摘 要 近年来，我国持续实施生态保护战略，社会大众对生态环境的关注度也有了极大提升。湿地生态系统对生态环境、生态功能有较强的调节能力，在环境保护中有显著的调节优势。为了发挥人工湿地生态系统良好的生态功能，必须做好湿地植物的合理运用。为了给湿地自然保护区工作提供一定的理论指导，在概述人工湿地主要类型及其优缺点的基础上，结合烟台福山银湖省级湿地自然保护区实际，分析人工湿地中植物的配置及其在生态功能修复中的作用，并阐述人工湿地中湿地植物配置原则，包括适应性原则、多样性原则、体积原则、功能互补原则、长期监测原则及生态风险评估原则。

关键词 人工湿地；生态功能修复；植物配置；烟台福山银湖省级湿地自然保护区

中图分类号：X171.4；X173 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.17.005

湿地有着调节生态环境的功能，被譽为“地球之肾”。人工湿地是基于生态学原理，通过对自然湿地生态系统的模拟，以人工方式创建出来的生态工程，其中组合了微生物、基质与植被等，最终形成一个独特的综合生态体系，以实现对污水、污泥的有效处理[1]。相较于自然湿地中的物质循环，人工湿地是在表层有效控制污染物质，并在其流动过程中充分利用土壤、植物和基质的氧化、沉淀、分解及过滤等作用拦截和净化污水、污泥，进而充分发挥植物资源的再生潜力，实现对生态环境的保持与生态功能的修复。人工湿地是一种有效的新型污水处理技术，在工业化发展进程中，我国湿地生态环境受到了一定破坏，为了恢复其生态功能，势必要借助湿地植物的作用，通过人工湿地的协助，实现湿地生态系统的可持续发展。

1  人工湿地主要类型及其优缺点

根据径流的方向不同，人工湿地可分为表流湿地、水平潜流湿地和垂直潜流湿地3种类型，其优缺点与具体适用要求见表1。

2  人工湿地中植物的配置及修复作用

福山银湖省级湿地自然保护区（下文简称银湖保护区）位于山东省烟台市福山区，是当地重要的湿地生态系统，占地面积较大，拥有丰富的湿地生物资源和生态环境类型，主要目标是保护湿地生物多样性，维护湿地生态系统的完整性和稳定性。银湖保护区具有重要的生态功能和资源价值，是许多鸟类、鱼类、植物及其他生物的栖息地，为它们提供了繁殖、觅食的场所，这里的湿地环境对于水资源净化和保持水质稳定也起着重要作用，其中的湖泊、河流、沼泽和湿地植被形成了一个复杂的生态网络，维持着生态平衡和生物多样性。

2.1  湿地植物的类型

湿地植物是指在湿地生态系统中生长的各种植物，是湿地生态系统的重要组成部分，多种多样的植物既可以保护生物多样性，又能为其他植物和微生物的生长繁殖提供适宜的场所，维持和保障整个生态系统的稳定性。

银湖保护区拥有丰富的湿地植物资源，常见的植物类型包括以下5种。1）芦苇类植物。芦苇类植物是湿地中常见的植物，具有较强的适应能力和吸收水分的能力，如香蒲。2）莲藕类植物。莲藕类植物喜欢在水中生长，花朵和叶片姿态优美，观赏价值高，如荷花。3）羊草类植物。羊草类植物是比较常见的湿地植物，能够适应湿润的环境并具有较强的抗逆性，如羊草、鸭嘴草。4）水生植物。水生植物在水中生长，能够吸收水中的养分，为水中生物提供氧气，防止水体富营养化，如水葱、水蕹菜、水芹。5）水生藻类。水生藻类是湿地中重要的初级生产者，对水体的净化和氧气的产生起着重要作用，如绿藻、蓝藻。

2.2  湿地植物的配置

在湿地生态系统植物配置时，主要是结合植物自身的形态与特征等进行搭配，确保植物各个时期都可以互为补充，保证景观效果。在植物配置时，既要突出植物个体的特性，还应注意植物整体搭配和谐[2]。在配置湿地生态系统植物的过程中，强调基于对自然湿地生态系统中植物景观的模仿选择适宜的植物种类。在构建景观时，并不特意强调对称情况，而是注重不同植物间的自然与和谐之美，在视觉上体现出植物与植物之间、植物与环境之间的和谐。

与国外相比，我国在湿地植物配置上的理论研究起步较晚，主要关注点在于湿地植物的生态修复功能，如灯心草有着较好的治理污染的能力，慈姑与茭白在污水处理方面有较大优势，但实际上这些植物只占到全球湿地植物总量的1%[3]。随着研究的深入，结合银湖保护区的实际情况，湿地植物配置建议如下。1）增加芦苇类植物。芦苇类植物是湿地生态系统中重要的组成部分，不仅能够提供生境和食物，还具有净化水质的功能，因此，可以适度种植芦苇类植物，促进湿地生态系统的健康发展。2）保护和扩大莲藕类植物种群。莲藕类植物是湿地中代表性植物之一，具有较高的生态功能和景观价值，建议保护现有的莲藕类植物种群，同时适度扩大其种植面积，以增加湿地的美观性。3）引入多样化的水生植物。为了提高湿地的生物多样性，建议引入多样化的水生植物，如千屈菜、泽泻等。4）控制水生藻类的生长。虽然水生藻类对水体净化和氧气产生起着重要作用，但过度生长的藻类易导致水体缺氧，底层水生生物大面积死亡，最终引起水质变差。因此，建议采取相应的措施，维持水体的健康状态。

2.3  湿地植物的净化效果

植物是人工湿地的核心。湿地植物的生态功能修复作用是借助自身的新陈代谢和土壤、微生物等的协同作用，降低水体内有机与无机污染物的含量，增强人工湿地系统内的水力传输，进而实现人工湿地系统良性的自我净化、自我修复和自我循环。

湿地植物可借助自身的新陈代谢吸收一定量的有害物质，再经由一系列生理生化作用，转换成植物生长所必需的营养物质。但植物修复作用也存在一定的局限性，一些湿地植物只会对特定的污染起到修复效果，具体如表2所示。

现阶段，芦苇、菹草、美人蕉、香蒲等有较强修复作用的湿地植物已经被运用到人工湿地中，用以修复生态功能，且其对各类污染水体的处理效果备受认可。以芦苇为例，其在人工湿地中的生态功能修复作用体现在以下4个方面。1）水质净化。芦苇的根系吸收和转化污染物的能力较强，可以吸收水中的营养盐和有机物质，降低水体富营养化的程度，还能吸附和过滤水中的悬浮物、重金属等有害物质，起到物理和化学净化水体的作用。2）水位调节。芦苇的根系能够提升湿地的持水能力，吸收和蓄存大量的水分，降低地下水位和延缓地表径流速度，阻挡水流，减缓水位上升，保持湿地适宜的水量，维持湿地生态系统的稳定状态[4]。3）土壤保持。芦苇的茎秆和根系可以固定土壤颗粒，增加土壤的抗侵蚀性，减少水土流失和土壤侵蚀，芦苇密集的根系网络构成了天然的土壤保护层，能有效防止水流冲刷土壤，保护土壤资源。

4）生物多样性维护。芦苇能为鸟类、昆虫、鱼类和多种野生动物等湿地生物提供栖息地和食物资源，为保护湿地生态系统中的物种多样性提供了重要基础，维持了湿地生态系统的平衡和稳定。

除此之外，相当多的研究的焦点转向了木本植物。和草本植物比较，木本植物的生长速度虽然慢，但是其根系更深、生物量更多，无论是输氧速率还是新陈代谢速度都更快，在人工湿地中可发挥出更大的生态功能修复作用。例如夹竹桃是一种常见的木本植物，能通过根系释放的物质改变水体的pH值，进一步净化水质；同时，其根系能够增加土壤的稳定性，有助于保护湿地的土壤资源[5]。

在当前实际运行的人工湿地中，更多地强调对湿地景观的修复和湿地水质的改善，在保留场地原本种植经济树种的同时进行景观区划，引入不同类型的湿地植被群落，打造出以多植被类型为中心的生态景观，其中杭州西溪湿地是我国生态湿地景观修复的成功典范[6]。

伴随人类活动的干扰、自然环境的变化、水体富营养化程度的加深，湿地生态系统的结构及功能会不断发生改变，在今后对湿地植物生态功能修复的研究中，可以聚焦于修复机理和效应，不仅能够为人工湿地技术的发展提供有力的理论支持，还可以促进湿地植物生态功能修复走向产业化、规模化。

3  人工湿地中植物的配置方案优化原则

1）适应性原则。选择适应当地气候、土壤和水质条件的湿地植物，不同植物对环境条件的要求不同，选择适应性强的植物能够提高生态功能发挥效果。2）多样性原则。配置具有不同生态特征和功能的湿地植物，多样化的湿地植物组合能够提供更多的生境和资源，提升湿地生态系统的稳定性和抗干扰能力。3）体积合理原则。植物的体积和密度直接影响其在湿地中的生态功能修复效果，过高或过低的密度都易影响湿地植物的生长和生态功能，因此要根据湿地面积和水深，合理配置湿地植物的数量和密度。

4）功能互补原则。不同湿地植物具有不同的生态功能，如水质净化、水位调节、土壤保持等，配置具有不同生态功能的湿地植物，可以提高湿地生态系统的综合修复效果。5）长期监测原则。配置湿地植物后，需要进行长期监测和评估，了解植物的生长状况和生态效果，以便及时调整植物配置方案，确保湿地植物的生态功能得到充分发挥。6）生态风险评估原则。在配置湿地植物时，需要对引入的植物进行生态风险评估，评估其对当地自然生态系统的潜在影响。避免引入具有入侵性的植物，以免对当地生物多样性和生态平衡造成负面影响。

4  结语

人工湿地是一种重要的湿地修复手段，通过合理配置湿地植物，可实现湿地生态功能的修复和改善。湿地植物在水质净化、水位调节、土壤保持和生物多样性维护等方面发挥着重要作用，通过科学配置湿地植物，最大限度发挥人工湿地的生态功能，实现湿地生态系统的可持续发展。因此，深入研究和应用湿地植物配置方案，不仅能为烟台福山银湖省级湿地自然保护区人工湿地的设计和管理提供重要的科学依据，还能为保护和恢复湿地生态系统做出巨大贡献。

参考文献：

[1] 刘文治，张才芳，蔡苗苗，等.湿地生态系统脱氮过程的植物调控机制[J].人民长江，2023，54（1）：53-61.

[2] 卢丹.不同植物类型及高度对生态湿地水流特性影响的模拟试验[J].水利技术监督，2023（5）：210-212.

[3] 张旭，刘佳，許兵，等.添加生态型植物碳源对人工湿地脱氮除磷效果的研究[J].安全与环境工程，2022，29（2）：199-204.

[4] 刘德荣，吴澜，刘兰，等.湖北省湿地植物多样性调查与生态修复策略研究[J].林业调查规划，2022，47（6）：76-81.

[5] 何蕾.湿地植物对人工湿地生态修复作用研究[J].智慧农业导刊，2022，2（21）：40-42.

[6] 赵美儒，黄婷，冯少平，等.乡土植物在滨海湿地生态修复中的应用[J].南方农业，2022，16（16）：75-78.

（责任编辑：刘宁宁  丁志祥）

收稿日期：2023-06-11

作者简介：杨汶华（1981—），女，山东烟台人，本科，工程师，研究方向为湿地资源保护与管理。E-mail：ytfsbb@163.com。