煙臺銀湖濕地植物對生態(tài)功能的修復(fù)作用分析

摘 要 近年來，我國持續(xù)實施生態(tài)保護戰(zhàn)略，社會大眾對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注度也有了極大提升。濕地生態(tài)系統(tǒng)對生態(tài)環(huán)境、生態(tài)功能有較強的調(diào)節(jié)能力，在環(huán)境保護中有顯著的調(diào)節(jié)優(yōu)勢。為了發(fā)揮人工濕地生態(tài)系統(tǒng)良好的生態(tài)功能，必須做好濕地植物的合理運用。為了給濕地自然保護區(qū)工作提供一定的理論指導(dǎo)，在概述人工濕地主要類型及其優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，結(jié)合煙臺福山銀湖省級濕地自然保護區(qū)實際，分析人工濕地中植物的配置及其在生態(tài)功能修復(fù)中的作用，并闡述人工濕地中濕地植物配置原則，包括適應(yīng)性原則、多樣性原則、體積原則、功能互補原則、長期監(jiān)測原則及生態(tài)風(fēng)險評估原則。

關(guān)鍵詞 人工濕地；生態(tài)功能修復(fù)；植物配置；煙臺福山銀湖省級濕地自然保護區(qū)

中圖分類號：X171.4；X173 文獻標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.17.005

濕地有著調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境的功能，被譽為“地球之腎”。人工濕地是基于生態(tài)學(xué)原理，通過對自然濕地生態(tài)系統(tǒng)的模擬，以人工方式創(chuàng)建出來的生態(tài)工程，其中組合了微生物、基質(zhì)與植被等，最終形成一個獨特的綜合生態(tài)體系，以實現(xiàn)對污水、污泥的有效處理[1]。相較于自然濕地中的物質(zhì)循環(huán)，人工濕地是在表層有效控制污染物質(zhì)，并在其流動過程中充分利用土壤、植物和基質(zhì)的氧化、沉淀、分解及過濾等作用攔截和凈化污水、污泥，進而充分發(fā)揮植物資源的再生潛力，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保持與生態(tài)功能的修復(fù)。人工濕地是一種有效的新型污水處理技術(shù)，在工業(yè)化發(fā)展進程中，我國濕地生態(tài)環(huán)境受到了一定破壞，為了恢復(fù)其生態(tài)功能，勢必要借助濕地植物的作用，通過人工濕地的協(xié)助，實現(xiàn)濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1? 人工濕地主要類型及其優(yōu)缺點

根據(jù)徑流的方向不同，人工濕地可分為表流濕地、水平潛流濕地和垂直潛流濕地3種類型，其優(yōu)缺點與具體適用要求見表1。

2? 人工濕地中植物的配置及修復(fù)作用

福山銀湖省級濕地自然保護區(qū)（下文簡稱銀湖保護區(qū)）位于山東省煙臺市福山區(qū)，是當(dāng)?shù)刂匾臐竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)，占地面積較大，擁有豐富的濕地生物資源和生態(tài)環(huán)境類型，主要目標(biāo)是保護濕地生物多樣性，維護濕地生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性。銀湖保護區(qū)具有重要的生態(tài)功能和資源價值，是許多鳥類、魚類、植物及其他生物的棲息地，為它們提供了繁殖、覓食的場所，這里的濕地環(huán)境對于水資源凈化和保持水質(zhì)穩(wěn)定也起著重要作用，其中的湖泊、河流、沼澤和濕地植被形成了一個復(fù)雜的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，維持著生態(tài)平衡和生物多樣性。

2.1? 濕地植物的類型

濕地植物是指在濕地生態(tài)系統(tǒng)中生長的各種植物，是濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，多種多樣的植物既可以保護生物多樣性，又能為其他植物和微生物的生長繁殖提供適宜的場所，維持和保障整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

銀湖保護區(qū)擁有豐富的濕地植物資源，常見的植物類型包括以下5種。1）蘆葦類植物。蘆葦類植物是濕地中常見的植物，具有較強的適應(yīng)能力和吸收水分的能力，如香蒲。2）蓮藕類植物。蓮藕類植物喜歡在水中生長，花朵和葉片姿態(tài)優(yōu)美，觀賞價值高，如荷花。3）羊草類植物。羊草類植物是比較常見的濕地植物，能夠適應(yīng)濕潤的環(huán)境并具有較強的抗逆性，如羊草、鴨嘴草。4）水生植物。水生植物在水中生長，能夠吸收水中的養(yǎng)分，為水中生物提供氧氣，防止水體富營養(yǎng)化，如水蔥、水蕹菜、水芹。5）水生藻類。水生藻類是濕地中重要的初級生產(chǎn)者，對水體的凈化和氧氣的產(chǎn)生起著重要作用，如綠藻、藍藻。

2.2? 濕地植物的配置

在濕地生態(tài)系統(tǒng)植物配置時，主要是結(jié)合植物自身的形態(tài)與特征等進行搭配，確保植物各個時期都可以互為補充，保證景觀效果。在植物配置時，既要突出植物個體的特性，還應(yīng)注意植物整體搭配和諧[2]。在配置濕地生態(tài)系統(tǒng)植物的過程中，強調(diào)基于對自然濕地生態(tài)系統(tǒng)中植物景觀的模仿選擇適宜的植物種類。在構(gòu)建景觀時，并不特意強調(diào)對稱情況，而是注重不同植物間的自然與和諧之美，在視覺上體現(xiàn)出植物與植物之間、植物與環(huán)境之間的和諧。

與國外相比，我國在濕地植物配置上的理論研究起步較晚，主要關(guān)注點在于濕地植物的生態(tài)修復(fù)功能，如燈心草有著較好的治理污染的能力，慈姑與茭白在污水處理方面有較大優(yōu)勢，但實際上這些植物只占到全球濕地植物總量的1%[3]。隨著研究的深入，結(jié)合銀湖保護區(qū)的實際情況，濕地植物配置建議如下。1）增加蘆葦類植物。蘆葦類植物是濕地生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，不僅能夠提供生境和食物，還具有凈化水質(zhì)的功能，因此，可以適度種植蘆葦類植物，促進濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。2）保護和擴大蓮藕類植物種群。蓮藕類植物是濕地中代表性植物之一，具有較高的生態(tài)功能和景觀價值，建議保護現(xiàn)有的蓮藕類植物種群，同時適度擴大其種植面積，以增加濕地的美觀性。3）引入多樣化的水生植物。為了提高濕地的生物多樣性，建議引入多樣化的水生植物，如千屈菜、澤瀉等。4）控制水生藻類的生長。雖然水生藻類對水體凈化和氧氣產(chǎn)生起著重要作用，但過度生長的藻類易導(dǎo)致水體缺氧，底層水生生物大面積死亡，最終引起水質(zhì)變差。因此，建議采取相應(yīng)的措施，維持水體的健康狀態(tài)。

2.3? 濕地植物的凈化效果

植物是人工濕地的核心。濕地植物的生態(tài)功能修復(fù)作用是借助自身的新陳代謝和土壤、微生物等的協(xié)同作用，降低水體內(nèi)有機與無機污染物的含量，增強人工濕地系統(tǒng)內(nèi)的水力傳輸，進而實現(xiàn)人工濕地系統(tǒng)良性的自我凈化、自我修復(fù)和自我循環(huán)。

濕地植物可借助自身的新陳代謝吸收一定量的有害物質(zhì)，再經(jīng)由一系列生理生化作用，轉(zhuǎn)換成植物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。但植物修復(fù)作用也存在一定的局限性，一些濕地植物只會對特定的污染起到修復(fù)效果，具體如表2所示。

現(xiàn)階段，蘆葦、菹草、美人蕉、香蒲等有較強修復(fù)作用的濕地植物已經(jīng)被運用到人工濕地中，用以修復(fù)生態(tài)功能，且其對各類污染水體的處理效果備受認可。以蘆葦為例，其在人工濕地中的生態(tài)功能修復(fù)作用體現(xiàn)在以下4個方面。1）水質(zhì)凈化。蘆葦?shù)母滴蘸娃D(zhuǎn)化污染物的能力較強，可以吸收水中的營養(yǎng)鹽和有機物質(zhì)，降低水體富營養(yǎng)化的程度，還能吸附和過濾水中的懸浮物、重金屬等有害物質(zhì)，起到物理和化學(xué)凈化水體的作用。2）水位調(diào)節(jié)。蘆葦?shù)母的軌蛱嵘凉竦氐某炙芰?，吸收和蓄存大量的水分，降低地下水位和延緩地表徑流速度，阻擋水流，減緩水位上升，保持濕地適宜的水量，維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)[4]。3）土壤保持。蘆葦?shù)那o稈和根系可以固定土壤顆粒，增加土壤的抗侵蝕性，減少水土流失和土壤侵蝕，蘆葦密集的根系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了天然的土壤保護層，能有效防止水流沖刷土壤，保護土壤資源。

4）生物多樣性維護。蘆葦能為鳥類、昆蟲、魚類和多種野生動物等濕地生物提供棲息地和食物資源，為保護濕地生態(tài)系統(tǒng)中的物種多樣性提供了重要基礎(chǔ)，維持了濕地生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。

除此之外，相當(dāng)多的研究的焦點轉(zhuǎn)向了木本植物。和草本植物比較，木本植物的生長速度雖然慢，但是其根系更深、生物量更多，無論是輸氧速率還是新陳代謝速度都更快，在人工濕地中可發(fā)揮出更大的生態(tài)功能修復(fù)作用。例如夾竹桃是一種常見的木本植物，能通過根系釋放的物質(zhì)改變水體的pH值，進一步凈化水質(zhì)；同時，其根系能夠增加土壤的穩(wěn)定性，有助于保護濕地的土壤資源[5]。

在當(dāng)前實際運行的人工濕地中，更多地強調(diào)對濕地景觀的修復(fù)和濕地水質(zhì)的改善，在保留場地原本種植經(jīng)濟樹種的同時進行景觀區(qū)劃，引入不同類型的濕地植被群落，打造出以多植被類型為中心的生態(tài)景觀，其中杭州西溪濕地是我國生態(tài)濕地景觀修復(fù)的成功典范[6]。

伴隨人類活動的干擾、自然環(huán)境的變化、水體富營養(yǎng)化程度的加深，濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能會不斷發(fā)生改變，在今后對濕地植物生態(tài)功能修復(fù)的研究中，可以聚焦于修復(fù)機理和效應(yīng)，不僅能夠為人工濕地技術(shù)的發(fā)展提供有力的理論支持，還可以促進濕地植物生態(tài)功能修復(fù)走向產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；?。

3? 人工濕地中植物的配置方案優(yōu)化原則

1）適應(yīng)性原則。選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颉⑼寥篮退|(zhì)條件的濕地植物，不同植物對環(huán)境條件的要求不同，選擇適應(yīng)性強的植物能夠提高生態(tài)功能發(fā)揮效果。2）多樣性原則。配置具有不同生態(tài)特征和功能的濕地植物，多樣化的濕地植物組合能夠提供更多的生境和資源，提升濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。3）體積合理原則。植物的體積和密度直接影響其在濕地中的生態(tài)功能修復(fù)效果，過高或過低的密度都易影響濕地植物的生長和生態(tài)功能，因此要根據(jù)濕地面積和水深，合理配置濕地植物的數(shù)量和密度。

4）功能互補原則。不同濕地植物具有不同的生態(tài)功能，如水質(zhì)凈化、水位調(diào)節(jié)、土壤保持等，配置具有不同生態(tài)功能的濕地植物，可以提高濕地生態(tài)系統(tǒng)的綜合修復(fù)效果。5）長期監(jiān)測原則。配置濕地植物后，需要進行長期監(jiān)測和評估，了解植物的生長狀況和生態(tài)效果，以便及時調(diào)整植物配置方案，確保濕地植物的生態(tài)功能得到充分發(fā)揮。6）生態(tài)風(fēng)險評估原則。在配置濕地植物時，需要對引入的植物進行生態(tài)風(fēng)險評估，評估其對當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)的潛在影響。避免引入具有入侵性的植物，以免對當(dāng)?shù)厣锒鄻有院蜕鷳B(tài)平衡造成負面影響。

4? 結(jié)語

人工濕地是一種重要的濕地修復(fù)手段，通過合理配置濕地植物，可實現(xiàn)濕地生態(tài)功能的修復(fù)和改善。濕地植物在水質(zhì)凈化、水位調(diào)節(jié)、土壤保持和生物多樣性維護等方面發(fā)揮著重要作用，通過科學(xué)配置濕地植物，最大限度發(fā)揮人工濕地的生態(tài)功能，實現(xiàn)濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。因此，深入研究和應(yīng)用濕地植物配置方案，不僅能為煙臺福山銀湖省級濕地自然保護區(qū)人工濕地的設(shè)計和管理提供重要的科學(xué)依據(jù)，還能為保護和恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)做出巨大貢獻。

參考文獻：

[1] 劉文治，張才芳，蔡苗苗，等.濕地生態(tài)系統(tǒng)脫氮過程的植物調(diào)控機制[J].人民長江，2023，54（1）：53-61.

[2] 盧丹.不同植物類型及高度對生態(tài)濕地水流特性影響的模擬試驗[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2023（5）：210-212.

[3] 張旭，劉佳，許兵，等.添加生態(tài)型植物碳源對人工濕地脫氮除磷效果的研究[J].安全與環(huán)境工程，2022，29（2）：199-204.

[4] 劉德榮，吳瀾，劉蘭，等.湖北省濕地植物多樣性調(diào)查與生態(tài)修復(fù)策略研究[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2022，47（6）：76-81.

[5] 何蕾.濕地植物對人工濕地生態(tài)修復(fù)作用研究[J].智慧農(nóng)業(yè)導(dǎo)刊，2022，2（21）：40-42.

[6] 趙美儒，黃婷，馮少平，等.鄉(xiāng)土植物在濱海濕地生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)業(yè)，2022，16（16）：75-78.

（責(zé)任編輯：劉寧寧? 丁志祥）

收稿日期：2023-06-11

作者簡介：楊汶華（1981—），女，山東煙臺人，本科，工程師，研究方向為濕地資源保護與管理。E-mail：ytfsbb@163.com。