濕地水生植物對生態功能恢復的貢獻

摘要：以位于河南省南陽市淅川縣境內的河南丹江濕地和位于廣東省深圳市福田區境內的福田紅樹林國家重要濕地為例，探討水生植物在濕地生態修復中的作用和管理策略。通過分析2 個濕地的修復實踐發現，合理配置挺水植物、浮葉植物、沉水植物等不同類型的水生植被， 可在改善水質、提供野生動物棲息地、固碳釋氧的同時， 為維持濕地健康發揮關鍵作用。在實際修復過程中， 需加強對水生植被的科學管控， 采取控制外來入侵物種、營造水陸交錯帶、加強宣教等措施，促進濕地可持續發展， 實現人與自然和諧共生。

關鍵詞：濕地；水生植物；生態修復；生物多樣性；生態功能

課題項目：山西水利職業技術學院院級課題“水生植物在水生態修復中的作用”（JY2023046）

在人類活動的干擾下，全球濕地正面臨退化、破碎化的威脅，保護和修復受損濕地已經刻不容緩。水生植物作為濕地最活躍的初級生產者，既承擔著物質循環、能量流動的重要作用，又是恢復濕地生態系統健康的關鍵抓手。本文圍繞水生植物在濕地生態修復中的作用進行探討，提出相應管理措施，為濕地保護提供科學參考。

1 水生植物對濕地水質改善的貢獻

1.1 抑制水體富營養化

水生植物是濕地生態系統的重要組成部分，在改善水質方面發揮著關鍵作用[1]。沉水植物（ 眼子菜、輪葉黑藻等），可直接從水體中吸收氮、磷等營養物質，從而削減水體富營養化風險；浮葉植物（ 荇菜、菱角等），可通過根系吸收底泥中的營養鹽，阻斷底泥向上覆水體的營養鹽釋放；挺水植物（ 蘆葦、香蒲等），可攔截徑流、過濾氮磷。位于河南省南陽市淅川縣境內的河南丹江濕地修復項目，通過科學配置沉水植物、浮葉植物、挺水植物這3 類水生植物，不僅顯著降低了水體總氮、總磷濃度，還改善了水質狀況。

1.2 改善水體質量

水生植物不僅能直接吸收水體中的污染物，還能為微生物提供良好的生存環境，間接促進濕地水質改善。沉水植物茂密的枝葉和挺水植物粗壯的莖稈，是微生物附著的理想載體。附著在植物上的硝化細菌、反硝化細菌等微生物能夠分解水體中的有機污染物，將氨氮、亞硝酸鹽轉化為氮氣，使有毒有害物質無害化。在河南丹江濕地修復項目的實施過程中，通過在水底鋪設多孔材料，種植伊樂藻、金魚藻等沉水植物，不僅顯著提高了硝化細菌的數量，還強化了微生物對污染物的降解作用，使得水體自凈能力大幅提升。

1.3 提升水體自凈能力

河南丹江濕地修復項目在10 萬m2 的水域內實施，通過微生境營造、水生植物種植、浮游動物和底棲動物恢復、本土魚類引入等措施，開展對水生態的系統修復。其中，通過投放螺、蚌等底棲動物850 kg，浮游生物1200 L，構建了完整的水生食物鏈；通過種植芡實、蓮藕、菱角等浮葉植物，輪葉黑藻、眼子菜、苦草等沉水植物，以及東方香蒲、菹草、蘆葦等挺水植物，形成了立體化的水生植被群落。基于此，恢復水生動植物，顯著提升了濕地水體的自凈能力[2]。經過1 年的生態修復，不但濕地水體總氮、總磷濃度顯著下降，透明度大幅提高，而且藻類密度也得到有效控制。

2 水生植物為濕地野生動物提供棲息地

2.1 為鳥類提供食物來源和隱蔽場所

水生植物不僅能改善濕地水質，還能為鳥類提供理想的棲息環境。河南丹江濕地修復項目通過種植芡實、菱角、蓮藕等浮葉植物，以及香蒲、蘆葦等挺水植物，在為鳥類構建了庇護所的同時，也通過這些植物的果實和種子為水鳥提供了優質的食物來源。監測數據顯示，河南丹江濕地修復項目實施后鳥類物種新增28 種，數量增加13737 只。其中，國家一級保護鳥類物種由2 種增加到5 種，青頭潛鴨等珍稀鳥類也開始在此安家落戶，這在當地歷史上尚屬首次。

在位于廣東省深圳市福田區境內的福田紅樹林國家重要濕地（簡稱“深圳灣紅樹林濕地”），筆直通天的紅樹植被同樣為鷺鶴等涉禽提供了營巢場所，每年有數以萬計的候鳥在此中轉或越冬。

2.2 為水生生物提供產卵育幼場所

水生植物不僅是鳥類棲息的樂園，也是魚類、底棲動物等水生生物重要的產卵育幼場所。在河南丹江濕地修復項目中，共投放高體鰟鮍、黃顙魚、鯽魚等本土魚類11 種，數量11 萬尾，蓮藕、菱角等浮葉植物的根莖部位為這些魚類提供了天然的庇護所，沉水植物的枝葉也是魚卵最佳的附著場所。同時，河蚌、螺螄等底棲動物在水生植被中大量繁衍，其懸浮的幼蟲是魚苗的優質餌料。調查表明，與修復前相比，濕地水體浮游生物數量增加了3 倍，魚類資源數量提高了近5 倍。在深圳灣紅樹林濕地，紅樹植物根部盤根錯節構成了“天然魚巢”，眾多魚類產卵、育幼其中。每到漲潮時，曲頸螺、招潮蟹等底棲動物開始活躍覓食。

2.3 改善鳥類生存環境

深圳灣紅樹林濕地是珍稀鳥類的重要棲息地。深圳市政府在此開展了一系列濱海濕地修復工程，通過保護原生紅樹林、人工種植紅樹林等措施，改善了濕地鳥類的生存環境。如表1所示，4 年間該區域鳥類物種數量新增28 種，其中國家一級保護鳥類物種數量新增5 種；濕地鳥類數量也從21347 只激增至35084 只，增幅高達64.3%，其中黑臉琵鷺等瀕危物種的種群數量也明顯增多。水鳥種類和數量的快速增長，充分體現出深圳灣紅樹林濕地生態的修復成效。

3 水生植物調節空氣與氣候的作用

3.1 固碳釋氧與凈化空氣

濕地水生植物在調節全球氣候、改善區域空氣質量方面也發揮著不可替代的作用[3]。以深圳灣紅樹林濕地為例，每100 hm2 紅樹林每年可吸收近4000 t 二氧化碳，對凈化空氣貢獻巨大。這些紅樹植物通過光合作用，白天吸收空氣中的二氧化碳并釋放氧氣，夜晚幾乎不進行呼吸，起到了凈化空氣的作用。研究表明，深圳灣50 年生紅樹林每年凈固定798.5 g/m2 的碳，同時還結合86.3 g/m2 的氫元素和12.3 g/m2的氮元素，展現了其作為“綠色制氧機”的獨特功能。在河南丹江濕地，種植的蘆葦、香蒲等挺水植物，以及眼子菜、金魚藻等沉水植物，通過光合作用吸收水體和空氣中的二氧化碳，釋放了大量氧氣，使空氣質量大大提高。

3.2 蒸騰作用的降溫增濕效應

除了固碳釋氧之外，濕地水生植物還通過蒸騰作用調節局地小氣候。在深圳灣紅樹林濕地，大面積的紅樹林與廣闊的水域相互映襯，植物的蒸騰和水面的蒸發共同促進熱量散失和水汽釋放。炎炎夏日，漫步深圳灣紅樹林濕地景區，常常能感受到一陣陣清新涼爽的“綠色海風”拂面而來。研究表明，深圳灣紅樹林濕地的平均氣溫比深圳市城區低2～3 ℃，相對濕度則高出10%～20%。這種顯著的降溫增濕效應，源于紅樹植物旺盛的蒸騰作用。在河南丹江濕地，成片的蘆葦蕩、香蒲叢釋放出大量的水汽，與眾多沉水植物的蒸騰作用疊加，不僅顯著改善了局地小氣候，還緩解了周邊城市的“熱島效應”。可見，修復和保護濕地植被，不僅有利于應對全球氣候變化，還能在局地尺度上創造更加宜居的環境[4]。

3.3 紅樹林“藍碳”效應

紅樹林被譽為“藍碳生態系統”，對于減緩全球氣候變化有著不可替代的作用。深圳灣紅樹林濕地是我國“藍碳”研究的典型區域。廣東內伶仃福田國家級自然保護區管理局的研究表明，深圳灣紅樹林濕地內每100 hm2 紅樹林每年可從大氣中吸收近4000 t 二氧化碳。這得益于紅樹植物特有的生理生態特性，紅樹林生長在熱帶、亞熱帶海岸潮間帶，具有發達的支柱根系，能夠在水下土壤中積累大量有機碳。科學家估算，全球紅樹林濕地每年可吸收6600 萬t 二氧化碳，可對全球氣候作出巨大貢獻。與其他濕地相比，紅樹林濕地的固碳效率更高，平均1 hm2 固碳量是淡水濕地的4 倍。此外，紅樹林土壤碳庫穩定性高，其儲存的碳能被長期“封存”。

4 科學修復與管理濕地水生植物的策略

4.1 控制外來入侵物種

修復與管理濕地水生植物的首要任務是控制外來入侵物種，優先種植本土水生植物。以深圳灣紅樹林濕地為例，薇甘菊等外來入侵植物曾一度肆虐，對原生植被構成嚴重威脅。為扭轉這一局面，濕地管理部門采取人工清除和生物防控相結合的綜合治理措施，將外來物種遏制在可控范圍內。清除過程中，先對薇甘菊等外來入侵植物進行人工拔除，而后在原生境內補種本土植物。針對陸地外來入侵物種，采用阻斷光合作用，削弱生長優勢的方式進行治理。在河南丹江濕地修復項目實施過程中，項目團隊先通過底泥疏浚徹底清除外來水生植物，而后采用本土挺水植物（香蒲、蘆葦等）進行修復，取得了良好的生態成效。這些實踐表明，在濕地水生植被修復過程中，必須堅持“本土為主、外來為輔”的基本原則。通過人工干預和生態疏導，在消除外來入侵種危害的同時，最大限度恢復本土植物群落，才能實現濕地生態系統的可持續發展。

4.2 營造水陸交錯帶

水陸交錯帶是水生態系統與陸地生態系統的過渡區域，通常具有水深梯度變化明顯、植被類型多樣等特點[5]。在河南丹江濕地修復過程中，設計人員采取了微地形改造措施，通過人工打造不同深淺的水面和島嶼，形成了開闊水面與蘆葦群落鑲嵌分布的景觀格局。同時，還針對性地開展了植被配置，在近岸淺水區種植挺水植物，中等水深區種植浮葉植物，深水區布置沉水植物，形成了完整的水生植物群落結構。在深圳灣濕地，設計人員巧妙利用紅樹林周邊灘涂地形，營造出紅樹林、淺灘、泥灘、沙灘等不同類型的生境單元。豐富多樣的小生境既可為鳥類提供多樣化的受食場所，也能滿足魚類、底棲動物等不同類群的生存需求。這一策略不僅有利于水生植物恢復，還能促進濕地生態系統結構與功能的整體改善。

4.3 監測水生植被動態變化

為確保濕地修復成果，需要對水生植被進行長期監測，并根據監測結果適時采取生態調控措施。以河南丹江濕地為例，修復后的水生植被每個季度都要進行1 次全面調查，其中需重點關注植物生長狀況、覆蓋度、物種組成等指標。當發現水生植被出現明顯退化或外來入侵物種增多等問題時，需及時查明原因，并采取針對性措施進行生態調控。如，在枯水期發現挺水植物生長不良，可通過人工補水的方式改善生境條件；在暴發性生長的沉水植物危及水體透明度時，可考慮適度收割，維持生態平衡。在深圳灣紅樹林濕地，管理部門不僅要定期開展植被監測，還要充分利用3S 技術手段實現動態管理。當監測到紅樹林遭受臺風、病蟲害侵襲時，管理人員要及時采取無土栽培、人工投放天敵昆蟲等調控措施，最大限度地減輕災害損失，促進林相恢復。可見，長期監測是濕地植被管理的基礎性工作，同時，適時開展生態調控也是保障濕地植被健康發展的關鍵舉措。

5 結束語

濕地水生植物是連接水陸生態系統的紐帶，在物質循環、能量流動中扮演“生態工程師”的角色。通過合理配置沉水、浮葉、挺水等不同生態類型的水生植物，不僅能夠顯著改善濕地水質，還可為鳥類、魚類等野生動物提供適宜棲息地，維持濕地生物多樣性。同時，水生植物還具有固碳釋氧、調節小氣候的生態功能，在減緩全球變暖中發揮重要作用。通過對河南丹江濕地和深圳灣紅樹林濕地2 個案例的分析，發現科學修復和管理濕地水生植物，對恢復退化濕地的結構與功能具有明顯成效。未來，應進一步加強對濕地水生植物的系統研究，因地制宜制定修復方案。

參考文獻

[1] 盛天進，EVANCE M，吳聰，等.浙江浦陽江大型底棲無脊椎動物物種多樣性和生態功能恢復研究[J].環境監控與預警，2021，13（2）：1-8.

[2] 肖愛斌，宋慧紅，朱宏斌，等.水生植物生態功能恢復技術在萬福河的運用[J].城市建設理論研究（電子版），2017（30）：196.

[3] 劉艷.蘆葦濕地的生態功能恢復方法選擇[J].農業與技術，2015，35（18）：243.

[4] 粟春青，鄭衛國，韓夢夢， 等.11種水生植物的表面流人工濕地凈化污水的效果研究[J].湖北林業科技，2024，53（3）：8-14.

[5] 吳建東，劉育秉，田琨.張掖市北郊濕地水生植物多樣性及生態健康評價[J].海洋湖沼通報，2024，46（3）：158-166.

作者簡介

張瑩（1990—），女，漢族，山西運城人，講師，碩士，主要從事園林植物研究。

加工編輯：唐藝桐

收稿日期：2024-11-06