水生植物在水域生态环境修复中应用研究

2021-11-30刘鑫

花卉 2021年8期

刘鑫

（山西桑干河省级自然保护区管理局，山西大同 037006）

0 引言

水域生态环境是全球进行水资源循环的重要环节，是人类生产生活中的重要资源。但是，在当前我国社会城市化与工业化逐渐发展的基础上，对于水资源的使用与污染也逐渐加剧，不仅直接对水体环境造成污染，而且还破坏了水域生态环境。为保证我国生态环境的有序发展，就需要重视水域生态环境的修复，合理利用各种水生植物，增强水域生态环境的自我净化和修复能力。

1 水域生态环境修复

城市化的不断发展导致了我国城市人口的剧增，水资源的使用问题成为当前城市化发展过程中需要重视的主要问题。在使用水资源的过程中可能会造成水域环境的污染与破坏，导致阻碍城市的发展进程，既影响了水生态环境的保护，又影响了人们生活质量的提升。例如：对于生活污水不能及时处理、水域环境被污染、生活生产垃圾被随意堆放，导致水域环境遭到破坏、水域自我净化能力被破坏、随意占用水域环境、水库修建不合理，导致河岸的水量调节能力下降等。

水域生态环境修复指的是通过工程、物理、化学、生物和管理等技术，进行重建、改进、修补、更新、再植等。根据生态学原理，采用有关技术手段对受损、退化或被破坏的水域生态系统进行部分或全部恢复过程。能够起到减缓水生态系统退化，对已经退化的水生态系统进行修复并使其能达到可以接受的且能进行自我调节并稳定发展的状态。在社会公众水域生态环境修复意识逐渐加强的基础上，水域生态环境修复的技术发展水平也在不断提高。水域生态环境的自我调节是进行水域生态环境修复的基础方法，也是最简单的方法。为了提高水生态环境系统的修复能力，最大限度加强对水生态环境的保护，水域生态环境管护机构能通过水生植物的科学种植进行辅助，帮助水域生态环境可持续运转。

2 水生植物对水域生态环境的作用

科学利用水生植物的过程包括对污染后的水域生态环境进行净化，达到调节水域生态环境的作用；对水域生态环境的成分组成进行一定的调节，加强水域生态环境的自我净化能力，为保证水域生态环境的可持续发展奠定基础；减少水环境中氮、磷等微量元素，为水域生态环境的发展减轻压力；尽可能减少污染物对水域生态环境的破坏，对于尚未被污染的区域加大保护力度。同时，水生植物对于水域生态环境的保护方式属于生物防控方式，能在保护生态环境的基础上对社会环境造成最小的污染[1]。

2.1 净化水环境

水生植物成群的生长能有效的保证水生环境的良性循环，在水中种植大量的水生植物是进行水生环境去污的主要方法之一。①水生植物的种植水上部分能使得水面的风速变小，使固体尘埃或者污染物进行沉淀，减少水表面或水上固体污染物的数量，使得水生植物能与水体更加密切的接触，达到降低水环境浑浊程度的作用；②大型的水生植物一般根系较为发达，当水中的污染物经过水生植物根系的时候，就会被根系阻碍、吸附并沉淀。除此之外，水生植物在生长的过程中还会进行呼吸作用，将氧气通过根部进行释放，与水中的沉淀物产生化学反应，提高沉淀物中的可溶性物质含量，加强水生植物对水中物质的吸收能力，达到减少水中沉淀物的作用。

2.2 加强水域生态环境的净化能力

当水生植物的根茎将水中不溶性胶体进行吸附的时候，会使得胶体中的有机质也跟着沉淀下来，为水中的微生物提供了生活的环境。同时，在根茎的影响之下，一些植物的残体也会使水生植物中产生的矿物质被更好地吸收，让一部分植物中所含的矿物质脱离自身循环过程，进入水域生态环境的化学循环过程，提高了水域生环境的自我净化能力。

2.3 减少微量元素

水域生态环境中含有大量的氮、磷等微量元素，会影响水体的质量。但是，水生植物具有一定的吸附水中微量元素的作用，当水生植物正常发展的过程中，可能会吸收水中的微量元素，为自身的发展提供必要的营养成分。水生植物能将水中的无机氮元素进行吸收，再经过自身的循环作用将其转化成有机的蛋白质，并随着对水生植物的收割等从水域生态体系中脱离，达到减轻水环境压力的作用。

3 水生植物在水域生态环境修复中的应用

3.1 水生植物的选择

利用水生植物对水域生态环境进行修复需要重视的环节是保证生物与环境之间的和谐相处，人类是生态环境中的重要环节，并不是独立于生态环境之外的部分[2]。在进行水生植物选择之前，需要了解当地的环境发展特点，尽量选用本地的水生植物进行种植，防止因为外来物种入侵导致的环境生态平衡遭到破坏的现象。同时，不同的水生植物有自己的生活习性，不正确的种植方式以及种植环境可能会导致种植效果不佳，最终造成经济损失的现象。例如：在进行再力花种植的时候，需要确保种植环境温暖、阳关照射充足且土壤呈微碱性。在北方水域生态环境修复时多以种植芦苇为主，种植时也需注意芦苇虽属喜湿性植物，但也不能长期淹水，以免土层缺氧烂根。除此之外，在进行水生植物选择的时候，需要选择根茎比较旺盛以及粗壮的品种，这样的水生植物能在水下净化较多的杂质，达到净化水体的作用。水生植物的根茎、叶片之间都是有一定联系的，只有根茎较为茂盛，叶片才能比较美观，这样的水生植物不仅具有较高的水生态修复能力，还有较好的观赏价值。

3.2 人工湿地

人工湿地是一种综合性的生态系统，指的是用人工建立一个水池或水槽，再在底面铺设隔水层，在隔水层上填充土壤，并种植芦苇等根茎较为发达的水生植物，用于对水体的净化与保护，主要分为表面径流与人工潜流两种[3]。水生植物的种植是建设人工湿地的重要内容，能在湿地系统建设中起到明显的作用。水生植物的根茎能将湿地中过多的营养成分转化成氧气，减少湿地中藻类生物的繁殖，并防止湿地底部泥土中过多的营养物质向水中释放的现象产生，能够起到保护城市水体生态系统平衡的作用。除此之外，在进行湿地植物选择的时候，需要考虑到不同水生植物耐水性、根茎的生长情况、生长规律、耐寒性、吸收微量元素的能力、种植成本等问题，根据实际情况选择不同的水生植物在湿地中进行种植。当前，能够用于人工湿地建设的植物主要有观赏荷花、黄花鸢尾、美人蕉、纸莎草以及灯芯草等。

3.3 植物浮岛

水体富营养化是全球性的水环境问题之一，在我国37 个具有代表性的湖泊中的79.3%存在富养化的问题，其中55.8%为中型营养型、14.7%为营养型、8.8%为重营养型。我国90%以上的水体污染都是由于水中微量元素过多导致的，而水生植物生长的主要条件就是拥有丰富的微量元素，针对这一问题，我国实行植物浮岛技术。

植物浮岛又被称为是人工浮床，是人工浮岛的一种，能利用生态工学的原理对水进行降解，减少水中的化学需氧量、氮元素以及磷元素等，起到净化水资源的作用。植物浮岛以水生植物为主体，利用无土栽培技术，将高分子结构作为载体，充分利用物种之间的共生性质、水体空间生态位以及营养生态位建立起人工的生态系统，减少水资源需要承担的压力。植物浮岛技术的运用能有效的提高水体的透明度，改善水的质量指标，抑制藻类的繁殖。当前，植物浮岛多被用于生态修复城市以及农村的水体污染，也用于城市湿地景区的建设。生态浮岛主要分为干式浮岛以及湿式浮岛两种。干式浮岛指的是植物与水不接触的浮岛建设方式，这种建设方式由于植物与水不能接触，因此，可以种植大型的木本、园艺植物等，能通过不同树种的结合种植，为鸟类构建更好的生存场所，起到美化景观的作用，但是这种景观不能起到净化水生态环境的作用。湿式浮岛指的是与水资源接触的浮岛建设方式，这种建设方式一般会采用纤维强化材料作为主要制作材料，占总体生态浮岛质量的70%。

浮岛技术的使用能通过将植物扎根在水中，吸取水中的微量元素以及矿物质，分解水中的污染物。水生植物的根茎以及浮床在水中能在吸附悬浮物的前提下提供给水中微生物更多的生存空间，同时还能起到美化河流环境的作用。

3.4 水底草坪

水底草坪是水域生态环境进行修复的主要方式之一，指的是在水下培育成长较好的水下植物，在水底构建水下森林，通过这种方式来净化水体，保护水域生态环境。这些水下植物能汲取到水下的营养物质，防止不利于水域生态环境修复的藻类大量繁殖，提高水中含氧量，保证水体更加清澈，为水中生物提供了更好的生活环境。当前常见的水底草坪主要有苦草、金鱼藻、黑藻、光叶眼子菜以及狐尾藻等。