【精品】水生植物研究

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1、1概述水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水衣血的植物类群。大型水生高等植物主要包括两大类：水生维管束植物和高等藻类。水生维管束植物通常有4种牛活型：挺水、漂浮、浮叶和沉水。总体看，水主维管束植物（以下简称水生植物）对湖泊牛态系统的影响分为牛物化学作用和非生物化学作用，见图1[1]。作为湖泊生态系统结构和功能的重要纽成部分，水生高等植物是保护水生生态系统良性运行的关键类群，是良性湖泊生态系统的必要组成部分。因此，近年来浅水湖泊的牛态修复成为水环境保护工作的热点，但在实施过程中，

2、对水牛植物在湖泊中的作用仍缺乏系统认识，对浅水湖泊水牛植物的恢复措施在诸多方面仍处于探索阶段。为此，笔者结合国内外开展水生植物恢复过程屮的技术措施，总结了浅水湖泊生态恢复的理论与实践。—抑制风浪吸收净化仟用取厦利用生长过程1・收割利用分解15桂情物殘体待底泥吸附淨化阳«衣面微型生物PO；.NliiBOD.COO两色韌质异昧物质_T湖泊淤浅―沼淳化1®滞水流促逬沉降晒©怀境抑制漠类生物化学作用图1水牛植物对湖泊牛态系统的影响2对营养盐的影响2.1净化机制水牛植物对水体的净化机理主要

3、有以下3方血：①植物对营养物质的同化吸收。水生植物在生长过程中会从水层和底泥中吸收氮、磷同化为自身的结构组成物质，从而将水体中的营养盐固定下來，减缓营养物质在水中的循环速度，通过人工收获便可将固定的氮、磷带出水体。但是，这种同化作用并非植物去除氮、磷的主要途径。研究表明：植物对氮、磷的同化吸收只占全部去除量很小一部分,约2%-5%［2,3］0②根际效应。微生物是系统中有机污染物和氮分解去除的主要执行者［4］,系统中微生物数量与净化效杲呈显著正相关。根系微生物是聚居在根际，以根际分泌物为主要营养的一群

4、微生物，根系微生物作用于周圉环境形成根际，产生根际效应。根系微生物不仅种类和数量远高于非根系微生物，而且英代谢活性也比非根系微生物高；另一方而，在根际，高等水生植物能将氧气从上部输送至根部，在根区和远离根区的底泥中形成有氧和厌氧坏境，从而促进底泥微生物中的硝化与反硝化［5,6］。③吸附作用。水生植物根部的物理化学环境试验发现［3］,沉水植物直接吸收的营养盐的量相比总量来说其实很少，但是沉水植物的存在可以降低水中营养盐的平衡浓度，改变水体和底泥中的物理化学环境，抑制藻类牛长，改善水体牛态环境。4种生活

5、型水生植物，以沉水植物对富营养化湖水净化能力最强，因为沉水植物的根部能吸收底质中的氮、磷，植物体能吸收水屮的氮、磷。2.2对水体中营养元素的影响2.2.1影响氮去除的因素氮的去除，除了植物吸收外还受其他因索影响，如氨的挥发、硝化与反硝化途径筹。硝化与反硝化途径是氮的一个重要去除途径。Seitzinger［7］研究表明，沉积物一水界而氮的反硝化作川可去除湖泊外源氮输入负荷的30%-50%。张鸿等研究发现［8］,人工湿地对氮的净化机制中，植物的吸收起主导作用。所以，究竞哪一种途径对氮的去除影响比较大还有

6、待进一步研究。(1)影响TN去除的因素。水生植物的存在，能有效去除水中氮，使总氮明显下降。温度升高右利于水生植物去氮，因为春季和夏季水生植物生长情况比冬季好，对氮的需求量大。但也有例外，如中营养浓度下的伊乐藻，冬季的除氮效杲更好，这可能与伊乐藻较好的抗寒性和生长习性相关［9］。总体看，不同水生植物对水中氮的去除效果不同。并且随时间推移逐渐显现其作川。(2)影响硝态氮去除的因素。水生植物对硝态氮的去除效果最明显，因为水牛植物优先吸收硝态氮，同时市于硝态氮是氮循环中微牛物等作用的直接底物，是最活跃的氮形

7、态，可以通过反硝化的过程被去除，所以水生植物对硝态氮的去除效果同时受微生物和植物吸收的影响。(1)影响氨氮去除的因素。植物对不同形态氮的吸收具有一定的选择性。通常认为，有机氮最先被植物吸收。对无机氮，有研究发现植物优先吸收氨氮和其他还原态氮，据此认为植物对氨氮的去除率最高，去除速率较快［10,11］。但有研究发现［12］,水生植物对氨氮的去除效果与总氮、总磷及硝态氮相比，相对较差。这是因为水中氨氮减少有4个途径：①通过气态氨ft接挥发；②水生植物的吸收、吸附；③发生硝化作用转化为硝态氮；④吸附到底泥

8、。所以即使发现氨氮下降速率明显快于总氮，但是否主要是因为植物吸收，并不能确定［13］。有研究者［14］认为，含氮有机化合物分解所产生的氨氮大部分是通过硝化和反硝化作川的连续反应而去除的，一旦这两个连续过程不能顺利进行，氨氮去除效果就不理想。因此，到底是植物吸收对氨氮去除影响大还是硝化和反硝化作川影响大，还有待进一步研究。此外，由于硝化细菌和反硝化细菌的数量和活跃程度与温度有密切关系，而H植物在低温时生长情况不好，因此，在冬季或低温时氨氮的去除效果会相对差此。2.2.2