niǎo)類(lèi)構(gòu)建更好的生存場(chǎng)所，起到美化景觀的作用，但是這種景觀不能起到凈化水生態(tài)環(huán)境的作用。濕式浮島指的是與水資源接觸的浮島建設(shè)方式，這種建設(shè)方式一般會(huì)采用纖維強(qiáng)化材料作為主要制作材料，占總體生態(tài)浮島質(zhì)量的70%。

浮島技術(shù)的使用能通過(guò)將植物扎根在水中，吸取水中的微量元素以及礦物質(zhì)，分解水中的污染物。水生植物的根莖以及浮床在水中能在吸附懸浮物的前提下提供給水中微生物更多的生存空間，同時(shí)還能起到美化河流環(huán)境的作用。

3.4 水底草坪

水底草坪是水域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)的主要方式之一，指的是在水下培育成長(zhǎng)較好的水下植物，在水底構(gòu)建水下森林，通過(guò)這種方式來(lái)凈化水體，保護(hù)水域生態(tài)環(huán)境。這些水下植物能汲取到水下的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，防止不利于水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)的藻類(lèi)大量繁殖，提高水中含氧量，保證水體更加清澈，為水中生物提供了更好的生活環(huán)境。當(dāng)前常見(jiàn)的水底草坪主要有苦草、金魚(yú)藻、黑藻、光葉眼子菜以及狐尾藻等。

4 結(jié)論

綜上所述，在利用水生植物進(jìn)行水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)工程的時(shí)候，需要結(jié)合不同項(xiàng)目中積累的經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際情況進(jìn)行各個(gè)環(huán)節(jié)的控制。水生植物在水域生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用主要有人工濕地、水底草坪、植物浮島等，不同的水域生態(tài)環(huán)境應(yīng)選用合適的水生植物來(lái)進(jìn)行修復(fù)。