水生植物在水域生態環境修復中應用研究

劉鑫

（山西桑干河省級自然保護區管理局，山西大同 037006）

0 引言

水域生態環境是全球進行水資源循環的重要環節，是人類生產生活中的重要資源。但是，在當前我國社會城市化與工業化逐漸發展的基礎上，對于水資源的使用與污染也逐漸加劇，不僅直接對水體環境造成污染，而且還破壞了水域生態環境。為保證我國生態環境的有序發展，就需要重視水域生態環境的修復，合理利用各種水生植物，增強水域生態環境的自我凈化和修復能力。

1 水域生態環境修復

城市化的不斷發展導致了我國城市人口的劇增，水資源的使用問題成為當前城市化發展過程中需要重視的主要問題。在使用水資源的過程中可能會造成水域環境的污染與破壞，導致阻礙城市的發展進程，既影響了水生態環境的保護，又影響了人們生活質量的提升。例如：對于生活污水不能及時處理、水域環境被污染、生活生產垃圾被隨意堆放，導致水域環境遭到破壞、水域自我凈化能力被破壞、隨意占用水域環境、水庫修建不合理，導致河岸的水量調節能力下降等。

水域生態環境修復指的是通過工程、物理、化學、生物和管理等技術，進行重建、改進、修補、更新、再植等。根據生態學原理，采用有關技術手段對受損、退化或被破壞的水域生態系統進行部分或全部恢復過程。能夠起到減緩水生態系統退化，對已經退化的水生態系統進行修復并使其能達到可以接受的且能進行自我調節并穩定發展的狀態。在社會公眾水域生態環境修復意識逐漸加強的基礎上，水域生態環境修復的技術發展水平也在不斷提高。水域生態環境的自我調節是進行水域生態環境修復的基礎方法，也是最簡單的方法。為了提高水生態環境系統的修復能力，最大限度加強對水生態環境的保護，水域生態環境管護機構能通過水生植物的科學種植進行輔助，幫助水域生態環境可持續運轉。

2 水生植物對水域生態環境的作用

科學利用水生植物的過程包括對污染后的水域生態環境進行凈化，達到調節水域生態環境的作用；對水域生態環境的成分組成進行一定的調節，加強水域生態環境的自我凈化能力，為保證水域生態環境的可持續發展奠定基礎；減少水環境中氮、磷等微量元素，為水域生態環境的發展減輕壓力；盡可能減少污染物對水域生態環境的破壞，對于尚未被污染的區域加大保護力度。同時，水生植物對于水域生態環境的保護方式屬于生物防控方式，能在保護生態環境的基礎上對社會環境造成最小的污染[1]。

2.1 凈化水環境

水生植物成群的生長能有效的保證水生環境的良性循環，在水中種植大量的水生植物是進行水生環境去污的主要方法之一。①水生植物的種植水上部分能使得水面的風速變小，使固體塵埃或者污染物進行沉淀，減少水表面或水上固體污染物的數量，使得水生植物能與水體更加密切的接觸，達到降低水環境渾濁程度的作用；②大型的水生植物一般根系較為發達，當水中的污染物經過水生植物根系的時候，就會被根系阻礙、吸附并沉淀。除此之外，水生植物在生長的過程中還會進行呼吸作用，將氧氣通過根部進行釋放，與水中的沉淀物產生化學反應，提高沉淀物中的可溶性物質含量，加強水生植物對水中物質的吸收能力，達到減少水中沉淀物的作用。

2.2 加強水域生態環境的凈化能力

當水生植物的根莖將水中不溶性膠體進行吸附的時候，會使得膠體中的有機質也跟著沉淀下來，為水中的微生物提供了生活的環境。同時，在根莖的影響之下，一些植物的殘體也會使水生植物中產生的礦物質被更好地吸收，讓一部分植物中所含的礦物質脫離自身循環過程，進入水域生態環境的化學循環過程，提高了水域生環境的自我凈化能力。

2.3 減少微量元素

水域生態環境中含有大量的氮、磷等微量元素，會影響水體的質量。但是，水生植物具有一定的吸附水中微量元素的作用，當水生植物正常發展的過程中，可能會吸收水中的微量元素，為自身的發展提供必要的營養成分。水生植物能將水中的無機氮元素進行吸收，再經過自身的循環作用將其轉化成有機的蛋白質，并隨著對水生植物的收割等從水域生態體系中脫離，達到減輕水環境壓力的作用。

3 水生植物在水域生態環境修復中的應用

3.1 水生植物的選擇

利用水生植物對水域生態環境進行修復需要重視的環節是保證生物與環境之間的和諧相處，人類是生態環境中的重要環節，并不是獨立于生態環境之外的部分[2]。在進行水生植物選擇之前，需要了解當地的環境發展特點，盡量選用本地的水生植物進行種植，防止因為外來物種入侵導致的環境生態平衡遭到破壞的現象。同時，不同的水生植物有自己的生活習性，不正確的種植方式以及種植環境可能會導致種植效果不佳，最終造成經濟損失的現象。例如：在進行再力花種植的時候，需要確保種植環境溫暖、陽關照射充足且土壤呈微堿性。在北方水域生態環境修復時多以種植蘆葦為主，種植時也需注意蘆葦雖屬喜濕性植物，但也不能長期淹水，以免土層缺氧爛根。除此之外，在進行水生植物選擇的時候，需要選擇根莖比較旺盛以及粗壯的品種，這樣的水生植物能在水下凈化較多的雜質，達到凈化水體的作用。水生植物的根莖、葉片之間都是有一定聯系的，只有根莖較為茂盛，葉片才能比較美觀，這樣的水生植物不僅具有較高的水生態修復能力，還有較好的觀賞價值。

3.2 人工濕地

人工濕地是一種綜合性的生態系統，指的是用人工建立一個水池或水槽，再在底面鋪設隔水層，在隔水層上填充土壤，并種植蘆葦等根莖較為發達的水生植物，用于對水體的凈化與保護，主要分為表面徑流與人工潛流兩種[3]。水生植物的種植是建設人工濕地的重要內容，能在濕地系統建設中起到明顯的作用。水生植物的根莖能將濕地中過多的營養成分轉化成氧氣，減少濕地中藻類生物的繁殖，并防止濕地底部泥土中過多的營養物質向水中釋放的現象產生，能夠起到保護城市水體生態系統平衡的作用。除此之外，在進行濕地植物選擇的時候，需要考慮到不同水生植物耐水性、根莖的生長情況、生長規律、耐寒性、吸收微量元素的能力、種植成本等問題，根據實際情況選擇不同的水生植物在濕地中進行種植。當前，能夠用于人工濕地建設的植物主要有觀賞荷花、黃花鳶尾、美人蕉、紙莎草以及燈芯草等。

3.3 植物浮島

水體富營養化是全球性的水環境問題之一，在我國37 個具有代表性的湖泊中的79.3%存在富養化的問題，其中55.8%為中型營養型、14.7%為營養型、8.8%為重營養型。我國90%以上的水體污染都是由于水中微量元素過多導致的，而水生植物生長的主要條件就是擁有豐富的微量元素，針對這一問題，我國實行植物浮島技術。

植物浮島又被稱為是人工浮床，是人工浮島的一種，能利用生態工學的原理對水進行降解，減少水中的化學需氧量、氮元素以及磷元素等，起到凈化水資源的作用。植物浮島以水生植物為主體，利用無土栽培技術，將高分子結構作為載體，充分利用物種之間的共生性質、水體空間生態位以及營養生態位建立起人工的生態系統，減少水資源需要承擔的壓力。植物浮島技術的運用能有效的提高水體的透明度，改善水的質量指標，抑制藻類的繁殖。當前，植物浮島多被用于生態修復城市以及農村的水體污染，也用于城市濕地景區的建設。生態浮島主要分為干式浮島以及濕式浮島兩種。干式浮島指的是植物與水不接觸的浮島建設方式，這種建設方式由于植物與水不能接觸，因此，可以種植大型的木本、園藝植物等，能通過不同樹種的結合種植，為鳥類構建更好的生存場所，起到美化景觀的作用，但是這種景觀不能起到凈化水生態環境的作用。濕式浮島指的是與水資源接觸的浮島建設方式，這種建設方式一般會采用纖維強化材料作為主要制作材料，占總體生態浮島質量的70%。

浮島技術的使用能通過將植物扎根在水中，吸取水中的微量元素以及礦物質，分解水中的污染物。水生植物的根莖以及浮床在水中能在吸附懸浮物的前提下提供給水中微生物更多的生存空間，同時還能起到美化河流環境的作用。

3.4 水底草坪

水底草坪是水域生態環境進行修復的主要方式之一，指的是在水下培育成長較好的水下植物，在水底構建水下森林，通過這種方式來凈化水體，保護水域生態環境。這些水下植物能汲取到水下的營養物質，防止不利于水域生態環境修復的藻類大量繁殖，提高水中含氧量，保證水體更加清澈，為水中生物提供了更好的生活環境。當前常見的水底草坪主要有苦草、金魚藻、黑藻、光葉眼子菜以及狐尾藻等。

4 結論

綜上所述，在利用水生植物進行水域生態環境修復工程的時候，需要結合不同項目中積累的經驗以及實際情況進行各個環節的控制。水生植物在水域生態環境修復中的應用主要有人工濕地、水底草坪、植物浮島等，不同的水域生態環境應選用合適的水生植物來進行修復。