人工濕地植物影響因素研究進展評述

祖笑艷　李冠衡

摘要：指出了濕地處于水陸交界的敏感地帶，對生態(tài)環(huán)境有著重要的作用與意義。濕地植物作為濕地環(huán)境的重要組成部分，是人工濕地營建過程中不可忽視的方面。對國內(nèi)外已有研究進行了梳理，對濕地植物應(yīng)用過程中復(fù)雜的影響因素進行了總結(jié)，以期為人工濕地植物群落的科學(xué)營建提供參考。

關(guān)鍵詞：人工濕地;濕地植物;影響因素

中圖分類號：Q948 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）2-0028-02

1 引言

濕地植物作為濕地環(huán)境的重要組成部分，對人工濕地處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、凈化能力及處理效率有極其重要的影響，是人工濕地營建相關(guān)研究中的重要內(nèi)容。通過梳理國內(nèi)外與濕地植物影響因素相關(guān)的研究，總結(jié)出當(dāng)前對人工濕地植物影響因素的研究重點集中在水文過程、水體中化學(xué)元素及微生物3個方面。

2 水文過程對濕地植物的影響

水文過程主導(dǎo)著濕地生態(tài)系統(tǒng)的基本生態(tài)格局和生態(tài)過程[1]，對濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其功能發(fā)揮至關(guān)重要。該過程的重要特征便是周期性的水位變化，同時也有非周期性的波動。由于植物自身耐受性存在差異，不同種類的濕地植物對不同水深有著不同的適應(yīng)能力[2-4]，這也是進行人工濕地植物群落設(shè)計的重要依據(jù)。

（1）對植物自身生長的影響。水文過程中植物表型可塑性是決定植物在環(huán)境變化條件下生存能力的重要性狀，濕地植物能夠通過自身結(jié)構(gòu)如株高、葉性狀及生物量分配等[5]來適應(yīng)水淹環(huán)境。實驗表明：菖蒲（Acor-uscalamus）、粉美人蕉（Canna glauca）、梭魚草（Ponted-eriacordata）、再力花（Thaliadealbata）和狐尾藻（Myri-ophyllumverticillatum）5種濕地植物在0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm3組波動水位處理環(huán)境下的株高、葉片數(shù)、葉面積、生物量變化差異明顯，其適應(yīng)水位波動的生長可塑性良好[6]。

（2）對濕地植物繁殖的影響。在植物繁殖過程中，受水文過程影響，并非所有分散的種子都能到達自身適應(yīng)的位置進行發(fā)芽和定殖，各植物通過提高能夠到達最佳位置進行繁殖的種子的比例來顯著提高其適應(yīng)性[7]。

（3）對植物演替的影響。水位變化通過影響濕地植物的植株形態(tài)、生理化特征以及群落生物量[8]，引起種內(nèi)和種間競爭關(guān)系的變化，從而導(dǎo)致群落物種組成和多樣性發(fā)生改變，最終引發(fā)群落演替[9-11]。

3 化學(xué)元素對濕地植物的影響

濕地進水常含有大量污染物，其中包含多種化學(xué)元素，由于其種類和含量的差異，對濕地植物造成的影響也不盡相同。

當(dāng)污染物濃度較低時，有時能夠刺激植物生長，甚至有的物質(zhì)本身就是植物所需的微量營養(yǎng)元素[12]。但隨著化學(xué)元素的不斷富集和累積，濕地營養(yǎng)環(huán)境會發(fā)生較大改變，從而濕地植物物種組成發(fā)生變化。氮和磷等的過量，會導(dǎo)致藻類等的異常繁殖，引起水體透明度降低和溶解氧減少，造成水質(zhì)惡化和水功能受損[13]。氨對大多數(shù)植物都有毒害作用，當(dāng)其含量超過濕地植物生長需求時，將直接抑制植物生長[14]?；瘜W(xué)元素之間的相互影響也對濕地植物有所影響，徐治國等[15]通過模擬試驗發(fā)現(xiàn)濕地物種豐富度與植物全氮與全磷比之間呈單峰變化關(guān)系。水體中的大量重金屬會在濕地植物組織中累積，進而引發(fā)其生理、生化改變[16]，這在某種程度上會提高其抗性，有助于其抗性品種培育。

4 微生物對濕地植物的影響

污水中有機物質(zhì)降解通過人工濕地微生物的代謝活動得以實現(xiàn)，過程中產(chǎn)生的小分子可被植物利用。①黑臭水體中硫化物含量較高，會產(chǎn)生大量硫桿菌屬微生物，硫可通過其同化作用被植物利用。②芽孢桿菌屬微生物可還原硝酸鹽和亞硝酸鹽，將水體中的無機氮轉(zhuǎn)換為有機氮，為濕地的植物提供氮源營養(yǎng)[17]。③不動桿菌屬微生物可通過異化還原作用將N03轉(zhuǎn)換成NH4+-N供植物吸收利用[18]。濕地根際微生物群落作為一個整體，可促進植物吸收磷，培養(yǎng)后有根際微生物的植物的根、莖、葉中磷含量的增量較被去除根際微生物的植株高，說明微生物對濕地植物的重要作用[19]。

5 總結(jié)與展望

由于濕地植物在人工濕地環(huán)境中的重要作用，濕地植物一直是人工濕地的研究重點。目前已有研究存在以下幾個方面的問題：①時間尺度上，實驗的短期觀測較多，年際的長期跟蹤觀測較少;②空間范圍上，實驗室理想條件模擬較多，缺乏對現(xiàn)實濕地環(huán)境的觀測研究，但實驗室條件基于人為控制，對于實際水文過程的模擬遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。③研究內(nèi)容上，對濕地植物動態(tài)演替的跟蹤觀測不足，而人工濕地的動態(tài)演變是不可忽視的重要過程，在此過程中，濕地植物群落構(gòu)成發(fā)生變化，人工濕地的穩(wěn)定性和凈化能力也會隨之改變。后續(xù)研究應(yīng)重點關(guān)注濕地植物及其環(huán)境和相應(yīng)凈化效果動態(tài)演變和相互作用機制。

濕地植物也受到諸多其他因素的干擾，人為因素不可忽略，研究總結(jié)尚不夠全面，需在后續(xù)工作中持續(xù)完善，希望能為設(shè)計者和管理者提供一定的參考和借鑒。

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作者簡介：祖笑艷（1992-），女，碩士研究生，研究方向為景觀規(guī)劃與生態(tài)修復(fù)、植物景觀規(guī)劃設(shè)計、風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計。