水生植物在湖泊富營養化生態修復中的應用

朱 潛

（中地清洋（湖北）檢測認證有限公司，湖北 武漢 430000）

湖泊富營養化指的是湖泊等水體環境在人類活動的影響下，水體環境中大量輸入氮、磷等營養物質，從而使得生態系統失去了本身的自我調節和修復能力，然后在光照等自然條件比較適宜的情況下，浮游類植物大量繁殖，導致水體的氧濃度大大降低，水生植物失去了必要的生存條件，然后就會退化甚至消失，水體環境中的生態系統遭到嚴重破壞，進而導致水質惡化以及魚類等水生生物大量死亡。

湖泊富營養化的出現最直接的原因是人類的社會活動超過了湖泊的自我調節能力，從而使得水體中的氮、磷等營養元素的含量大大提升，水體中的浮游類植物數量大大增加，形成“水華”，水體發臭，水體pH值升高，魚類大量死亡，水體內的生態環境被嚴重破壞。其實，在任何水體環境中，都會存在著富營養化的情況，只不過在沒有人類活動干預的情況下，水體富營養化是一個十分緩慢的過程，大約需要幾百年甚至上萬年的時間，湖泊中氮、磷等營養元素的含量才能積累到富營養化的程度。人類的社會生產活動對湖泊等水體環境的干預導致了這個時間被大大提前。水體環境中的營養物質大大增加，使得水體中的生產者的生產能力大大增強，生物的數量大大增加，水體中生物種群的組成也會發生相應改變，逐漸由適合在富營養化的水體環境中生存的新生物所替代[1]。

1 湖泊富營養化的危害及現狀

1.1 湖泊富營養化的危害

湖泊富營養化最大的危害就是導致湖泊環境中生物種群類型發生變化，許多大型的水生植物都會衰退，湖泊中生物鏈的結構變得簡單，生物多樣性變低。在正常情況下，湖泊中的各種生物無論是數量還是類型都處于一個比較平衡穩定的狀態，當水體環境受到污染而加劇富營養化的過程，使得水體環境中氮、磷等營養元素的含量急劇增加時，就會引起水體中浮游類水生植物的大量繁殖，魚類大量死亡，水體正常的生態系統平衡被打破，適宜富營養化水體環境的生物數量大量增加，其余生物則大量死亡，水體環境中生物的多樣性下降。

在水體環境富營養化，以藍藻和綠藻為主的浮游類植物數量大大增加，這些藻類植物會漂浮在水體表面，使水體變得渾濁，水體透明度大大降低，這會使得陽光無法射進水中，影響了光合作用的進行，進而降低了水體環境中的氧氣含量，再加上浮游類植物的呼吸作用也會降低水中溶解氧的含量，導致水體環境變為缺氧狀態，魚類生物大量死亡，厭氧生物變為優勢種類，大量釋放氨氣、硫醇等氣體，使水質變臭，徹底惡化，有些藻類甚至可以分泌有毒物質，人類在飲用這些水質后，輕者會引發腸胃疾病，重者會直接重度死亡。而當供水基地的水體發生富營養化后，會大大增加水廠對于水體的凈化難度和成本，影響出水效率[2]。

1.2 當前我國湖泊富營養化的現狀

湖泊一直就有“天然水庫”的美譽，這是因為淡水湖中的水量的98%是可以直接利用的，因此對人民的生產生活具有十分重要的作用。而隨著我國近年來社會經濟的快速發展，越來越多的湖泊流域開發活動開始進行，再加上人們對環境保護的意識比較淡薄，對土地的管理不夠科學，農民為了保證土地的高產，大量使用肥料等都會對湖泊等水體造成不良影響，尤其是對肥料的過度使用，直接造成了水體的富營養化，據不完全統計，在近十幾年中，我國對氮肥的使用提高了7倍，對磷肥的使用提高了3倍，在經雨水沖刷之后，大量的富營養鹽都會隨著地表而流入湖泊中，使得富營養化的狀況越來越嚴重。有數據顯示，在我國34個主要湖泊中，有55.6%的湖泊屬于在中度富營養型，有15.3%的湖泊屬于富營養型，重度富營養型占8.2%，而富營養化程度比較高的湖泊大都位于經濟文化比較發達的城市，比如杭州西湖等，它們在我國的國民經濟發展中都占據著比較重要的地位，日益嚴重的湖泊環境已經嚴重影響到人們的日常生產和生活，雖然相關的政府職能部門已經采取措施針對湖泊的富營養化進行治理，但是就當前形勢來看，還需要繼續加大治理和管理力度，以解決這一重大環境問題[3]。

2 水生植物在湖泊富營養化治理中的作用

2.1 化感作用

水生植物的一個關鍵的作用就是它可以向水中釋放一種化感物質，這種化感物質可以有效抑制浮游類植物的生長，同時，這也是水生植物在水體環境中與其他生物競爭營養、陽光等生長所必需條件的主要方式。不同水生植物對不同藻類的抑制效果也有所不同，比如輪藻對斜生柵藻沒有抑制作用，而對小球藻有明顯的抑制作用。不同水生植物釋放化感物質的部位不同，比如鳳尾蓮是通過根部向水中釋放等。

2.2 吸收作用

湖泊富營養化主要是因為水中所含有的氮、磷元素的含量嚴重超標，水生植物本身具有吸收作用，因此可以直接吸收湖泊中的這些營養物質，然后同化為自身的結構，使氮、磷等物質的存儲更加穩定，然后通過人工方式再將其移出水體。水生植物通過吸收這些營養物質促進自身增長，從而降低水中的營養物質的含量，進而抑制浮游類植物的生長[4]。

2.3 生態作用

水生植物的存在，極大地保證了湖泊環境中的生物多樣性，首先水生植物本身就可以釋放化感物質來抑制浮游類生物的繁殖，其次，還可以吸收水體中的營養物質來破壞浮游類生物生長所需的條件，最后，水生植物的存在可以為一些微型生物提供附著地，這些微型生物能夠對浮游類生物進行捕食，從而間接地控制了生物的總體數量。

3 選擇合適的水生植物

3.1 選擇生長迅速、生長周期較長的植物

水生植物的生長周期如果比較短，那么既無法達到凈化水體的作用，也加大了人工清理水體的難度，如果不能及時清理，也很容易加劇水體的富營養化。因此，在選擇合適的水生植物時，生長量是一個很重要的參考指標，要選擇生長比較迅速，生長周期比較長的植物來凈化水體[5]。

3.2 選擇吸收能力較強的植物

在水體環境中引入水生植物最主要的目的就是要凈化水體，吸收其中過剩的營養物質，進而抑制浮游類生物的繁殖和生長，所以，要選擇吸收凈化能力較強的植物作為發展對象，我國水生植物的種類繁多，比如已知的挺水植物、沉水植物和浮水植物等都具有較好的吸收作用，而同一類型但是不同品種的水生植物對水體具有不同的凈化作用，因此在實際養殖中，還要根據具體的水體環境來進行選擇。

3.3 選擇經濟價值較高的植物

在進行湖泊等水體環境的生態修復時，不僅要關注其修復能力，還要適當的對其經濟價值予以關注。比如，美人蕉既可以凈化空氣，同時還可以供人欣賞，它的根莖還有安神降壓的功效等。

3.4 合理搭配水生植物

在水體環境中對水生植物進行搭配時，要根據具體的水體環境以及水生植物與水體的相容性來進行合理選擇，按照科學的比例來對其進行時間和空間上的安排，這樣才能保證整個水體生態系統的正常運轉，實現生態系統的可持續性發展。多種水生植物的合理搭配效果要比單一種類水生植物對水體的凈化效果好，不同水生植物具有不同的凈化作用，湖泊水體環境的生物類型組成很復雜，因此如果有不同的水生植物，那么一定會更大程度的限制浮游類生物的生長，比如，利用挺水植物來限制藻類的生長，利用浮葉植物來與浮游生物競爭營養和陽光等生存條件。

4 當前湖泊富營養化生態修復中存在的問題及展望

從上文中可以看出，當前我國湖泊富營養化生態修復和治理中所存在的主要問題有兩個方面：第一，人民在生產生活中對水體環境的保護意識比較淡薄，還沒有切實地認識到水體富營養化對人們生活所帶來的負面影響，在過分追逐經濟利益的同時，對生態環境造成了極大的破壞。第二，在對水生植物的選擇上還存在著一些問題，導致水生植物對水體環境的凈化效果不是很明顯。

水生植物的投入成本低，周期較短，管理相對簡單，對水體的凈化效果顯著，在未來我國水體環境生態環境的修復治理中，水生植物的使用是必不可少的。湖泊水體的生態修復是一項系統工程，可以在很大程度上減少環境壓力，相關職能部門要正確認識湖泊的生態恢復，它既不是簡單的種草養魚，也不是生物種群的人為搭配，它是一項系統的科學工程，是一項功在當代，利在千秋的大型事業。

5 小結

綜上所述，水生植物在當前的湖泊富營養化治理中發揮著不可替代的作用。近年來，湖泊等水體環境富營養化越來越成為世界各國在面對水資源管理時的主要問題，大量相關領域的學者針對這一問題做了深入研究，也逐漸找到了利用水生植物進行湖泊富營養化治理的方法，而我國在這一方面的研究起步較晚，尤其是對于各種生態技術對湖泊富營養化治理的實踐較少，大多還停留在研究階段。不同水生植物對富營養化水體中的物質吸收效果是不一樣的，而如何針對水體環境的特點選擇合適的水生植物也是水體治理的關鍵步驟。本文就根據當前我國對湖泊等富營養化水體環境的研究進行了分析，重點介紹了湖泊富營養化的危害以及水生植物在生態修復中的重要作用，希望本文能給社會學者和廣大熱心人士提供一些參考。