水生觀賞植物不同種植組合對富營養(yǎng)化水體的凈化效果

遲明宏，劉 敏，徐迎春，金奇江，王小文，王彥杰

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部景觀農(nóng)業(yè)重點實驗室/國家林業(yè)與草原局華東地區(qū)花卉生物學(xué)重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部花卉生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，江蘇 南京 210095；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 三亞研究院，海南 三亞 572024）

水體富營養(yǎng)化是目前全球普遍面臨的環(huán)境問題之一。近年來，城市廢水與工業(yè)廢水的大量排放，含有高濃度氮、磷元素的污水匯入周邊水域，嚴(yán)重影響了中國幾大重要水域的水質(zhì)，部分湖泊總氮濃度甚至超過富營養(yǎng)化臨界值的10 倍以上[1]。大面積的水體富營養(yǎng)化不僅危害人體健康，破壞生態(tài)平衡，還影響水體景觀。相對于易造成二次污染的化學(xué)修復(fù)，以植物修復(fù)技術(shù)為主的生物修復(fù)因無污染和低成本，能夠與綠化環(huán)境及改善景觀相結(jié)合，在水體富營養(yǎng)化的防治中應(yīng)用廣泛[2]。其中，兼具生態(tài)價值和觀賞價值的水生觀賞植物既能凈化富營養(yǎng)化水體[3]，還能構(gòu)成優(yōu)美的水體景觀，受到越來越多的關(guān)注。

目前，關(guān)于單種水生植物對富營養(yǎng)化水體修復(fù)的研究較多[4]，但由于富營養(yǎng)化水體的污染程度和原因不同，不同植物對不同營養(yǎng)鹽的去除也存在差異性，應(yīng)用單種植物可能存在凈化效果不穩(wěn)定的問題。組合種植水生植物有利于實現(xiàn)不同植物間的優(yōu)勢互補，并可提高景觀質(zhì)量，且合理的水生植物混合栽種可使群落更加穩(wěn)定、景觀季相變化更為豐富。RODRIGUEZ 等[5]發(fā)現(xiàn)：2 種特定水生植物混合栽植可以提高去污效率，MOORE 等[6]也認(rèn)為：未來植物修復(fù)富營養(yǎng)水體研究時，應(yīng)參考天然水生植被的混合種群。COLEMAN 等[7]研究發(fā)現(xiàn)：燈心草Juncuseffusus、香蒲Typhaorientalis、水蔥Scirpusvalidus等3 種植物混合種植凈化廢水的效果比單獨種植好。周等[8]選取不同生活型濕地植物黃菖蒲Irispseudacorus、香蒲、浮萍Lemnamino和金魚藻Ceratophyllumdemersum，研究其單種及組合種植對低、高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體的凈化效果，認(rèn)為香蒲+浮萍+金魚藻對總氮去除效果較單種好；香蒲+浮萍+金魚藻和黃菖蒲+浮萍+金魚藻對低質(zhì)量濃度污水中總磷去除率較單種高；黃菖蒲+浮萍+金魚藻對低質(zhì)量濃度污水中化學(xué)需氧量凈化效果最佳，并且優(yōu)于單種植物。因此，研究水生植物科學(xué)配置和組合種植十分必要。

本研究以適應(yīng)性較強的挺水、浮水、沉水3 類水生觀賞植物為對象，設(shè)置不同的種植組合，比較其在不同富營養(yǎng)化程度的水體中的生長情況以及對總磷、總氮、氨氮的去除及降低化學(xué)需氧量等水體的凈化效果，為科學(xué)搭配水生觀賞植物，凈化富營養(yǎng)化水體提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

水生植物選取主要遵循以下原則[9]：①具有較好的去污凈化效果；②能夠較好地適應(yīng)被污染的水體環(huán)境，耐性較強；③有一定的觀賞價值；④優(yōu)先選擇鄉(xiāng)土植物；⑤具有較大生物量的大型水生植物?；谝陨显瓌t，本研究選用6 種水生植物：挺水植物千屈菜Lythrumsalicaria、黃菖蒲Irispseudacorus、水蔥，浮水植物荇菜Nymphoidespeltatum、睡蓮Nymphaeatetragon，沉水植物金魚藻。

1.2 方法

試驗地點為南京市棲霞區(qū)龍?zhí)督值捞酱迥暇┺r(nóng)業(yè)大學(xué)龍?zhí)逗苫ɑ?，全程在避雨棚?nèi)進行。試驗期間日最高氣溫為27～36 ℃，日最低氣溫為20～28 ℃。將供試植物根系洗凈，先在自來水中培養(yǎng)7 d，然后種植于直徑55 cm 的無孔花盆中。種植土取自該基地的園土，土壤的初始pH 約為6.93，有機質(zhì)為20.13～21.76 g·kg-1，底泥厚約 10 cm。加入20 L 自來水，待土充分吸收水分后標(biāo)記水位，蒸發(fā)消耗的水每天用自來水補充到原水位高度。設(shè)置6 種植物組合處理(表1)，無植物的為對照組(ck)。于2020年4月下旬上盆，每盆種植1 株挺水植物，1 株浮水植物，15 g 沉水植物。

表1 植物種植組合處理Table 1 Planting combination treatment

根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的劣五類水水質(zhì)[10]的標(biāo)準(zhǔn)，采用氯化氨、硝酸鉀、磷酸二氫鉀、尿素、葡萄糖人工配制低、中、高3 種不同富營養(yǎng)化程度的水體。其中氨氮∶硝態(tài)氮∶有機氮的質(zhì)量比為1∶1∶1。具體參數(shù)見表2。每個組合設(shè)置3 個質(zhì)量濃度梯度，每個梯度設(shè)置3 個平行組。

表2 水體參數(shù)Table 2 Parameters of the test water

1.3 觀測內(nèi)容與方法

1.3.1 觀測內(nèi)容 隔7 d 于9:00—10:00 用注射器于每盆的不同方位、不同水位(0、10、20 cm)分別取水樣100 mL，用于總氮、總磷、氨氮、化學(xué)需氧量等水質(zhì)指標(biāo)測定。于取樣前一天補充蒸發(fā)、蒸騰和取樣所消耗的水分以保持水位。試驗周期為35 d。試驗開始前及結(jié)束時測定株高、分枝、葉片數(shù)量等植物形態(tài)指標(biāo)。

1.3.2 測定方法 ①用卷尺測量植物株高；統(tǒng)計植物分枝/葉片的數(shù)量； 用天平稱量試驗前后的沉水植物生物量(鮮質(zhì)量)。株高、分枝/葉片數(shù)、沉水植物生物量的相對增長量(Δa)：Δa=ai-a0。其中：ai和a0分別為試驗結(jié)束時開始前的株高、分枝/葉片數(shù)量、沉水植物生物量。②水樣的測定方法參考《水與廢水監(jiān)測分析方法》(第4 版)[11]?？偭撞捎眠^硫酸鉀消解-鉬藍比色法檢測；總氮采用堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法檢測；氨氮采用納氏試劑法，格林凱瑞水質(zhì)檢測儀檢測；化學(xué)需氧量用粉末試劑法，格林凱瑞水質(zhì)檢測儀進行檢測； 溶解氧采用雷磁JPBJ-609L 便攜式溶解氧測定儀現(xiàn)場測定；pH 采用便攜式pH 計現(xiàn)場測定。

總氮、總磷、氨氮、化學(xué)需氧量去除率(降低率，R)的計算方法[12]：R=(C0-Ci)/C0×100%。其中：C0和Ci分別為總磷、總氮、氨氮、化學(xué)需氧量的初始質(zhì)量濃度和第i天質(zhì)量濃度；

計算植物降低總磷、總氮、氨氮、化學(xué)需氧量的效果時應(yīng)排除底泥自身吸附的影響，公式如下：ΔR=R1-R0。其中：R0和R1分別為無植物組和有植物組的總磷、總氮、氨氮、化學(xué)需氧量去除率。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS 25.0 對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，用GraphPad Prism 8 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同組合植物在不同程度富營養(yǎng)化水體中的生長狀況

如圖1所示：在不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)下，挺水植物千屈菜和黃菖蒲的株高相對增長量均大于水蔥。在低質(zhì)量濃度下，同種挺水植物與睡蓮組合時株高增量比與荇菜組合時大；中質(zhì)量濃度下，QXJ 組合中千屈菜的株高增量顯著高于其他處理組的挺水植物(P＜0.05)。

圖1 挺水植物株高相對增長量Figure 1 Relative growth in height of water-retaining plants

如圖2所示：3 種質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，千屈菜的分枝相對增長量大于黃菖蒲和水蔥。千屈菜在與睡蓮組合時的分枝增量比與荇菜組合時大，尤其是在低、高質(zhì)量濃度下差異顯著(P＜0.05)，說明千屈菜在高質(zhì)量濃度下長勢較好，最好的組合是QSJ。3 種質(zhì)量濃度處理下，HXJ 中黃菖蒲的葉片相對增長量基本保持不變；而HSJ 中黃菖蒲的葉片相對增長量隨處理質(zhì)量濃度升高呈增加趨勢；水蔥的葉片相對增長量基本持平?？偟膩砜?，3 種挺水植物在中、高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)水體中正常增加分枝和葉片數(shù)。

圖2 挺水植物分枝/葉片相對增長量Figure 2 Relative growth of aquatic plant branches/leaves

由圖3所示：3 種質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，浮水植物荇菜葉片相對增長量大于睡蓮，尤其是HXJ 組中的荇菜，葉片增量較大，同種浮水植物與黃菖蒲組合時，浮水植物葉片增量均較大，如中質(zhì)量濃度處理HSJ 組的睡蓮葉片增量顯著大于QSJ 組(P＜0.05)?？偟膩砜?，荇菜在高質(zhì)量濃度下葉片數(shù)相對增長量較大，葉片數(shù)增長速度較快；睡蓮的葉片數(shù)則在中、高質(zhì)量濃度中增長速度較快。

圖3 浮水植物葉片相對增長量Figure 3 Relative growth of leaves of floating water plants

由圖4所示，低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，沉水植物金魚藻與黃菖蒲+睡蓮、與千屈菜+睡蓮組合時生物量相對增長量顯著大于與千屈菜+荇菜、與水蔥+荇菜以及與水蔥+睡蓮組合(P＜0.05)。中、高質(zhì)量濃度下，金魚藻在與水蔥+睡蓮、黃菖蒲+睡蓮組合時生物量增量最大，與千屈菜+荇菜組合時最小，差異顯著(P＜0.05)。3 種質(zhì)量濃度處理下，挺水植物相同時，金魚藻與睡蓮組合時的生物量增量均較與荇菜組合時大。浮水植物相同時，低質(zhì)量濃度下，金魚藻與黃菖蒲組合時生物量增量最大；中、高質(zhì)量濃度處理下，金魚藻與水蔥、黃菖蒲組合時的生物量增量比與千屈菜組合時大。另外，HSJ 組的金魚藻在低、中質(zhì)量濃度處理下生物量增量較高質(zhì)量濃度處理組大；QSJ 組的金魚藻則在低質(zhì)量濃度下生物量增量最大，隨質(zhì)量濃度增加有所減?。籗SJ 組中的金魚藻生物量增量則在中、高質(zhì)量濃度中較大?？偟膩砜矗了参锝痿~藻可通過與不同的挺水、浮水植物組合適應(yīng)中、高質(zhì)量濃度的富營養(yǎng)水體。

圖4 沉水植物生物量相對增長量Figure 4 Relative growth of submerged plant biomass

綜上所述，3 種質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，3 類6 種供試水生植物長勢均較好，挺水植物中千屈菜長勢最好；浮水植物中荇菜長勢優(yōu)于睡蓮，荇菜雖然長勢快，但與其他植物組合配植時，可能會產(chǎn)生種間競爭；沉水植物金魚藻具有較強的適應(yīng)中高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體的能力。

2.2 不同水生植物組合凈化富營養(yǎng)化水體的效果

2.2.1 對總磷的去除效果 從圖5A 可看出：低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，各植物組合中水體的總磷質(zhì)量濃度在7 d 時快速下降；7 d 后，除SXJ 外，其他組水體總磷整體上呈緩慢上升趨勢；試驗結(jié)束時(35 d)，植物組合處理水體的總磷由開始時0.20 mg·L-1下降至0.03～0.08 mg·L-1，對照組下降至0.12 mg·L-1。將對照組總磷去除率減去之后計算植物組合實際去除率，結(jié)果表明(表3)：處理14 d 之前，SSJ 組合對總磷的去除率較大，而SXJ 的去除率最低，可能與其前期對水體環(huán)境暫未完全適應(yīng)有關(guān)；所有植物組合對總磷的去除率在28 d 時達最大值，其中QXJ 和HSJ 去除率較大，SSJ 去除率最低；至35 d時，所有組合對總磷的去除率較28 d 都有所下降。

圖5 不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)水體中總磷的變化Figure 5 Changes of TP content under different eutrophication concentrations

表3 不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下不同水生植物組合對水體總磷的去除率Table 3 Removal of TP from water bodies by different aquatic plant combinations under different eutrophic concentration treatments

圖5B 所示：中質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化各植物組合水體總磷質(zhì)量濃度在7 d 時下降明顯，在7～14 d 時略微上升，隨后下降。HXJ 和SXJ 組在28 d 后總磷質(zhì)量濃度有所增加。35 d 時，各植物組合水體總磷質(zhì)量濃度由1.00 mg·L-1下降為0.04～0.10 mg·L-1，對照組的總磷質(zhì)量濃度則下降為0.13 mg·L-1。從植物組合總磷去除率來看(表3)，14 d 時出現(xiàn)第1 個去除率高峰，此時QSJ、QXJ 和HSJ 的TP 去除率均較高，SXJ 的總磷去除率最低；28 d 時出現(xiàn)第2 個總磷去除率高峰，此時HSJ 和HXJ 對總磷去除率較大。35 d時，HSJ、QSJ、QXJ 以及SSJ 為凈化總磷效果較好的植物組。

由圖5C 可知：高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，各植物組合水體總磷質(zhì)量濃度在7 d 時下降趨勢明顯；HSJ 和SSJ 的總磷質(zhì)量濃度在7～21 d 時上升，隨后下降，其余組合組一直保持緩慢增長趨勢。至35 d，植物組合組的水體總磷質(zhì)量濃度由2.00 mg·L-1降至0.03～0.13 mg·L-1，對照組的水體總磷質(zhì)量濃度降至0.28 mg·L-1。各組合的總磷去除率總體隨時間延長呈上升趨勢(表3)，35 d 時，HSJ 及SSJ 對總磷去除率最高，顯著高于SXJ 和QSJ。

相同的植物組合在不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)水體中，對總磷的凈化效果也不相同。就黃菖蒲+睡蓮+金魚藻組(HSJ)而言，其在低、中、高3 種質(zhì)量濃度處理中均有相對良好的凈化總磷的效果。水蔥+荇菜+金魚藻組(SXJ)在低質(zhì)量濃度處理中，對總磷的去除效果前期較差，后期才逐漸達到較為良好的效果；在中、高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體中凈化總磷效果相對較差。

2.2.2 對總氮的去除效果 低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，7～28 d 各植物組合水體總氮質(zhì)量濃度總體上呈不同程度下降趨勢，28 d 后，QXJ、QSJ 和HXJ 的總氮質(zhì)量濃度均有所增加；35 d 時，所有植物組合的總氮質(zhì)量濃度均低于對照組(圖6A)，由2.00 mg·L-1下降為0.98～1.36 mg·L-1，對照組下降至1.60 mg·L-1。從表4可知，前28 d 各植物組合對總氮的去除率不高，至35 d 時，各植物組合組對總氮的去除率達峰值，其中SXJ、SSJ 和HSJ 對水體總氮的去除率最高。

圖6 不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)水體中總氮的變化Figure 6 Changes of TN content under different eutrophication concentrations

表4 不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下不同水生植物組合對水體總氮的去除率Table 4 Removal of TN from water bodies by different aquatic plant combinations under different eutrophic concentration treatments

中質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化處理下，各植物組合水體總氮質(zhì)量濃度在7 d 時快速下降，隨后呈相對緩慢的下降趨勢，在前21 d 與對照組接近；自28 d 開始，植物組合的總氮質(zhì)量濃度均低于對照；35 d 時，植物組合水體總氮質(zhì)量濃度由10.00 mg·L-1下降至0.54～1.02 mg·L-1，對照組則降至1.09 mg·L-1(圖6B)。各植物組合對總氮去除率在前21 d 較低，28 d 時總氮凈化率達最大值，其中HSJ、HXJ 組對總氮的去除效果最高，QXJ 組的總氮去除率最低；至35 d 時，所有水生植物組合對總氮的凈化率出現(xiàn)下降(表4)。

高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下(圖6C)，各植物組合水體總氮質(zhì)量濃度在前期劇烈下降，7 d 后一直保持下降的趨勢；各植物組合水體中總氮質(zhì)量濃度在前21 d 對與照組差異較小，自28 d 開始顯著低于對照組；至35 d 時，植物組合水體總氮質(zhì)量濃度由20.00 mg·L-1降為0.92～1.10 mg·L-1，對照組的水體總氮質(zhì)量濃度為1.62 mg·L-1。從對總氮的去除率來看(表4)，各植物組合僅在14 d 時對總氮的去除率較大，去除率最高的為HSJ 和HXJ 組；35 d 時，各植物組合對總氮的去除率達最大值，其中HSJ 對總氮凈化率最高，QXJ 去除率最低。

同種植物組合在不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)水體中凈化總氮的效果不同。HSJ 組在3 種質(zhì)量濃度下凈化總氮效果較好，尤其在后期效果較為明顯；SXJ 組在低、中質(zhì)量濃度富營養(yǎng)水體中去除總氮效果較好，但在高質(zhì)量濃度下前期凈化效果較差。

2.2.3 對氨氮的去除效果 由表5可見：低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，7 d 內(nèi)各植物組合水體中氨氮質(zhì)量濃度下降十分明顯；在7～21 d 時總體呈緩慢下降，21～28 d 時，迅速上升，隨后又顯著下降。至35 d，植物組合組水體中氨氮質(zhì)量濃度由0.67 mg·L-1下降為0.05～0.09 mg·L-1，對照組則下降至0.14 mg·L-1(圖7A)。各植物組合對氨氮的去除率在前期較低，21 和28 d 時達到峰值，21 d 時，SSJ、SXJ 和HSJ 組去除率較高，顯著高于其他植物組合；28 d 時，SXJ、HSJ、QSJ 組對氨氮的去除率較高；至35 d 時，SXJ 組對氨氮的凈化率最高(表5)。

圖7 不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)水體中的氨氮的變化Figure 7 Changes of NH3-N content under different eutrophication concentrations

表5 不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下不同水生植物組合對水體氨氮的去除率Table 5 Removal of NH3-N from water bodies by different aquatic plant combinations under different eutrophic concentration treatments

如圖7B 所示：中質(zhì)量濃度處理下，各植物組合水體氨氮質(zhì)量濃度在前7 d 快速下降，7～21 d 保持相對平穩(wěn)，隨后迅速增加，28 d 后水體氨氮質(zhì)量濃度又顯著下降。35 d 時各植物組合水體氨氮質(zhì)濃度由3.34 mg·L-1降至0.09～0.12 mg·L-1，對照組為0.15 mg·L-1。多數(shù)植物組合在前期對氨氮的去除率較低(表5)，后期才先后發(fā)揮對氨氮的凈化效果，21 d 時出現(xiàn)氨氮去除高峰，此時QSJ 的去除率最高。35 d時，SSJ 和QSJ 對氨氮的凈化效果最好。

高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，各植物組合水體氨氮質(zhì)量濃度前期均略微下降，隨后迅速增長，28 d 后又明顯下降。35 d 時，植物組合處理水體氨氮質(zhì)量濃度由6.67 mg·L-1降至0.04～0.05 mg·L-1，對照組則為0.12 mg·L-1(圖7C)。各植物組合在14 d 時形成第1 個去除氨氮的高峰，之后對氨氮的去除率有所下降；SSJ、HSJ 和SXJ 在28 d 時形成第2 個氨氮去除高峰。35 d 時，對氨氮的去除率最大的為HSJ 組，最小的為QXJ 組(表5)。

比較同種植物在不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理對氨氮的去除效果可知：HSJ 組在高質(zhì)量濃度處理下能維持較為良好的凈化氨氮效果。QSJ 組在低質(zhì)量濃度處理下處理前期對氨氮的去除十分緩慢，后期凈化效果較好；中質(zhì)量濃度處理下能保持良好的凈化效果；高質(zhì)量濃度處理下，前期去除效果較差，35 d 時，恢復(fù)到較好的效果。

2.2.4 對化學(xué)需氧量的去除效果 低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，各植物組合處理水體化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度在前28 d 隨時間延長而增加，隨后HSJ、SSJ、SXJ 和HXJ 組的化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度下降，保持平穩(wěn)(圖8A)。至35 d 時，低質(zhì)量濃度處理下植物組合水體化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度由20.00 mg·L-1增加至29.00～53.33 mg·L-1，此時，對照組則增加至52.00 mg·L-1。SSJ 在處理前期對化學(xué)需氧量去除率最高；HSJ、SSJ 和SXJ 在35 d 時達到對化學(xué)需氧量去除率的高峰，且顯著高于QXJ、QSJ 和HXJ 組(表6)。

圖8 不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)下的化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度變化Figure 8 Changes of COD content under different eutrophication concentrations

表6 不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下不同水生植物組合對水體化學(xué)需氧量的去除率Table 6 Removal of COD from water bodies by different aquatic plant combinations under different eutrophic concentration treatments

從圖8B 可看出：中質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，各組合水體化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度在前7 d 下降明顯，在7～28 d 時總體呈上升趨勢，28 d 后迅速下降。至35 d 時，中質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，植物組合組水體化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度由50.00 mg·L-1下降至31.67～37.33 mg·L-1，對照組則降為54.67 mg·L-1。從表6可以看出：14 d 時QXJ 組的化學(xué)需氧量凈化效果較好；各植物組合在35 d 時達到化學(xué)需氧量去除率的最大值，此時HSJ 和SXJ 對化學(xué)需氧量的去除率最高，HXJ 去除率最低。

由圖8C 可知：高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下，所有種植組合的化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度在處理前期下降較為迅速，在7～28 d 期間緩慢增加，隨后除SXJ 及SSJ 組外，其余組合下降明顯。試驗期間，各植物組合的水體化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度由100.00 mg·L-1降至24.67～60.00 mg·L-1，對照組降至66.00 mg·L-1。進一步對植物組合的化學(xué)需氧量去除率進行分析(表6)，所有植物組合對化學(xué)需氧量的去除率在7 d 時達到第1 個高峰，此時HSJ 組的化學(xué)需氧量凈化率最大；至35 d 時，SSJ 組對化學(xué)需氧量的凈化效率最低，且除SSJ 組外，其他植物組合達到化學(xué)需氧量去除率最大值，其中化學(xué)需氧量去除率最高的為HSJ 和HXJ 組(表6)。

HSJ 組在低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下對化學(xué)需氧量的凈化在后期效果較好；在中、高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理下對化學(xué)需氧量去除效果整體較好。XSJ 組在低質(zhì)量濃度下能較好地凈化水體中化學(xué)需氧量。中質(zhì)量濃度富營養(yǎng)下，SSJ 組在前期對化學(xué)需氧量的去除率一直處于較低水平，后期才發(fā)揮較好效果；而在高質(zhì)濃度富營養(yǎng)下的后期對化學(xué)需氧量的去除效果較差。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)：同一挺水植物在不同組合中長勢不一致，可能存在植物間的競爭關(guān)系，如低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體中，與荇菜組合的挺水植物整體上長勢都弱于與睡蓮組合的挺水植物，且3 種質(zhì)量濃度富營養(yǎng)處理中的沉水植物也存在類似情況。另外，荇菜生長速度過快，優(yōu)于睡蓮，快速覆蓋水面，擠占了同一組合中其他植物的生存空間，導(dǎo)致含荇菜的植物組合中的挺水植物、沉水植物整體上都弱于與睡蓮組合的挺水植物和沉水植物，如千屈菜和金魚藻在千屈菜+荇菜+金魚藻組合中長勢明顯弱于其在千屈菜+睡蓮+金魚藻中的長勢。吳中華[13]認(rèn)為：荇菜與較弱的競爭對手共存時，往往在水面通過葉片快速生長形成覆蓋層，以獲取更多的生態(tài)位和營養(yǎng)空間。所以需考慮各植物生物學(xué)特性，避免種間競爭。水蔥在低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)下長勢較好，而黃菖蒲作為塊莖類挺水植物具有較強的凈水能力[14]，其在中、高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體中比低質(zhì)量濃度中長勢更好，發(fā)揮效用更明顯。這可能與黃菖蒲在低質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體中不能獲得足夠的氮、磷而生長受限制有關(guān)[15]。

黃菖蒲+睡蓮+金魚藻組對不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體中總磷、總氮、化學(xué)需氧量均有較優(yōu)的去除效果，在高質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體中，還對氨氮凈化效果良好。各植物組合在前28 d 對化學(xué)需氧量的去除效果沒有顯著差異，推測與水體中植物和微生物之間的相互作用有關(guān)，王興華等[16]研究也表明：植物微生物協(xié)同處理比微生物或植物單獨處理能更有效降低污水中化學(xué)需氧量的濃度。在本研究中，各組合的植物在生長過程中為水中微生物提供較好的生存環(huán)境和營養(yǎng)物質(zhì)。微生物在生長過程中又能把水中的氮、磷等轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锔菀孜盏柠}類。浮水植物睡蓮凈化營養(yǎng)鹽的能力較強，挺水植物黃菖蒲的磷去除率高，兩者組合適用于凈化重度污染水體、氮污染形式主要為氨氮且污染較嚴(yán)重的富營養(yǎng)化水體[15-19]，能更好地發(fā)揮兩者凈化營養(yǎng)鹽的優(yōu)勢。

供試水體中營養(yǎng)鹽總氮、總磷、氨氮、化學(xué)需氧量質(zhì)量濃度在前7 d 迅速下降，但大部分水生植物組合對以上營養(yǎng)鹽的去除率較低，后期其去除率有所上升。相關(guān)文獻表明：由于生物化學(xué)作用較慢，水生植物生長相對緩慢而減少了前期對水柱中的氮、磷吸收和同化，因此試驗前期營養(yǎng)鹽的凈化以基質(zhì)吸附等物理作用為主，后期以植物吸收等生物化學(xué)作用為主[20]。在本試驗后期對照組的總磷質(zhì)量濃度均明顯下降，該結(jié)果與楊瀾等[21]的研究結(jié)果類似，推測為長時間放置后對照組盆內(nèi)水分蒸發(fā)或水中磷元素被土壤吸附所致。

就各水生植物的景觀特性而言，合理地利用植物的花色進行色彩搭配顯得尤為重要[22]。挺水植物中千屈菜夏、秋季節(jié)開花，花紅紫色，花朵繁密；黃菖蒲春季開花，花黃色，花大且姿態(tài)優(yōu)美；水蔥夏季開花，稈直立高達，花藥線性。浮水植物荇菜夏季開花，花黃色；睡蓮春、夏季開花，花淡橘色，花型優(yōu)美且大[23]，對周圍環(huán)境的凈化作用較強，能吸附空氣中有毒物質(zhì)，具康養(yǎng)價值[24]。綜上所述，千屈菜+睡蓮+金魚藻組能到達春、夏、秋3 個季節(jié)有花可觀，景觀時序性豐富；黃菖蒲+睡蓮+金魚藻組中睡蓮春、夏季開花，能達到兩季有花可觀賞，景觀時序性較豐富。千屈菜+睡蓮+金魚藻組與黃菖蒲+睡蓮+金魚藻組景觀應(yīng)用價值較高。

綜合上述分析可知：黃菖蒲+睡蓮+金魚藻組在不同質(zhì)量濃度富營養(yǎng)化水體中均有較為良好的凈化效果，對總磷、總氮、化學(xué)需氧量綜合凈化能力較強，且具有較高的景觀應(yīng)用價值。

本研究植物組合數(shù)量上均為1 株挺水植物、1 株浮水植物、15 g 沉水植物。但研究表明：組合中不同植物數(shù)量的配比對于水質(zhì)凈化效果不同[25]，可對植物組合的數(shù)量配比從景觀效果以及凈化效果進一步研究。微生物在污水處理時有著重要作用，可進行不同植物組合與微生物協(xié)同作用的研究，為受損濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。