水生植物在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用

朱 潛

（中地清洋（湖北）檢測(cè)認(rèn)證有限公司，湖北 武漢 430000）

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化指的是湖泊等水體環(huán)境在人類活動(dòng)的影響下，水體環(huán)境中大量輸入氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而使得生態(tài)系統(tǒng)失去了本身的自我調(diào)節(jié)和修復(fù)能力，然后在光照等自然條件比較適宜的情況下，浮游類植物大量繁殖，導(dǎo)致水體的氧濃度大大降低，水生植物失去了必要的生存條件，然后就會(huì)退化甚至消失，水體環(huán)境中的生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而導(dǎo)致水質(zhì)惡化以及魚類等水生生物大量死亡。

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的出現(xiàn)最直接的原因是人類的社會(huì)活動(dòng)超過(guò)了湖泊的自我調(diào)節(jié)能力，從而使得水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的含量大大提升，水體中的浮游類植物數(shù)量大大增加，形成“水華”，水體發(fā)臭，水體pH值升高，魚類大量死亡，水體內(nèi)的生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重破壞。其實(shí)，在任何水體環(huán)境中，都會(huì)存在著富營(yíng)養(yǎng)化的情況，只不過(guò)在沒(méi)有人類活動(dòng)干預(yù)的情況下，水體富營(yíng)養(yǎng)化是一個(gè)十分緩慢的過(guò)程，大約需要幾百年甚至上萬(wàn)年的時(shí)間，湖泊中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的含量才能積累到富營(yíng)養(yǎng)化的程度。人類的社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)湖泊等水體環(huán)境的干預(yù)導(dǎo)致了這個(gè)時(shí)間被大大提前。水體環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大大增加，使得水體中的生產(chǎn)者的生產(chǎn)能力大大增強(qiáng)，生物的數(shù)量大大增加，水體中生物種群的組成也會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，逐漸由適合在富營(yíng)養(yǎng)化的水體環(huán)境中生存的新生物所替代[1]。

1 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的危害及現(xiàn)狀

1.1 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的危害

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化最大的危害就是導(dǎo)致湖泊環(huán)境中生物種群類型發(fā)生變化，許多大型的水生植物都會(huì)衰退，湖泊中生物鏈的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，生物多樣性變低。在正常情況下，湖泊中的各種生物無(wú)論是數(shù)量還是類型都處于一個(gè)比較平衡穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)水體環(huán)境受到污染而加劇富營(yíng)養(yǎng)化的過(guò)程，使得水體環(huán)境中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的含量急劇增加時(shí)，就會(huì)引起水體中浮游類水生植物的大量繁殖，魚類大量死亡，水體正常的生態(tài)系統(tǒng)平衡被打破，適宜富營(yíng)養(yǎng)化水體環(huán)境的生物數(shù)量大量增加，其余生物則大量死亡，水體環(huán)境中生物的多樣性下降。

在水體環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化，以藍(lán)藻和綠藻為主的浮游類植物數(shù)量大大增加，這些藻類植物會(huì)漂浮在水體表面，使水體變得渾濁，水體透明度大大降低，這會(huì)使得陽(yáng)光無(wú)法射進(jìn)水中，影響了光合作用的進(jìn)行，進(jìn)而降低了水體環(huán)境中的氧氣含量，再加上浮游類植物的呼吸作用也會(huì)降低水中溶解氧的含量，導(dǎo)致水體環(huán)境變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，魚類生物大量死亡，厭氧生物變?yōu)閮?yōu)勢(shì)種類，大量釋放氨氣、硫醇等氣體，使水質(zhì)變臭，徹底惡化，有些藻類甚至可以分泌有毒物質(zhì)，人類在飲用這些水質(zhì)后，輕者會(huì)引發(fā)腸胃疾病，重者會(huì)直接重度死亡。而當(dāng)供水基地的水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化后，會(huì)大大增加水廠對(duì)于水體的凈化難度和成本，影響出水效率[2]。

1.2 當(dāng)前我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的現(xiàn)狀

湖泊一直就有“天然水庫(kù)”的美譽(yù)，這是因?yàn)榈械乃康?8%是可以直接利用的，因此對(duì)人民的生產(chǎn)生活具有十分重要的作用。而隨著我國(guó)近年來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的湖泊流域開發(fā)活動(dòng)開始進(jìn)行，再加上人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)比較淡薄，對(duì)土地的管理不夠科學(xué)，農(nóng)民為了保證土地的高產(chǎn)，大量使用肥料等都會(huì)對(duì)湖泊等水體造成不良影響，尤其是對(duì)肥料的過(guò)度使用，直接造成了水體的富營(yíng)養(yǎng)化，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在近十幾年中，我國(guó)對(duì)氮肥的使用提高了7倍，對(duì)磷肥的使用提高了3倍，在經(jīng)雨水沖刷之后，大量的富營(yíng)養(yǎng)鹽都會(huì)隨著地表而流入湖泊中，使得富營(yíng)養(yǎng)化的狀況越來(lái)越嚴(yán)重。有數(shù)據(jù)顯示，在我國(guó)34個(gè)主要湖泊中，有55.6%的湖泊屬于在中度富營(yíng)養(yǎng)型，有15.3%的湖泊屬于富營(yíng)養(yǎng)型，重度富營(yíng)養(yǎng)型占8.2%，而富營(yíng)養(yǎng)化程度比較高的湖泊大都位于經(jīng)濟(jì)文化比較發(fā)達(dá)的城市，比如杭州西湖等，它們?cè)谖覈?guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都占據(jù)著比較重要的地位，日益嚴(yán)重的湖泊環(huán)境已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的日常生產(chǎn)和生活，雖然相關(guān)的政府職能部門已經(jīng)采取措施針對(duì)湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行治理，但是就當(dāng)前形勢(shì)來(lái)看，還需要繼續(xù)加大治理和管理力度，以解決這一重大環(huán)境問(wèn)題[3]。

2 水生植物在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理中的作用

2.1 化感作用

水生植物的一個(gè)關(guān)鍵的作用就是它可以向水中釋放一種化感物質(zhì)，這種化感物質(zhì)可以有效抑制浮游類植物的生長(zhǎng)，同時(shí)，這也是水生植物在水體環(huán)境中與其他生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)、陽(yáng)光等生長(zhǎng)所必需條件的主要方式。不同水生植物對(duì)不同藻類的抑制效果也有所不同，比如輪藻對(duì)斜生柵藻沒(méi)有抑制作用，而對(duì)小球藻有明顯的抑制作用。不同水生植物釋放化感物質(zhì)的部位不同，比如鳳尾蓮是通過(guò)根部向水中釋放等。

2.2 吸收作用

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化主要是因?yàn)樗兴械牡⒘自氐暮繃?yán)重超標(biāo)，水生植物本身具有吸收作用，因此可以直接吸收湖泊中的這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，然后同化為自身的結(jié)構(gòu)，使氮、磷等物質(zhì)的存儲(chǔ)更加穩(wěn)定，然后通過(guò)人工方式再將其移出水體。水生植物通過(guò)吸收這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)自身增長(zhǎng)，從而降低水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，進(jìn)而抑制浮游類植物的生長(zhǎng)[4]。

2.3 生態(tài)作用

水生植物的存在，極大地保證了湖泊環(huán)境中的生物多樣性，首先水生植物本身就可以釋放化感物質(zhì)來(lái)抑制浮游類生物的繁殖，其次，還可以吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)破壞浮游類生物生長(zhǎng)所需的條件，最后，水生植物的存在可以為一些微型生物提供附著地，這些微型生物能夠?qū)Ω∮晤惿镞M(jìn)行捕食，從而間接地控制了生物的總體數(shù)量。

3 選擇合適的水生植物

3.1 選擇生長(zhǎng)迅速、生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)的植物

水生植物的生長(zhǎng)周期如果比較短，那么既無(wú)法達(dá)到凈化水體的作用，也加大了人工清理水體的難度，如果不能及時(shí)清理，也很容易加劇水體的富營(yíng)養(yǎng)化。因此，在選擇合適的水生植物時(shí)，生長(zhǎng)量是一個(gè)很重要的參考指標(biāo)，要選擇生長(zhǎng)比較迅速，生長(zhǎng)周期比較長(zhǎng)的植物來(lái)凈化水體[5]。

3.2 選擇吸收能力較強(qiáng)的植物

在水體環(huán)境中引入水生植物最主要的目的就是要凈化水體，吸收其中過(guò)剩的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而抑制浮游類生物的繁殖和生長(zhǎng)，所以，要選擇吸收凈化能力較強(qiáng)的植物作為發(fā)展對(duì)象，我國(guó)水生植物的種類繁多，比如已知的挺水植物、沉水植物和浮水植物等都具有較好的吸收作用，而同一類型但是不同品種的水生植物對(duì)水體具有不同的凈化作用，因此在實(shí)際養(yǎng)殖中，還要根據(jù)具體的水體環(huán)境來(lái)進(jìn)行選擇。

3.3 選擇經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的植物

在進(jìn)行湖泊等水體環(huán)境的生態(tài)修復(fù)時(shí)，不僅要關(guān)注其修復(fù)能力，還要適當(dāng)?shù)膶?duì)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值予以關(guān)注。比如，美人蕉既可以凈化空氣，同時(shí)還可以供人欣賞，它的根莖還有安神降壓的功效等。

3.4 合理搭配水生植物

在水體環(huán)境中對(duì)水生植物進(jìn)行搭配時(shí)，要根據(jù)具體的水體環(huán)境以及水生植物與水體的相容性來(lái)進(jìn)行合理選擇，按照科學(xué)的比例來(lái)對(duì)其進(jìn)行時(shí)間和空間上的安排，這樣才能保證整個(gè)水體生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展。多種水生植物的合理搭配效果要比單一種類水生植物對(duì)水體的凈化效果好，不同水生植物具有不同的凈化作用，湖泊水體環(huán)境的生物類型組成很復(fù)雜，因此如果有不同的水生植物，那么一定會(huì)更大程度的限制浮游類生物的生長(zhǎng)，比如，利用挺水植物來(lái)限制藻類的生長(zhǎng)，利用浮葉植物來(lái)與浮游生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和陽(yáng)光等生存條件。

4 當(dāng)前湖泊富營(yíng)養(yǎng)化生態(tài)修復(fù)中存在的問(wèn)題及展望

從上文中可以看出，當(dāng)前我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化生態(tài)修復(fù)和治理中所存在的主要問(wèn)題有兩個(gè)方面：第一，人民在生產(chǎn)生活中對(duì)水體環(huán)境的保護(hù)意識(shí)比較淡薄，還沒(méi)有切實(shí)地認(rèn)識(shí)到水體富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)人們生活所帶來(lái)的負(fù)面影響，在過(guò)分追逐經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。第二，在對(duì)水生植物的選擇上還存在著一些問(wèn)題，導(dǎo)致水生植物對(duì)水體環(huán)境的凈化效果不是很明顯。

水生植物的投入成本低，周期較短，管理相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)水體的凈化效果顯著，在未來(lái)我國(guó)水體環(huán)境生態(tài)環(huán)境的修復(fù)治理中，水生植物的使用是必不可少的。湖泊水體的生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，可以在很大程度上減少環(huán)境壓力，相關(guān)職能部門要正確認(rèn)識(shí)湖泊的生態(tài)恢復(fù)，它既不是簡(jiǎn)單的種草養(yǎng)魚，也不是生物種群的人為搭配，它是一項(xiàng)系統(tǒng)的科學(xué)工程，是一項(xiàng)功在當(dāng)代，利在千秋的大型事業(yè)。

5 小結(jié)

綜上所述，水生植物在當(dāng)前的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理中發(fā)揮著不可替代的作用。近年來(lái)，湖泊等水體環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化越來(lái)越成為世界各國(guó)在面對(duì)水資源管理時(shí)的主要問(wèn)題，大量相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者針對(duì)這一問(wèn)題做了深入研究，也逐漸找到了利用水生植物進(jìn)行湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理的方法，而我國(guó)在這一方面的研究起步較晚，尤其是對(duì)于各種生態(tài)技術(shù)對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理的實(shí)踐較少，大多還停留在研究階段。不同水生植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中的物質(zhì)吸收效果是不一樣的，而如何針對(duì)水體環(huán)境的特點(diǎn)選擇合適的水生植物也是水體治理的關(guān)鍵步驟。本文就根據(jù)當(dāng)前我國(guó)對(duì)湖泊等富營(yíng)養(yǎng)化水體環(huán)境的研究進(jìn)行了分析，重點(diǎn)介紹了湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的危害以及水生植物在生態(tài)修復(fù)中的重要作用，希望本文能給社會(huì)學(xué)者和廣大熱心人士提供一些參考。