【正文】 erican Benthological Society，2000，19(4)：633～647　　54 Jeppesen E，Jensen J P，Sondergaard M，et control in freshwater lakes：The role of nutrient state，submerged macrophytes and water ，1997，34（2）：151～164水生植物在人工濕地廢水凈化中的應(yīng)用研究網(wǎng)友評(píng)論[進(jìn)入論壇]【導(dǎo)讀】水生植物不僅是營(yíng)造水體景觀不可或缺的要素，而且在人工濕地廢水凈化過程中起重要作用。ShunRenJing(2001)就認(rèn)為濕地的凈化能力主要是由濕地中植物的生長(zhǎng)情況決定的。時(shí)間:20071114 編輯:EVA 來源:城市規(guī)劃網(wǎng) 【投稿】【糾錯(cuò)】【字號(hào)：大 中 小】【關(guān)閉】 1．引言 水生植物不僅是營(yíng)造水體景觀不可或缺的要素，而且在人工濕地廢水凈化過程中起重要作用。ShunRenJing(2001)就認(rèn)為濕地的凈化能力主要是由濕地中植物的生長(zhǎng)情況決定的。在人工濕地凈化廢水過程中，水生植物作用可以歸納為三個(gè)重要的方面：（1）直接吸收利用污水中可利用態(tài)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、吸附和富集重金屬和一些有毒有害物質(zhì)；（2）為根區(qū)好氧微生物輸送氧氣；（3）增強(qiáng)和維持介質(zhì)的水力傳輸（成水平等，2002）。此外，有些水生植物具有美觀可欣賞性，能改善周圍景觀，從而體現(xiàn)出人工濕地的生態(tài)美學(xué)價(jià)值；有些水生植物具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，如選擇綠化用的苗木、花卉等作為濕地植物，這就能使人工濕地在凈化廢水的同時(shí)，體現(xiàn)出它一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 水生植物根據(jù)其生態(tài)型可分為挺水植物、浮葉和漂浮植物、沉水植物三大類。研究和實(shí)踐上常用的濕地植物是挺水植物，如蘆葦（Phragmitesmunis）、香蒲（Typhalstifolia）、燈心草（Juncuseffusus）、菖蒲（Acoruscalamus）、水蔥（Scirpusvalidus）等等。北卡羅來納州的豬場(chǎng)廢水處理主要以蘆葦構(gòu)建植被；丹麥、印度的人工濕地主要用蘆葦和寬葉香蒲；1989年以來，捷克所建人工濕地多數(shù)用蘆葦作植被；在我國(guó)，廖新悌等（2002）利用風(fēng)車草（Cyperusalternifolius）和香根草（Vetiveriazizanioides）人工濕地來處理豬場(chǎng)廢水，對(duì)廢水氮和磷有不同程度的凈化效果。袁東海等(2004)研究了石菖蒲、燈芯草和蝴蝶蘭花3種植被類型的人工濕地來凈化生活污水，觀察它們對(duì)COD和總氮的去除效果。結(jié)果表明，石菖蒲植被人工濕地凈化效果最好；其次為燈芯草植被人工濕地，再次為蝴蝶蘭花植被人工濕地。 挺水植物通過對(duì)水流的阻尼和減小風(fēng)浪擾動(dòng)使懸浮物質(zhì)沉降，并通過與其共生的生物群落相互作用，發(fā)揮凈化水質(zhì)的功能。它主要吸取深部底泥中而不是水中的營(yíng)養(yǎng)鹽，但是同時(shí)它的殘?bào)w往往滯留水底，礦化分解后會(huì)污染水體，因此在人工濕地管理過程中應(yīng)及時(shí)收割。PerAnders等（2004）提出把蘆葦?shù)厣喜糠衷陴B(yǎng)分含量最高的夏季進(jìn)行收割，收獲部分用以發(fā)酵沼氣。 然而在人工濕地中通過吸收移走養(yǎng)分的能力方面，挺水植物被普遍認(rèn)為不如浮葉和漂浮植物，因?yàn)楹笳咄袠O快的繁殖速度，且根系直接從水體中吸收養(yǎng)分與元素，并對(duì)懸浮顆粒產(chǎn)生過濾與吸附效果。十幾年來研究結(jié)果也表明，一些浮葉和漂浮植物如水葫蘆(Erichhorniacrassipes)、水花生(Alternantheraphiloxeroides)、石蓮花(Hydrocotyleumbellata)、浮萍(Lemnaspp.)有很強(qiáng)的耐污能力，特別是凈化富營(yíng)養(yǎng)化廢水，有較好的凈化效果。在這些水生植物中，很多學(xué)者對(duì)水葫蘆在實(shí)驗(yàn)室和野外進(jìn)行了大量的研究，認(rèn)為水葫蘆能在很大程度上去除廢水中的有機(jī)物(ReddyandSmith,1987)，而且它具有驚人的繁殖速度，在適宜條件下,每5天可繁殖一新植株,也能以開花結(jié)實(shí)產(chǎn)生種子而進(jìn)行有性繁殖（吳丹等，2001）。龐金華等（1997）研究認(rèn)為，水葫蘆和水花生在有機(jī)廢水中正常生長(zhǎng)的上限COD高達(dá)1000mg/L。 沉水植物和湖底水生植被的存在可阻止上層水體動(dòng)力擾亂濕地底部，有效地遏制底泥營(yíng)養(yǎng)鹽向水體釋放。沉水植物是決定水體磷營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的重要因素，例如菹草(Potamogetoncrispus)兼具保持與釋放磷營(yíng)養(yǎng)的雙重作用。印度靜水濕地中菹草的磷營(yíng)養(yǎng)分別來自水體和沉積物；丹麥溪流中包括菹草在內(nèi)的四種沉水植物僅靠葉片的攝取即可滿足對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的需求(MadsenandCedergreen,2002)。同時(shí)沉水植物通過與浮游植物競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分、植化相克等作用抑制浮游植物的生長(zhǎng)（種云霄等，2002）。一般水生植物能吸附、富集一些有毒有害物質(zhì)，如重金屬鉛、汞、砷、鉻、鎘、鎳、銅等，其吸收積累能力為沉水植物漂浮植物挺水植物（吳建強(qiáng)等，2005）。 現(xiàn)階段我們的研究主要是應(yīng)用人工濕地生態(tài)工程處理養(yǎng)鴨場(chǎng)極富營(yíng)養(yǎng)化水體，而水生植物是濕地發(fā)揮功能的主要因素，因此我們通過篩選水生植物來優(yōu)化濕地的凈化功能。本研究以浙江省德清縣利虹禽業(yè)有限公司的蛋鴨養(yǎng)殖場(chǎng)為基地，它是浙江省較大的蛋鴨養(yǎng)殖場(chǎng)，占地面積達(dá)53360m2，其中水面面積為13340m2，全年飼養(yǎng)蛋鴨、種鴨10萬只。但大量鴨糞排入到鴨放養(yǎng)池中，使鴨池中的水極度富營(yíng)養(yǎng)化，這嚴(yán)重影響了鴨子的健康、蛋鴨的產(chǎn)蛋率及蛋的品質(zhì)。特別是高溫季節(jié)，排水量增加，過多過肥的池水又造成了水田肥害，河水的富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)安全構(gòu)成極大的威脅。 從鴨場(chǎng)排出的廢水不像工業(yè)廢水或其它廢水含有重金屬和一些有毒有害物質(zhì)，它主要是富含N、P的富營(yíng)養(yǎng)化水體，完全可以進(jìn)行回收利用。2005年8月，我們?cè)谠摰傍嗮B(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)建立了面積為667m2的人工濕地，以水葫蘆作為主要植物凈化畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水的一級(jí)處理，對(duì)其凈化畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水的效果和機(jī)理也進(jìn)行了初步的探索。水葫蘆除了具有繁殖速度快、耐污能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)等特點(diǎn)外，還可以作為畜禽良好的青飼料。通過定期收獲濕地中的水葫蘆把它作為鴨子的青飼料，不但進(jìn)一步加強(qiáng)了濕地的凈化能力，而且實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用。 水生濕地植物往往是熱帶或亞熱帶植物，大多在寒冷的環(huán)境條件下不能生存或生長(zhǎng)不好，這樣人工濕地的去污能力就會(huì)下降甚至消失。所以在濕地植物的選擇中，除了考慮其耐污能力強(qiáng)、凈化能力強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快和根系發(fā)達(dá)等因素外，還應(yīng)該注意其耐寒能力。在浙江水葫蘆一般在夏秋季節(jié)生長(zhǎng)旺盛，而在冬春季節(jié)由于氣溫太低而不能生長(zhǎng)，因此在冬春季節(jié)我們主要運(yùn)用耐寒能力較強(qiáng)的黃菖蒲(Irispseudocorus)作為主要濕地植物。 但是我們發(fā)現(xiàn)人工濕地凈化廢水的能力是有限的，廢水經(jīng)濕地凈化后，其有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量仍然較高。因此在以后的研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)運(yùn)用多級(jí)人工濕地來凈化鴨場(chǎng)養(yǎng)殖廢水（見圖1）。把水葫蘆黃菖蒲人工濕地作為廢水的一級(jí)處理，把經(jīng)一級(jí)凈化的水排入魚塘，進(jìn)行二級(jí)處理，在三級(jí)處理中主要種植一些水生經(jīng)濟(jì)植物，如茭白(Zinanialatifoliaturcz.)、慈姑(Sagittariatrifolia)等，經(jīng)三級(jí)處理后的水可以用來灌溉水稻田，最后將凈化后的水經(jīng)過河道返回鴨場(chǎng)。 鴨場(chǎng)的廢水氮磷含量非常高，因此水葫蘆的生長(zhǎng)極其迅速，其覆蓋面積在四十天后就增加了一倍，對(duì)氮磷的去除率都在30%左右。相比之下，黃菖蒲的生長(zhǎng)速度與凈化功能都不及水葫蘆，當(dāng)然這與氣溫等條件都有一定的關(guān)系?？傊?，關(guān)于人工濕地水生植物的篩選問題還需要我們長(zhǎng)期深入的研究。 利用水生植物凈化廢水具有成本低，易推廣應(yīng)用，并具景觀美化等功能，因此，隨著研究的深入和技術(shù)的集成與組裝，水生植物在凈化廢水中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣。 參考文獻(xiàn)： Madsen Tom Vindbaek, Cedergreen Nina, 2002. Sources of nutrients to rooted submergedmacrophytes growing in a nutrient—rich stream[J]. Freshwater Biology, 47(2): 283291. PerAnders H., Hans F.. Use of summer harvested mon reed (phragmites australis) as nutrient source for organic crop production in Sweden[J]. Agriculture, Ecosystems amp。 Environment, 2004,102(3): 365375. Reddy, ., Smith, . (Eds.), 1987. Aquatic Plants for Water Treatment and Resource Recovery. Magnolia Publishing Inc., Orlando, FL, p. 1032. ShunRen Jing, YinFeng Lin, DerYuan Lee, TzeWen Wang, removal from polluted river water by using constructed wetlands[J]. Bioresource Technology, 76 (2001): 131–135. 成水平,吳振斌,況琪軍,[J].湖泊科學(xué),14(12):179184. 廖新悌,駱世明,[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),13(6):719–722. 龐金華,沈瑞芝,程平,[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),16(5):209213. 吳丹,望志方,馮利,[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),24(增刊):35–37. 吳建強(qiáng),阮曉紅,王雪,[J].水資源保護(hù),21(1):16. 袁東海,任全進(jìn),高士祥,張洪,尹大強(qiáng),王連生,、總氮效果比較[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),15(12):23372341. 種云霄,胡洪營(yíng),錢易,[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,4(2):3640. 作者簡(jiǎn)介：盧劍波，1963年生，浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所副教授，生態(tài)學(xué)博士，碩士生導(dǎo)師,主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)、景觀生態(tài)和水生生態(tài)的研究與教學(xué)。目前承擔(dān)的主要科研項(xiàng)目為聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的水葫蘆的綜合控制與利用和國(guó)家自然科學(xué)基金的千島湖多樣性研究。在《AgriculturalSystems》、《JournalofSustainableAgriculture》、《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》、《生物多樣性》等國(guó)內(nèi)外著名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文30余篇，出版教材和著作6部。水生植物凈化作用的應(yīng)用研究蔣燕1，廖嶸2（四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)園藝學(xué)院 四川雅安 625014）摘要：文章首先闡釋了水生植物的概念，回顧了其應(yīng)用簡(jiǎn)史，并從生態(tài)學(xué)角度，簡(jiǎn)要分析了水生植物的凈化作用及機(jī)理，提出了相應(yīng)的治理對(duì)策，最后就水生生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的維護(hù)提出了一些看法。關(guān)鍵詞：水生植物；凈化作用；應(yīng)用在園林觀賞植物這樣一個(gè)龐大的植物分支里，水生植物一直充當(dāng)著極其重要的角色。無論是古典園林還是現(xiàn)代園林，也不管是西方園林還是東方園林，水景一直是造園中不可欠缺的景觀要素。而水景的表現(xiàn)，也無一例外地常常和園林的另一景觀要素——植物聯(lián)系在一起。無論是動(dòng)態(tài)水景，還是靜態(tài)水景，都離不開花木來創(chuàng)造意境。充分利用水生植物，可以創(chuàng)造宜人而又舒適的景觀，增加景觀的多樣性，豐富園林空間[2]。1 水生植物的概述 概念對(duì)水生植物的定義有很多，主要列舉了下面三種。余樹勛等對(duì)水生植物的定義是“生長(zhǎng)在淡水深處的土壤中或自然漂浮在水中的植物，有時(shí)包括沼澤中出現(xiàn)的植物。有整個(gè)植物在水中，根在水底土中的如水落(Aponogeton)。一部分葉片在水中，一部分漂浮在水面的如眼子菜(Potamogeton )。全部在水面的，如睡蓮(Nymphaea)。整個(gè)植物體不入土壤而漂浮水中的如鳳眼蓮(Eichhornia)等”[4]。但也有人將水生植物分為挺水植物(挺水花卉)、浮葉和漂浮植物(浮葉花卉)、沉水植物(觀賞水草)、海生植物(紅樹林)以及沿岸耐濕的喬灌木等濱水植物[3]。本文比較贊同下面的觀點(diǎn)：凡生長(zhǎng)在水中或濕地土壤中的植物，以大型的草本植物為主，包括水生、濕生和沼生植物”[13]。 應(yīng)用簡(jiǎn)史我國(guó)水生花卉的栽培有著悠久的歷史，蓮在我國(guó)出土文物中，至少有7000年的歷史。《詩(shī)經(jīng)》云:“彼澤之陜，有蒲有荷”。這是我國(guó)最早有關(guān)荷花與蒲草在相同的生態(tài)環(huán)境下生長(zhǎng)的記載。約在2500年前吳王夫差為寵妃西施欣賞荷花，特在太湖之濱的靈巖山離宮修“玩花池”，是栽荷供觀賞的最早實(shí)例[4].據(jù)《史記孝武本紀(jì)》、《三輔黃圖》載：漢武帝太初元年(公元前104年)修建章宮，鑿“太液池”，植蓮、菱等水生植物，制備的游船，有仿江南采蓮的“越女舟”，這可能是較早在人工水景中蕩舟觀荷的文字記錄。明末計(jì)成撰寫的《園冶》中結(jié)合水生植物的水景景趣也散見全書?！鞍滋O紅寥，鷗盟同結(jié)磯邊”(《園冶》)：“堤灣宜柳”(《城市地》)；“鑿水為滌，書堤種柳”(《村莊地》)；溪灣柳間栽桃(《郊野地》)；“深柳疏蘆之際略成小筑，足征大觀也”?！斑b遙十里荷風(fēng)，遞香幽室”[14]清陳淏子《花鏡》(1688)中對(duì)荷花、芡、慈姑、菖蒲、玉替花、雨久花、菱、甌蘭(溪蓀)等水生植物己有詳細(xì)的記載。在我國(guó)石菖蒲屬植物栽培和應(yīng)用的歷史頗早，在《左傳》和《詩(shī)經(jīng)》中已有記載，早期多為藥用，后來觀賞栽培逐漸發(fā)展起來。南宋陸游(11251210年)有菖蒲詩(shī)，說明已用于盆景栽植。1978年以來，隨著水生花卉業(yè)和生態(tài)觀光農(nóng)業(yè)的發(fā)展，菰(Zizainacaduciflora )、香蒲、石菖蒲、水芹、芡等已逐步成為廣泛應(yīng)用的園林水景綠化觀賞植物和濕地景觀綠化的重