清澈水源背后的“綠色工程師”

水是生命的源泉，是一切生物生存與繁衍的物質基礎，與我們的日常生活和工農業生產息息相關。

世界上有80個國家、大約40%的人口正面臨著嚴重的水資源短缺問題。隨著工業化和城市化的快速推進，我國的河流生態系統面臨著水質污染、生物多樣性遭破壞及河岸侵蝕等問題。這些問題不僅威脅到水環境的健康與穩定，更會影響人類社會的可持續發展。在眾多水域生態修復技術中，利用水生植物進行水質凈化被視為一種既環保又經濟的方法，它們不僅能吸收水中的污染物質，還能維護水域的生態平衡，從根本上改善水質。

水生植物一般是指能夠長期性或周期性在水中或水分飽和土壤中正常生長的植物。根據進化程度不同，分為低等植物和高等植物。比如藻類就屬于低等水生植物，而我們熟悉的蓮和蘆葦都屬于高等水生植物。根據水生植物生活的水域或水質又可以分為淡水植物和咸水植物兩大類。據統計，世界上約有33科、124屬、1022種高等水生維管植物。

水生植物有哪些類型

由于水生植物長期生活在水域環境中，植物體的全部或部分的器官形成適應于水中或潮濕處生活的形態，使植物能夠在水中或水面上進行光合作用和呼吸作用。水生植物根據葉和根在水中生長分布狀況可分為挺水植物、浮葉植物、漂浮植物、沉水植物。

挺水植物

根或地下莖生長在底泥中，莖、葉挺出于水面或生長在潮濕的岸邊，花多數在水面上開放。挺水性水生植物包括草本與木本兩類。草本如蓮、蘆葦、香蒲、茭白等，它們通常生長在水邊或水位較淺的地方，但是水位升高，植物體長時間被水淹沒就會死亡。挺水木本植物通常生活在河流的入海口，比如紅樹植物。

浮葉植物

浮葉植物通常分布在水深3米以內的水域中。植物的葉片浮于水面，根或地下莖扎在水下底泥中，莖桿或葉柄能適應水的深度而延長，纖細柔軟，長度可達1-2米，這種形態特征可以隨水位的升降自動卷曲或伸長，使葉片始終保持浮于水面，如荇菜、睡蓮、菱等。浮葉植物有異葉現象，如菱具有菱狀三角形浮于水面的葉片，還有羽狀細裂的沉水葉，這樣的外部形態特征使植物能適應于水面和水下生活。

漂浮植物

漂浮植物通常較小，但形態非常奇特，如槐葉蘋，它是一種無根植物，水下的根狀物是它的沉水葉，已取代根的功能。浮萍的植物體變形呈葉狀體，水花生具有橫走莖，鳳眼蓮葉柄中空膨大如同“葫蘆”，葉片呈蓮座狀著生，這些形態特征都有利于植物體在水面上漂浮。

漂浮植物與浮葉植物很容易發生混淆，它們的葉都是浮水生長，但是只要我們仔細觀察便會發現兩者的差別。它們最大的不同之處在于：浮葉植物的根或莖是固著在泥土里的，漂浮植物的根則是生活在水中，隨水流四處漂行。雖然漂浮植物在水位下降時，根偶爾也會固著在土表，但只要水位上升，根便會脫離土表浮水生長。

沉水植物

這一類植物是最典型的水生植物，它們的植物體完全淹沒在水中生長，沒有水上形態。多數沉水植物會將根定著在底泥中，葉片通常呈線形、針形或絲狀，質感較為柔軟，這樣的葉形有助于在流水中生長，以便減少浮力和水流的沖擊。少部分沉水植物沒有根，如金魚藻、絲葉貍藻等，它們會依附在其他植物體間或隨波漂浮。奇妙的是大部分的沉水植物在繁殖期間會將花挺出水面，以便授粉，如黃花貍藻。但是，也有一些沉水植物，它們的生活史完全在水中度過，就連開花也不例外，如茨藻科植物。

蘆葦的凈水“魔法”

“蒹葭蒼蒼，白露為霜。所謂伊人，在水一方。”《詩經》中的“蒹葭”其實就是我們常見的蘆葦。自古以來，蘆葦以其獨特的姿態，打動了無數文人墨客。蘆葦（Phragmites australis）是一種高大的多年生禾本科植物，它的莖可以長到1-3米高，莖上有20多個節，每一個節下面都會有一層白色的臘粉。葉細長，披針狀線性，長達30厘米，具有明顯的葉鞘。圓錐狀花序長在最頂端，花序有很多分支，分支上有一些小穗，小穗通常有4-7朵小花。到了夏秋季開花時，白茫茫的一片，非常美麗壯觀。

蘆葦分布于全國各地，主要生長在海灘、沼澤地、河岸等濕潤的地方。在濕地生態系統中，蘆葦還為許多鳥類和其他動物提供了棲息地和食物來源。蘆葦不僅是詩中的風景，更能起到凈化污水的作用，是生態環境保護中的重要角色。讓我們看看蘆葦如何像個小小的環保衛士在水里忙碌工作吧。

首先，蘆葦的根系非常發達，就像是一張密密麻麻的網。這張網可以過濾掉水中的懸浮物和泥沙，讓水變得更加清澈。

其次，蘆葦的根系能夠吸收水體中的氮、磷等富營養化物質。這些物質通過根系進入植物體內，并在植物的生長過程中轉化為自身的有機物質，從而減少水體中的污染物含量。如果氮、磷這類營養物質過多，會導致水體富營養化，出現水華和赤潮現象。人們選擇合適的收割時機，去除蘆葦地上部分，可以提高蘆葦吸收氮磷的效率。

另外，蘆葦通過光合作用制造氧氣，氧氣可以通過根系排放到水體中，一方面增加了水體的溶氧量，另一方面有助于好氧微生物降解有機物。蘆葦根系周圍生活著大量的微生物，這些微生物包括硝化細菌和反硝化細菌。硝化細菌可以將水中的氨氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，反硝化細菌則將硝酸鹽還原為氮氣，從水體中逸出，進一步加速氨氮的轉化和去除。

蘆葦在水質凈化過程中，扮演著過濾器、氧氣制造機、清道夫等多重角色，還和微生物成為“搭檔”。這種天然的水質凈化方式非常環保。除了蘆葦，很多水生植物都具有凈化水質的神奇本領。研究發現，不同的水生植物對污水中不同營養物質的處理能力不同，沉水植物對水體重金屬的吸收積累能力強于挺水植物，因此合理搭配多種水生植物能夠提高對水體的凈化能力。這些研究成果目前被廣泛應用于城市公園、人工濕地和河道治理凈化。

依法保護水生植物

由于部分人缺乏環保意識和法律意識，被經濟利益誘惑，非法捕撈行為時有發生，對水域生態系統造成了破壞。李某、邱某明知洪澤湖全面禁捕，仍雇人駕駛機吸螺蜆船多次到洪澤湖水域捕撈芡實約3200公斤、螺螄約50公斤。公安機關以李某、邱某涉嫌非法捕撈水產品罪將案件移送江蘇省淮安市盱眙縣人民檢察院審查起訴。法院認為，兩名被告人在洪澤湖濕地（省級濕地保護區）范圍內，使用機吸螺蜆船這樣一種掠奪性的捕撈工具，對湖泊水生植物資源和動物資源造成毀滅性損害，嚴重破壞了湖泊的生物多樣性，同時也必將造成水體的富營養化，降低水體的自我凈化和修復能力，威脅湖泊生態系統的健康穩定。法院作出一審判決，認定李某、邱某非法捕撈芡實、螺螄的行為構成非法捕撈水產品罪，分別判處拘役5個月、4個月。宣判后李某、邱某未提出上訴，判決已生效。該案將水生植物與水生動物一同納入非法捕撈罪的保護范圍，既是打擊非法捕撈行為維護生物多樣性的必然要求，同時也彰顯了人民法院以最嚴格制度、最嚴密法治維護湖泊自然生態平衡，實現人與自然和諧相處的信心與決心。

（本文作者為上海自然博物館科學老師）

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