富營養化水體生態修復中水生植物的應用研究

呂霞

摘要：水體富營養化修復的機理和方法的研究備受關注。目前，營養水體的修復技術很多，但從技術上講，可分為物理、化學、生物、生態、生態和生態環境等，水生植物修復是生物技術和生態學方法中的一種常用技術。它是一種消耗能源少、效果好的新技術，水生植物在水生態系統中發揮著重要作用。它們不僅有助于水體的凈化，而且發揮著重要的作用，改善了水體的生態環境，促進了退化生態系統的恢復。不同的生活型和植物種類在水生態系統中占有不同的生態位，在水生態恢復中發揮著不同的作用。

關鍵詞：富營養化;水生植物;藻類;修復

水體富營養化的主要問題是水資源的過度營養，導致水體生物群落生存競爭中種群多樣性的下降，使藻類向藻類轉化。在水生環境中，高等水生植物和浮游動物藻類是爭奪這些生態資源的初級生產者之一，作為營養、光照和營養空間，它釋放出抑制藻類生長的化學物質，吸收氮等營養物質和水環境中的磷，從而達到凈水效率。高等植物可以利用這種“競爭”關系，將藻類轉化為草本藻類，豐富水體生物的多樣性，恢復水體的生態系統，從而恢復水體的營養和清潔。

水生植物通過特定的技術可以分為水生植物、浮游植物，浮游植物、藻類和陸生植物也可以用來恢復水體富營養化。不同的水生植物對養分的恢復有不同的影響。它們的生活特性隨環境因素的變化而變化，如吸附、吸收和破壞營養物質在水環境中的富集。了解水生植物的這些差異對植物的選擇和營養水的恢復具有重要意義。

沉水植物

水生藻類在水體生態修復中起著重要的作用，許多藻類對水體的不利影響研究都證明了這一點。通過周長試驗發現，草對網狀藻有明顯的抑制作用。對網狀肌和微囊藻也有一定的影響。金藻抑制了浮游植物的生長，浮游植物結構的變化導致藻類數量的減少，造成浮游植物密度低的主要原因之一是發生輪作的水域。藻類能釋放抑制魚類生長的物質，但微囊藻不能。藻類能釋放出抑制微囊生長的過敏原。另據報道，幼小的魚藻能抑制藻類生長。

藻類有效地降低水中營養物質的含量，因此具有較高的凈化能力。總氮、總磷被顯著去除。藻類可以通過控制水生植物群落來補充土壤中的養分。這些營養資源使生活在沉積物中的植物即使在水中的營養濃度很低的情況下也能生長，這使它們比浮游植物具有競爭優勢。植物降水能有效降低營養鹽的貯存率，平衡營養鹽的進出口，機械化的水提和氮磷營養鹽的輸送是合理控制水體富營養化的實用方法之一。

由于藻類在水生態中的重要作用，藻類在修復工程中得到了廣泛的應用。在小型淺水湖泊中，藻類廣泛繁殖，浮游植物在夏季生長受限。藻類往往發揮重要作用，因為它們很快成為優勢物種，有助于提高水資源的透明度。然而，在營養豐富的水中，藻類很難恢復。光致發光對淹死植物的生長有很大的影響，也是淹死植物利用的瓶頸，它被用來恢復水體中的營養物質。

漂浮植物

漂浮植物被稱為完全漂浮植物。它們在土壤中沒有根。所有的植物都浮在水面上。這些植物的根系通常發育不良，有發達的通風組織或膨大的葉子（氣瓶），以確保與大氣的氣體交換。如丹參、浮萍、鳳凰釉等。

漂浮水生植物種類很少，它們的根不是在泥中產生的。它們漂浮在水面上，在水流和波浪中游蕩，主要在可見的樹葉上，為游泳池的水面提供裝飾性的綠蔭。因為它們同時吸收水中的礦物質。同時，它們可以阻擋陽光進入水中，從而抑制水中藻類的生長。

漂浮植物生長迅速，能夠更快地覆蓋水面。然而，有些物種生長繁殖非常快，這可能成為水中的一種危險現象。所以我們必須通過網絡定期捕捉它們。否則，它們會覆蓋整個水面。下面是一些最常見的漂浮水生植物：滿江紅、水芙蓉、布袋蓮。

浮葉植物

浮葉植物的葉片漂浮在水面上或水面之上，在營養領域與浮游生物的競爭中具有優勢。這個罐子很漂亮，可以用來恢復公園里的水。菱形群落具有明顯的優勢，具有較高的經濟價值和良好的應用前景，但對葉片營養功能的研究較少。

浮葉植物是多年生草本植物。整個花束有一種特殊的香味。一種粗的，稍扁平的根狀莖，直徑0.5-2厘米，上面產生很多根莖。葉基部，示蹤狀，長50-120厘米，頂生漸尖，平均寬1-3厘米，葉基鞘，斜莖。中間脈兩側明顯隆起，平行脈的每側分為三至五條。花期6月至9月，莖基部，扁三角形，長20-50厘米。火焰苞片長20-40厘米，耳肉直或斜，圓柱形，黃綠色。果實紅色，圓潤最適溫度20-25℃。當溫度低于10°C、冬季生長停止，土地部分死亡，地下莖干冬季潮濕，多見于池塘、河流、湖泊淺水區。

挺水植物

陸地邊界不同物種間存在明顯的化學降解現象，而且在水體恢復過程中，水生植物可以直接帶到海岸帶，也可以用于人工生物浮床、人工濕地等。當直接進入海岸帶時，疏水性最強的植物在照片競爭中起主導作用。它們以海底沉積物和水為食，也占據著水生動植物的優勢地位。黃世德比較了艾蒿、蘆葦和蕪菁的凈化能力。結果表明，蘆葦和蒲公英是去除燈芯最有效的方法。

固定化藻類

藻類繁殖快，初級生產力高，富含氮、磷等營養物質。因此，藻類廢水處理在改善水質方面的應用越來越廣泛。在水體恢復過程中，營養水可直接排入沿海地區，也可用于人工生物浮床、人工濕地等。當直接進入海岸帶時，疏水性最強的植物在照片競爭中起主導作用。它們以海底沉積物和水為食，也占據著水生動植物的優勢地位。

當植物生物量較高或植物中某些營養成分含量較高時，對營養水的凈化效果較好。在一些營養豐富的藻類中，原始水生植被尤其是沉積物中植被的恢復受到嚴重限制。以浮游植物和親水性植物為導向，可以抑制藻類的生長，營養物質的吸收和水質的凈化可以為浮游植物創造條件。這也導致了與植物相關的微生物群落的變化。不同植物品種的組合具有合理的品種多樣性，有利于長期穩定，減少害蟲的發生。近年來，科學家們開始研究如何凈化來自土地、蔬菜、油料作物和其他經濟作物的污染水。此外，在發達國家，隨著景觀設計理念的引入，水體修復將污染控制與生態景觀的創造結合起來。

過去對植物的選擇主要以凈化效果為依據，對植物的經濟效益和觀賞價值的評價較少，因此對植物的選擇主要局限于鳳凰、焦油、闊葉香波等物種。近年來，科學家們開始研究如何凈化來自土地、蔬菜、油料作物和其他經濟作物的污染水。此外，在發達國家，隨著景觀設計理念的引入，水體修復將污染控制與生態景觀的創造結合起來。選用的植物不僅僅只是好看，富有觀賞價值或者僅僅凈化水體，同時還有一定的經濟價值。可以產生一定經濟效益。

問題與展望

水生植物檢疫對藻類的影響及其機理有待進一步研究;在工程應用中，水生植物受環境因素影響大，加工周期長;此外，我們需要不斷地尋找和選擇性地適應和純化有效物種;同時，不斷開發應用于水生植物生態修復的新技術;植物種類的選擇和不同水體植物群落的組合，可以達到最佳的凈化效果。這些問題將成為營養水資源生態修復研究的一個重要方向，特別是未來對水生動植物在水生生態系統中的影響，目前營養水資源生態修復是研究的重點。利用水生植物進行水資源生態修復具有經濟、高效、環保的特點，是解決我國水環境惡化的良好途徑，具有良好的研究和應用前景。

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