利用大型水生植物控制水体富营养化.pdf

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1、可持续发展·SUSTAINABLEDEVELOP利用大型水生植物控制水体富营养化赵倩1，刘呈波2，马成仓1(1．天津师范大学生命科学学院，天津300387；2．天津市北大港水库管理处，天津300280)摘要：利用大型水生植物控制水体富营养化是一种很有前景的生态修复技术。本文从大型水生植物对藻类的抑制作用和对水体中氮、磷的去除作用2方面综述了相关研究，并对今后的研究进行了展望。关键词：大型水生植物；水体富营养化；藻类；氮；磷文章编号：1005--4944(20lO)04—0026-021水体富营养化水体的富营养化已成为全球性的重大环境问题之一。

2、据统计，欧洲受调查的96个湖泊、水库中有80％受到氮、磷的污染，呈现富营养化状态【lI。我国富营养化和超富营养化湖泊亦达湖泊总量66％和22％12]。水体发生富营养化后，会导致水体中藻类以及其他生物的异常繁殖，从而发生水质恶化、水生生态系统结构破坏，进而影响水资源的利用，给工农业生产和人民生活带来巨大危害。对已经发生富营养化的水体，主要有2种控制思路：一是控制藻类生长，一是降低水体营养水平。基于这2种思路，研究者已开发出多种控制技术，包括物理、化学和生物技术。相对而言，生物技术具有成本低、环境友好而受到更广泛的关注。其中，利用大型水生植物进行

3、富营养化控制是一类具有前景的技术。2大型水生植物对富营养化的控制机理2．1对藻类生长的抑制作用自然界中，有些物种之间存在相生相克效应，这种效应也出现在大型水生植物和藻类之间。1949年，Hasler等人首次发现了水生植物对藻类生长有克制效应131。目前已有研究报道的具有抑藻作用的高等水生植物约20余种141。孙文浩等研究表明，水花生、水浮莲、满江红、紫萍、浮萍、西洋菜和水葫芦都对雷氏衣藻有抑制效应，其中水葫芦的抑制作用最强151。李锋民和胡洪营研究了芦苇等几种大型水生植物及芦苇不同部位的浸出液对蛋白核小球藻的化感作用，发现所26农业环境与发展

4、2f)IO年第4期有受试植物的浸出液均对蛋白核小球藻产生抑制作用，其中芦苇叶片的抑制作用最强[61。水生植物对藻类起到抑制作用的原因可能有：(1)水生植物与藻类之间对营养物质的竞争关系；(2)大型的水生植物对藻类的遮光作用；(3)水生植物释放的分泌物(化感物质)对藻类生长造成的抑制作用；(4)水生植物根际微生物的作用[41。化感物质对藻类的生长抑制作用机理主要有以下2个方面：(1)通过破坏或减少藻类的叶绿素来抑制藻类的生长。研究表明，植物化感物质会对光合系统II产生影响用；(2)通过降低细胞膜的完整性，使细胞内物质大量渗出来控制藻类的生长。研

5、究表明，化感物质能够使铜绿微囊藻和蛋白核小球藻细胞膜流动性增强，对进出细胞物质的选择性降低141。2．2对营养物的去除早在1986年Willian就已经发现，水生植物可以通过吸附、吸收、富集和降解等几个环节对氮、磷等营养物或其他污染物进行去除净化[81。水生植物对于氮、磷的去除机理有3种：(1)大型水生植物在维持自身正常的生长发育过程中，其根、茎、叶等器官就会对氮、磷进行直接吸收；(2)水体中粒径较大的颗粒态氮和磷很容易随粒径较小的泥沙、胶体和生物残体等同时被水中交错发达的植物根系截留；(3)通过植物根系强大的复氧体系，为微生物以及动物提供好

6、氧条件，以促进它们对水体的净化191。至今为止，凤眼莲是公认的去除氮磷效果最佳的可持续发展·SUSTAINABLEDEVELOP植物。张志勇等人采用人工模拟实验表明，风眼莲对氮磷的吸收量与其生物量呈正相关关系，同时也表明凤眼莲的吸收作用在水体氮磷去除中起主要作用”ol。付春平等发现川蔓藻和蓖齿眼子菜2种沉水植物也能通过植物吸收和适时被收割去除水体中的氮磷，防止水体富营养化的发生{】lJ。各种大型水生植物中，挺水植物具有较好的清淤作用，沉水植物能够很好地保证水体的透明度，而这些作用都与水生植物对氮磷的吸收有关。这些植物生长过程中吸收了大量的氮、

7、磷等营养物质，然后将其收割而被运移出水生生态系统以后，大量的营养物质也随之从水体中输出。3问题与展望利用大型水生植物控制水体富营养化需要考虑多种限制因素，在不适合种植大型水生植物的水域(例如深水区)则具有局限性。此外，这种方法周期长，不能在短期内见效，也限制了其应用。不同的水生植物产生的分泌物质有很大差别，对不同种藻类生长的影响差异也很大，因此在不同的水域需要进行细致的前期研究，针对不同的藻类优势种选择合适的水生植物。运用大型水生植物的方法来控制水体富营养化过程中，要注意对大型水生植物的管理，特别是要适时收获大型植物。否则植株可能会脱落和腐烂

8、，造成水体的二次污染。在引入外来物种时，需要非常谨慎，要做好调研和生态风险评估，确保引种植物不会发生泛滥成灾的问题，以免造成生物入侵问题。以热爱祖国为荣以服务人民为