水生植物对水体净化研究综述
来源:用户上传
作者:
[摘 要]随着社会经济的发展，环境保护迅速成为各领域的热门话题，水体保护也不例外。通过文献分析法对国内外水生植物对水体净化的研究现状进行了分析和综述，重点从水生植物对水体净化的机理、优点和不足等方面进行分析了我国水生植物对水体净化的应用具体情况，最后总结了水生植物对水体净化应用研究存在的问题和发展趋势，以期对水生植物对水体净化作用做出较为全面的梳理和分析，从而为水生植物在水体净化方面的应用提供更好的参考。
[关键词]水生植物;水体保护;研究;综述
一、水生植物的概念
水生植物是指生长在水中，具有叶绿素，能够进行光合作用产生有机物的自养型生物。1993年余树勋对水生植物的定义是：“生长在淡水深处的土壤中或自然漂浮在水中的植物，有时包括在沼泽中出现的植物。”按照其生活习性和形态特征可以分为五大类：（1）挺水型：大多有茎叶之分，上部植株挺出水面，下部植株沉与于水中。（2）浮叶形：无明显的茎不能直立，但他们的体内通常存有大量的气体，使叶片或植株能够漂浮在水面上。（3）漂浮型：根不生长于泥土中，株体漂浮在水面上，随风四处漂泊。（4）沉水型：根茎生于泥中，整个植株沉于水体之中，通气组织特别发达。（5）水缘植物：生长在水池的边缘，从潜水处到水池边的泥里都可以生长。不同的水生植物有不同的特性，对水体的净化能力也大不相同。
二、水生植物对水体净化应用的现状分析
（一）常用的水生植物种类及搭配的类型
常用的水生植物有玉带草（Phalaris arundinacea var.picta）、千屈菜（Lythrum salicaria） 、菖蒲（Acorus calamus） 、石菖蒲（A.tatarinowii） 、黄花鸢尾 （Iris wilsonii）、香蒲（Typha orientalis）、水芹（Oenanthe javanica）、水葫芦 （Eichhornia crassipes）、万年青（Rohdea japonica）、百合竹（Dracaena reflexa）、袖珍椰子（Chamaedorea elegans）、绿菊（Cabomba caroliniana Gray）、迷你皇冠（Dwart sword plant）、苦草（Vallisneria natans（Lour.）Hara）、槐叶萍（Salvinia natans（L.）All.）、青萍（Lemna minor L）、芦苇 （Phragmites australis）、荷花（Nelumbo nucifera） 、轮藻（Chara sp.）、篦齿眼子菜（Potamogeton pectinatus）。
净化效果较好（总氮、总磷的除去率不低于65%）的搭配：1.万年青+袖珍椰子+迷你皇冠+苦草+槐叶萍、青萍;2.百合竹+万年青+迷你皇冠+苦草+槐叶萍、青萍;3.芦苇、香蒲、荷花、轮藻、金鱼藻;4.再力花+芦苇+黄花水龙;5水芹+灯芯草+菖蒲等。
（二）水生植物对水体净化机理及影响因子
水生植物系统对水体污染物除去的主要机理是：植物同化吸收、植物根系微生物氧化和其他介质的净化作用，他们之间有良好的协同作用，其中植物根系微生物的矿化作用和氧化作用占主导地位。植物同化吸收后进行光合作用， 通过“卡尔文”循环作用， 生成的氧气从植物叶面微孔和根系微孔释放出来，达到改善微环境作用和植物根系微生物的供氧，提高了根系微生物的活性、数量;反过来，根系微生物繁衍生长后，协同改善植物根系周边土壤肥力，促进植物的生长，强化了植物体内酶浓度和活性，提高植物同化效果和植物抗胁迫能力。
水生植物由于长期生活在一种缺氧、弱光的环境中，本身的形态解剖结构上形成特殊性状。根、茎和叶形成了完整的通气组织，以保证器官和组织对氧气的需要;水生植物根系发达，利于吸收水中物质。在生长过程中，吸收大量的氮（N）、磷（P）等营养元素。水生植物群落的存在，为微生物和微型生物提供了附着基质和栖息场所。这些生物能大大加速截留在根系周围的有机胶体或悬浮物的分解矿化。在水生植物净化污水的过程中，相关的生化反应也起到很大作用，这方面已有大量的研究，光合作用产生的氧气（O2）和大气中的氧气被直接输送到植株各处，并向水中扩散;一方面，根系通过释放氧气，氧化分解根系周围的沉降物;另一方面，使水体底部和基质土壤形成许多厌氧和好氧区，为微生物活动创造条件，进而形成“根际区”。这样，植物代谢产物和残体及溶解的有机碳给湿地中的菌落提供食物源;同时，大量微生物在基质表面形成灰色生物膜，增加了微生物的数量和分解代谢的面积，使植物根部的污染物（富集或沉降下来的）被微生物分解利用或经生物代谢降解过程而去除。富营养化水体，也可依靠水生植物根茎上的微生物使反硝化菌、氨化菌等加速氨氮（NH3—N）向亚硝酸态氮（NO2—N）和硝酸态（NO3—N）的转化过程，便于水生植物的吸收与利用，减少底泥向水体中的营养盐释放。
（三）水生植物对水体净化优点与不足
到目前为止，对水生植物净化富营养化水体的研究温暖季节多，寒冷季节少，没有形成周年高效的水生植物净化水体的体系，難以解决因季节问题带来的水质不稳定问题。
植物修复系统的管理必须及时，水生植物如果不能及时收割，腐烂、枯萎的植物组织会造成水域的局部污染，而且大多数水生植物在晚上溶解氧非常低，可能会引起水生动物的死亡。
植物的入侵问题需要认真对待，植物入侵会引起当地的生物种群特性的变化，甚至导致有些物种的灭绝。比如：水葫芦的引进导致河道阻塞、鱼类藻类的死亡，使得水体富营养化更为严重。
三、研究趋势
对与净化水体后水生植物的处理是值得关注的，大部分水生植物吸收的污染物并没有被同化，因而会随着植物体的死亡又重新回到水体中，水生植物对水体的净化作用也就成为暂时性的。
参考文献：
[1] 殷红桂.大型水生植物在水质修复过程中的应用现状及发展[J].环境科技，2017，1（30）：67-70.
[2] 李燕.水生植物配置与水体净化的研究进展[J].中国农学通报，2015，15（31）：175-179.
[3] 窦燕燕.不同水生植物组合对富营养化水体净化的模拟研究[J].环境科学与技术，2015，8（38）：223-227.
[作者单位]
江西农业大学园林与艺术学院
（编辑：薄跃华）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14937697.htm
