水生植物适应水环境的特点和净化作用

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1、水生植物适应水环境的特点和净化作用林　鸿　吴晓花（武汉市园林科学研究所　430081）　摘要：综述了水生植物适应水环境的特点，在污水处理中的应用及其对水质的净化作用。随着人们对其研究的深入，特别是在工艺选择和净化机理等方面的努力，水生植物必将在水污染控制中发挥更重要的作用，从而更大程度地造福人类。关键词：水生植物；水环境；净化作用　　地球表面积71%被水覆盖，大洋承纳了整个生物圈内97%的水体，极地冰固化了生物圈内2%的水体，只有不到1%的水体以淡水形态存在于江、河、湖泊中，这也是我们人类和其他生物赖以生存的基础。但是，随着工业化的进程和人

2、类数量的不断增加，生态环境不断受到破坏，水污染日趋严重，我国90%以上的公园水体都遭到不同程度的污染，化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总氮（TN）、总磷（TP）和非离子氨等指标，大多超过国家地面水环境质量四类标准[1]。水体污染问题受到了广泛的关注，学者对如何预防和治理水体污染做了大量的研究[2~4]。在污水处理中，传统污染水处理方法如生化二级处理法，工艺成熟，处理效果理想，但建造、运行、管理费用过高；化学法（如加入硫酸铜等）和换水法处理污水，虽然均有一定效果，但化学法易产生二次污染，换水法不够方便、经济，且仅适宜于小型水体。为

3、了寻找高效低耗的水污染处理技术，20世纪70年代，水生植物开始受到人们的关注。水生植物不仅具有较高的观赏价值，还能主动吸收水体中的养分物质，对富营养化水体可起到净化作用。为此，笔者就水生植物适应水环境的特点，对水质的净化作用和机理进行了概括和分析，为科技工作者治理水体污染提供一些理论与依据。１　水生植物在污水处理中的应用及其适应水环境的特点凡生长在水中或湿土壤中的植物，以大型的草本植物为主，包括水生、湿生和沼生植物，通称为水生植物（hydrophyte）[5]。水生植物可分3种生活型，这3种类型的水生植物在污水处理系统中存在一些不同方式（详

4、见表1）。水生植物生活在温度变化平缓，光照强度弱，氧含量少的过量水环境中，与陆地环境迥然不同。水生植物之所以能适应水环境是因为其在长期的演化过程中，从植物体各器官的形态、结构到生长、繁殖等生理机能，都表现出了对水环境的高度适应[6]。1.1　独特的叶片结构能适应弱光的条件水环境里光线微弱，然而水生植物光合性能并不亚于陆生植物。原来，水生植物的叶片通常薄而柔软，有的叶片细裂如丝呈线状，如金鱼藻；有的呈带状，如芳草。水车前的叶子宽大、薄而透明。叶绿体除了分布在叶肉细胞里，还分布在表皮细胞内，最有趣的是叶绿体能随着原生质的流动而流向迎光面。这使水

5、生植物能更有效地利用水中的微弱光。黑藻和狐尾藻等沉水植物，它们的栅栏组织不发达，通常只有一层细胞，由于深水层光质的变化，体内褐色素增加呈墨绿色，可以增强对水中短波光的吸收。漂浮植物，浮叶的上表面能接受阳光，栅栏组织发育充分，可由5~6层细胞组成。挺水植物的叶肉分化则更接近于陆生植物。１．２　通气结构能适应缺氧的条件水中氧气缺乏，含氧量不足空气中的1/20，水生植物要寻找和保证空气的供应，因此那些漂浮或挺水植物具有直通大气的通道。如莲藕，空气中的氧从气孔进入叶片，再沿着叶柄那四通八达的通气组织向地下根部扩散，以保证水中各部分器官的正常呼吸和代

6、谢的需要，这种通气系统属于开放型。沉水植物金鱼藻的通气系统则属于封闭型，其体内既可贮存自身呼吸所释放的二氧化碳，以供光合作用时的需要，同时又能将光合作用所释放的氧贮存起来满足呼吸时的需要。１．３　输导组织的退化水生植物很容易得到水分，因而其输导组织都表现出不同程度的退化，特别是木质部更为突出。沉水植物木质部上留下一个空腔，被韧皮部包围着。浮水植物的维管束也相当退化。１．４　发达的气囊组织在池塘和湖泊中，常可见到各种浮水植物安静地漂浮于水面。它们借助于增加浮力的结构，使叶片浮于水面接受阳光和空气。如水葫芦，它的叶柄基部中空膨大，变成很大的气囊

7、。菱叶的叶柄基部也有这种大气囊。当菱花凋落的时候，水底下就开始结出沉沉的菱角。这些菱角本来会使全株植物没入水中，可是就在这个时候，叶柄上长出了浮囊，这就使植物摆脱了没顶的危胁。而且，水越深，叶柄上的浮囊也就越大。千姿百态的水生植物，在长期进化的过程中，形成了许多与水环境相适应的形态结构，从而繁衍不息，在整个植物类群中，占据一定的位置。2　水生植物对水质的净化作用2.1　具净化作用的水生植物我国利用水生植物净化水质的研究始于70年代中期，包括静态条件下单一物种及多种植物配植对污染物浓度较高污水的净化作用，及动态方法研究水生植物对污水处理效果[

8、7]。近30年来，对东湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保立湖、鸭儿湖、白洋淀等浅水湖泊的富营养化控制和湿地生态系统恢复的大量研究证明[8~10]，水生植物可以吸收、富集水中的营养物质