水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中的應(yīng)用分析

楊哲順

（浙江榮凱科技發(fā)展股份有限公司，浙江 麗水 323300）

前言

生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題一直以來都是社會關(guān)注的重點話題，特別是水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作，不僅關(guān)系著水生態(tài)系統(tǒng)中生物的生存和繁衍，也會影響人類的身體健康。水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作是目前解決水生態(tài)環(huán)境污染問題的一個重要措施，水生態(tài)修復(fù)研究人員一直在進(jìn)行修復(fù)技術(shù)的研究，水生植物在其中發(fā)揮重要的作用。但是目前在我國各地區(qū)的水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中關(guān)于水生植物的應(yīng)用還沒有掌握科學(xué)的原則和有效的應(yīng)用策略，導(dǎo)致水生植物無法在其中發(fā)揮最大的價值和作用。

1.水生植物及水生態(tài)環(huán)境修復(fù)相關(guān)概述

水生植物主要是指生活在水環(huán)境中的植物，水生植物品種多樣，有的是沉沒在水下生長的；有的是漂浮在水面生長的；有高植株的；有矮植株的等等。每一種水生植物都有其各自的特點，多樣性的水生植物也使水生態(tài)系統(tǒng)中的物種更加豐富。水生植物具有很強(qiáng)的觀賞性，水生植物形狀各異、色彩豐富，無論是在水面漂浮的、水底生長的還是水中懸浮的，都為水生態(tài)環(huán)境增添了靚麗的風(fēng)景。同時水生植物還具有改善水環(huán)境的功能，比如水生植物經(jīng)過光合作用可以釋放氧氣，可以讓水中的氧含量充足，滿足生活在水環(huán)境中好氧生物的生存需求，同時也能夠讓水環(huán)境周圍的空氣變得更加清新，人們在水環(huán)境周圍活動、休息、娛樂時也能夠感受到身心舒暢。

水生態(tài)環(huán)境主要是指在自然生態(tài)環(huán)境中有關(guān)各類水源構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)，具體包括河流、湖泊、海洋以及濱河、濕地和地下水域等等。水生態(tài)環(huán)境中除了水資源還包括各種水生生物，比如水生植物、水生動物等等，水資源以及依賴于水資源生存的各類生物共同構(gòu)成了水生態(tài)環(huán)境。水生態(tài)環(huán)境作為自然生態(tài)環(huán)境中的一個重要組成部分，其在維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)平衡、維護(hù)物種多樣性等方面起到關(guān)鍵性的作用，同時構(gòu)建良好的水生態(tài)環(huán)境對實現(xiàn)良好的物質(zhì)循環(huán)、能量守恒以及解決目前環(huán)境污染重比較嚴(yán)重的溫室效應(yīng)等方面也起到至關(guān)重要的作用。水生態(tài)環(huán)境修復(fù)主要是指針對目前水生態(tài)環(huán)境污染情況采取有效的措施加以治理，從而改善水生態(tài)環(huán)境，防止水生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)退化，并對已經(jīng)遭到破壞的水生態(tài)環(huán)境逐漸修復(fù)，使水生態(tài)系統(tǒng)可以恢復(fù)到能夠自我維持，實現(xiàn)水生態(tài)環(huán)境的健康穩(wěn)定發(fā)展?，F(xiàn)階段隨著我國對水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作越來越重視，相關(guān)部門也在不斷加大對水生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)研究的投入，目前我國已經(jīng)具備了較為成熟的水生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)，并且已經(jīng)應(yīng)用到水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中。水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)除了要依靠其自身系統(tǒng)的自我恢復(fù)功能外，還要借助于人工修復(fù)措施來加快水生態(tài)環(huán)境修復(fù)，比如可以通過減輕生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境壓力、通過生物調(diào)控措施等進(jìn)行水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)。

2.水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中的作用

水生植物是水生態(tài)環(huán)境中的一個重要組成部分，其不僅具有很強(qiáng)的觀賞性而且具有較高的改善水環(huán)境的功能，因而被用于水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作，其在該項工作中的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面：其一，水生植物在環(huán)境修復(fù)中的物理作用。水生植物在水生態(tài)環(huán)境中可以有效地攔截、吸附或者沉降其中存在的有機(jī)質(zhì)顆粒，特別是一些莖葉面積較大的水生植物本身就是微生物和各種污染顆粒的重要載體。水生植物根系周圍有菌膠團(tuán)，通過它能夠讓水生態(tài)環(huán)境中懸浮的有機(jī)物沉降。以群落帶形式生存的水生植物還能夠?qū)λ鷳B(tài)環(huán)境中的泥沙以及污染物等進(jìn)行攔截和凈化，從而有效地減輕水生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)擔(dān)，對促進(jìn)水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)有著很大的幫助。與此同時，水生植物的物理作用還表現(xiàn)在可以消浪防濁、穩(wěn)固水體。其二，水生植物在環(huán)境修復(fù)中的吸收作用。所謂吸收作用主要就是水生植物能夠通過同化或者代謝等作用將水生態(tài)環(huán)境中的營養(yǎng)鹽轉(zhuǎn)化為自身的組成物質(zhì)或者將其分解成無害物質(zhì)，從而防治水體富營養(yǎng)化問題的發(fā)生，緩解水污染問題的惡化。當(dāng)然不同種類的水生植物對于水生態(tài)環(huán)境中有害物質(zhì)的吸收情況也有所不同，而且也會受到外界氣候條件以及污染源等的影響。其三，水生植物在環(huán)境修復(fù)中的協(xié)同作用。所謂協(xié)同作用主要就是指水生植物通過與水生態(tài)環(huán)境中的微生物協(xié)同來完成對水中氮、磷等物質(zhì)的降解，從而實現(xiàn)修復(fù)水生態(tài)環(huán)境的作用。具體的工作原理為：水生植物在生長過程中通過光合作用吸收二氧化碳，并將所產(chǎn)生的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)傳送到根系，這樣植物的根系部位就會形成一定的有氧區(qū)和無氧區(qū)，可以很好地滿足水生態(tài)環(huán)境中厭氧以及好氧等微生物生長的需求，從而達(dá)到良好的去除水生態(tài)環(huán)境中的氮、磷等物質(zhì)的效果。其四，水生植物在環(huán)境修復(fù)中的化感作用。所謂化感作用主要是指水生植物能夠產(chǎn)生出一種化感物質(zhì)，該物質(zhì)可以在很大程度上抑制水生態(tài)環(huán)境中的藻類生長。這種水生植物的水生態(tài)環(huán)境修復(fù)功能通常被用于淡水生態(tài)系統(tǒng)中。現(xiàn)階段通過研究標(biāo)明具有這種作用的水生植物種類也比較多，而不同種類的水生植物其產(chǎn)生化感物質(zhì)的部位以及該作用的強(qiáng)弱也各有不同，可以根據(jù)不同地區(qū)水生態(tài)環(huán)境修復(fù)需求合理選擇該類水生植物。

3.水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中水生植物的選擇原則

水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中發(fā)揮著非常重要的作用。由于水生植物種類繁多，同時水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的作用發(fā)揮也會受到各種外界環(huán)境的影響，因此在開展水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中要合理地進(jìn)行水生植物的選擇，具體選擇過程中應(yīng)該按照相關(guān)的原則，確保選擇的水生植物能夠更符合該環(huán)境的水生態(tài)修復(fù)，使水生植物可以最大限度地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。相關(guān)工作人員可以根據(jù)以下幾方面原則來進(jìn)行水生植物的選擇。

其一，區(qū)域環(huán)境適應(yīng)性原則。各個地區(qū)因氣候不同、溫度不同、濕度不同以及水位不同，在開展水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作的過程中應(yīng)選用的水生植物也不同。水生植物種類繁多，在不同地區(qū)都有該地區(qū)適合生長的水生植物，如果選擇水生植物的過程中不能按照區(qū)域環(huán)境特點選擇更適宜的水生植物，會導(dǎo)致水生植物受到外界環(huán)境因素影響而生長狀態(tài)不佳，影響水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的作用發(fā)揮。因此，相關(guān)環(huán)境修復(fù)工作人員在選擇水生植物時應(yīng)該按照區(qū)域環(huán)境適應(yīng)性原則，根據(jù)實際情況選擇適宜的水生植物。在開展深水區(qū)的水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中，主要是指水深達(dá)到1m以上，應(yīng)該選擇沉水性水生植物，或者在水環(huán)境中通過人工構(gòu)建懸浮體用于種植水生植物。在水深為0.3m-1m之間的水生態(tài)環(huán)境區(qū)域，通常可以選擇種植荷花或者睡蓮等水生植物。而在水深為0.3m以下的水生態(tài)環(huán)境區(qū)域中，一般的水生植物都可以。此外還有一些水陸更替的水生態(tài)環(huán)境區(qū)域，主要是指在水位上漲時能夠沒過地面，當(dāng)水位下降時地面會暴露在空氣中，這種水生態(tài)環(huán)境區(qū)域的修復(fù)工作應(yīng)該選擇在無水環(huán)境下也能夠生長的水生植物。當(dāng)然，結(jié)合區(qū)域環(huán)境適應(yīng)性原則進(jìn)行水生植物的選擇時，除了考慮水深外，應(yīng)優(yōu)先選擇該區(qū)域的本地水生植物，具有更好的環(huán)境適應(yīng)性，可以確保水生植物的良好生長。

其二，便于后期管理原則。水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用不是將水生植物播種到需要修復(fù)的水環(huán)境中即可，還需要在后期進(jìn)行持續(xù)的管理和養(yǎng)護(hù)，才能確保水生植物在環(huán)境修復(fù)中作用的發(fā)揮。因此，水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作人員在選擇水生植物時也要考慮其在后期的管理所消耗的成本。比如，在任何一個水環(huán)境區(qū)域的修復(fù)工作中都應(yīng)盡量少選用攀緣莖、纏繞莖以及自主播植能力差的水生植物，因這種水生植物后期會消耗大量的人力進(jìn)行管理，經(jīng)濟(jì)效益較低。另外有一些水生植物莖葉比較脆弱，稍有風(fēng)浪就會折斷，這樣的水生植物也應(yīng)少選用，不僅因折斷后的水生植物會影響水生態(tài)環(huán)境修復(fù)的效果，而且殘枝斷葉掉落到水環(huán)境中也會對水體造成污染，比如水蔥就是一種莖稈極易折斷的水生植物。

其三，維持生態(tài)平衡原則。水生植物在選擇的過程中還要從宏觀角度來考慮，也就是圍繞整個水生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展需求，合理選擇水生植物。水生態(tài)系統(tǒng)的平衡需要營養(yǎng)均衡發(fā)展、物種種類多樣化，因此在選擇水生植物時根據(jù)該原則盡量選擇多種類型的水生植物搭配使用，這樣既可以確保物種的豐富性，同時也能夠通過將需要不同營養(yǎng)成分的水生植物搭配使用，維持了水生態(tài)環(huán)境中的營養(yǎng)均衡發(fā)展。對于容易破壞區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)平衡的水生植物應(yīng)盡量減少使用或者不使用，具體如何選擇水生植物，應(yīng)根據(jù)水生態(tài)環(huán)境修復(fù)的具體要求綜合多方面因素合理選擇。

4.水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中的具體應(yīng)用

4.1 沉水性植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用

所謂沉水性植物主要是指植物的根莖扎入水底的泥土中，莖葉也被完全沉沒在水環(huán)境中的植物，也就是整株植物都沉浸在水環(huán)境中。通常情況下沉水性植物都具有發(fā)達(dá)的通氣組織，而且其枝葉相對發(fā)達(dá)，葉片呈狹長狀，可以通過繁盛的枝葉來吸收水生態(tài)環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)，保證其在水環(huán)境中的健康生長及繁殖?，F(xiàn)階段被應(yīng)用于水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的水生植物種類有很多，比如輪葉黑藻以及金魚藻等等都是比較常用的沉水性植物。之所以沉水性植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中能夠得到如此廣泛的應(yīng)用，關(guān)鍵在于沉水性植物有著很強(qiáng)的吸收作用，因沉水性植物的根、莖、葉完全沉沒在水環(huán)境中，因此其根、莖、葉都可以不同程度的吸收水環(huán)境中的氮、磷等物質(zhì)。另外，繁盛的枝葉經(jīng)過光合作用產(chǎn)生的氧氣可以加大水環(huán)境中的氧濃度，促進(jìn)水環(huán)境中微生物對于營養(yǎng)物質(zhì)的分解，避免水環(huán)境發(fā)生富營養(yǎng)化的問題。選擇沉水性植物時，為了更好地發(fā)揮沉水性植物對水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)作用，應(yīng)該盡量選擇根、莖、葉都具有較強(qiáng)吸收作用的植物種類，同時要確保所選用的沉水性植物對該區(qū)域的水環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性。通過不斷的研究與實驗，發(fā)現(xiàn)狐尾澡和將苦草在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中能夠?qū)^(qū)域水環(huán)境中的氮、磷等物質(zhì)基本去除，緩解水環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的增長速度，從而維持水環(huán)境中的營養(yǎng)均衡。沉水性植物還具有很強(qiáng)的吸附性和抑制性，不僅能夠吸附水環(huán)境中的雜質(zhì)、顆粒等，還能夠抑制懸浮藻類的生長，使水環(huán)境表面更加開闊，沒有懸浮物的阻攔能夠讓更多的陽光照射到水中，促進(jìn)沉水性植物的光合作用，也進(jìn)一步增加水環(huán)境中的溶氧量。

4.2 挺水性植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用

所謂挺水性植物主要是指植物的根莖生長在水環(huán)境中的泥土中，而莖葉向上生長直至挺出水面暴露在空氣中。這種水生植物通常情況下生長在淺水區(qū)或者是比較潮濕的岸邊。挺水性植物的根系也比較發(fā)達(dá)，可以充分地吸收水環(huán)境中泥土里的營養(yǎng)物質(zhì)，比如氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，供給自身生長所需要的養(yǎng)分，也維持了水環(huán)境中的營養(yǎng)均衡。同時挺水性植物通常都具有較強(qiáng)的化感作用，也就是能夠產(chǎn)生一定的化感物質(zhì)，來抑制水生態(tài)環(huán)境中藻類的生長和繁殖。另外，挺水性植物在生長的過程中吸收了大量的氮和磷，也會對需要氮和磷才能生長的藻類的生長以及繁殖產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制效果。目前應(yīng)用于水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中的挺水性植物也有多種，比如魚腥草、蘆葦以及石菖蒲等等，其中石菖蒲就是一種比較典型的具有很強(qiáng)化感作用的挺水性水生植物，可以起到很強(qiáng)的化感抑制作用。蘆葦也是一樣，特別是對蛋白和小球藻有著非常強(qiáng)的抑制效果。挺水性植物在種植時可以直接在水域沿岸種植，這樣不僅能夠發(fā)揮好挺水性植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的作用，也能夠讓挺水性植物獲得足夠的光照。

4.3 漂浮性植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用

所謂漂浮性植物主要是指植物的根生長在泥土中，而葉子漂浮在水面，這種水生植物通常情況下都擁有比較發(fā)達(dá)的根莖，也就是根莖較長，但是上莖并不發(fā)達(dá)，葉片比較茂盛，而且葉片中含有很多肉眼不能看到的氣孔，主要適用于植物的蒸騰作用。漂浮性植物由于葉片主要裸露在空氣中，根莖生長在泥土中，因缺少有氧呼吸會使其產(chǎn)生一定量的醇類物質(zhì)。漂浮性的水生植物對水體中的營養(yǎng)物質(zhì)以及有毒顆粒等有著較強(qiáng)的吸附作用，可以在一定程度上改善水生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)階段在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中比較常見的漂浮性水生植物主要包括四角菱以及鳳眼蓮等，漂浮性水生植物具有很強(qiáng)的自我繁殖力，無須消耗過多的人力，而且漂浮性水生植物也比較容易打撈，后期管理和養(yǎng)護(hù)都十分便利。但是，正是由于漂浮性水生植物的繁殖力太強(qiáng)，導(dǎo)致其在短時間內(nèi)就能夠繁殖很大一片區(qū)域，并將該區(qū)域其他水生植物擠走，這樣就會導(dǎo)致這一部分水生態(tài)環(huán)境中的植物種類單一，不利于水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，同時也會導(dǎo)致該區(qū)域水生態(tài)環(huán)境中的營養(yǎng)出現(xiàn)失衡。為此，相關(guān)工作人員在應(yīng)用漂浮性水生植物來進(jìn)行水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)時，要注意對自我繁殖力較強(qiáng)的漂浮性水生植物進(jìn)行繁殖上的抑制。

結(jié)束語

綜上所述，水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中發(fā)揮著非常重要的作用，由于水生植物種類繁多，同時水生植物在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的作用發(fā)揮也會受到各種外界環(huán)境的影響，因此在開展水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作中要合理地進(jìn)行水生植物的選擇，具體選擇過程中應(yīng)該按照相關(guān)的原則，確保選擇的水生植物能夠更符合該環(huán)境的水生態(tài)修復(fù)，使水生植物可以最大限度地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。相關(guān)水環(huán)境修復(fù)工作人員在應(yīng)用水生植物進(jìn)行環(huán)境修復(fù)時，也要注重科學(xué)應(yīng)用，充分利用沉水性植物、挺水性植物以及漂浮性植物的優(yōu)點提高水生態(tài)環(huán)境修復(fù)的質(zhì)量。