沉水植物与富营养化水体恢复的关系研究

沉水植物与富营养化水体恢复的关系研究肖淑燕（江西省九江市园林管理局，江西九江３３２０００）摘要：阐述了沉水植物在富营养化水体生态恢复中维护生态的完整性和稳定性、净化水质的生态功能和作用，探讨了沉水植物对水体水质的影响，并介绍了受损水体沉水植被的生态恢复方法，展望了沉水植物在富营养化水体处理中的应用前景。关键词：沉水植物；富营养化；生态恢复收稿日期：２０１４－０８－０３作者简介：肖淑燕（１９８６—），女，江西吉安人，硕士，助理工程师，主要从事园林绿化工作。中图分类号：Ｘ５２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－９９４４（２０１４）０９－００１９－０３１引言目前，中国湖泊污染情况严重，部分湖泊甚至成为纳污水体［１］。尽管已有大量针对湖泊富营养化现状及产生的原因开展研究，但仍未有效控制我国湖泊富营养化加强的趋势。在各种工程治理措施未能取得良好和持续的效果情况下，水生植物以其较好的净化效果、良好的经济效益、简单易行和有利于重建和修复水生生态系统等特点，已得到了研究人员的关注和重视，并已被逐步用于富营养化水体修复的研究和实践中［２］。沉水植物是指植物体（根茎叶）全部浸没于水层下生存的完全和典型的水生植物，部分沉水植物仅在开花时露出水面。沉水植物的根有时不发达或完全退化，沉水植物的各部分都可吸收水分和养料，通气组织特别发达，有利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。常见的沉水植物有苦草、马来眼子菜、伊乐藻、金鱼藻、黑藻、石龙尾等。沉水植物作为水生植物的重要组成部分，在水生生态系统中发挥着重要的初级生产者的作用。当沉水植物在水体生态系统中生长丰富时，其所在水体环境可表现为水质清澈、溶解氧高、藻类少、生物多样性高等特点。因此，富营养化水体中沉水植物的恢复与重建已成为水生环境生态学研究的重要内容［３］。本文对相关文献资料进行综述，探讨了沉水植物的生态环境功能及其在富营养化水体生态恢复中的关系，旨在为富营养化水体的生态恢复提供科学依据。２沉水植物在水体生态系统中的功能２．１影响水体流速和含沙量沉水植物通过其自身的弹性扭曲而影响水流速度，进而留住和去除水体中的颗粒物。但沉水植物本身也会因其扭曲限度限制，对水体流动速度的减缓和影响有一个极限。沉水植物对流速的影响力通常与其自身的植株高度成正比［４］。沉水植物可减少水体含沙量，有研究表明在夏秋季与冬春季沉水植物恢复后，水体平均含沙量较自然条件下分别降低了１１．１１％和１１．１５％［５］。２．２维持水体生物多样性沉水植物可有效提高空间生态位，优化水体水下光照和溶解氧含量等因素，可为复杂的食物链提供栖息场所、食物和其他环境必备条件，也间接地促进了肉食食物链，是维持水体生物多样性的基础［６］。沉水植物的衰败或消亡，将导致水体中浮游藻类大量繁殖，使浮游动物、底栖动物乃至鱼类等水生动物群落结构趋于简单化，使得水体系统的生物多样性降低。有研究发现，水草（沉水植物）丰富的东太湖底栖硅藻、底栖动物种类与数量和价值高的经济鱼类种类与数量均较水草受破坏的西太湖多［７］。沉水植物表面还伴生有大量藻类、原生动物和螺类等，一旦沉水植物消失，将使得水体生物群落结构发生改变，导致食物链缩短，将严重影响水体生物群落结构［８］。２．３改善水体环境沉水植物的生长和分布受水体环境的光强、水温和矿物营养元素等环境因子影响较大。沉水植物的光补偿点决定其在水下可分布的最大深度、光合产量及竞争能力［９］。正是由于这种特征，在所有水生植物中，沉水植物具有较强的水体净化能力。为适应水体环境中的生长，沉水植物的茎和叶都与根一样具有较强的吸收作用，且皮层细胞含有叶绿素，能够进行光合作用。正是由于沉水植物的这些特征和结构，其对水体中富营养物质和重金属的吸收都有很强的能力［７］。研究表明：一般情况下，沉水植物体内的氮含量为１３ｍｇ／ｇ，磷含量为３ｍｇ／ｇ以上，以一个面积为３０ｋｍ２的中型湖泊为例，如果植物生物量平均为５００ｇ／ｍ２ＤＷ，那么沉水植物可固定的氮为１９５ｔ，磷为４５ｔ，另外，沉水植物还具有过量吸收营养元素的能力［１０］，这一显著的特征可有效改善水体环境，修复水体富营养化。３沉水植物对水体水质的影响３．１透明度沉水植物通过吸附和吸收水体中生物性和非生物性悬浮物，从而提高水体透明度，这是沉水植物对水体环境优化的最显著的表现。９１２０１４年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｒｅｅｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第９期沈耀良等［１１］研究表明，随着沉水植物对氮、磷等营养盐的吸收，水体浊度有明显的改善效果，３种沉水植物对提高水体透明度的净化能力表现为：伊乐藻效果最好、苦草次之、金鱼藻相对较差。这说明，沉水植物伊乐藻不仅生长速度快，而且具有良好的吸附和吸收水体中悬浮物质的能力。３．２溶解氧（ＤＯ）挺水植物、浮水植物和沉水植物这３种典型的水生植物中，挺水植物产生的氧