水生植物對人工濕地水生態恢復的影響研究

張 力 劉邦俊 王麗君 李 萍

（南京市水利規劃設計院股份有限公司 江蘇南京 210014）

引言

人工濕地是現代環境保護領域的關鍵構成要素，在調節微氣候、涵養水源、美化環境等方面扮演著不可替代的重要角色，是為人們提供旅游休閑、風景觀光、欣賞品味的基石與載體，需要對其水生態環境進行密切關注。當今社會，經濟發展質量顯著提高，使人工濕地水生態恢復面臨著更為嚴峻的發展局面，對水生植物的應用提出了更高要求。當前形勢下，必須宏觀審視水生植物對人工濕地生態的多方面潛在影響，綜合施策，切實提升水生植物的實際運用成效。

1 人工濕地水生態污染及治理概況

1.1 人工濕地水生態污染現狀和原因

長期以來，國家相關部門高度重視人工濕地水生態污染問題的治理，在污染治理標準化、污染治理模式系統化、治理綜合成效評價模塊化等方面做出了積極探索與研究，為高質高效地開展人工濕地水生態營造提供了基本原則與價值導向。縱觀當前人工濕地水生態污染實際，普遍存在著水體臟亂發黑、發臭，水體富營養化嚴重，水體磷鹽和氮鹽含量超標等共性問題。導致上述問題的原因主要在于：部分人工濕地水體相對封閉，水體流動不暢，甚至水體長期處于靜止狀態，不利于水體自我更新；人工濕地水體自我凈化能力低下，對人工凈化的依賴性較強；水體污染物沉積嚴重，治理要求較高，治理難度系數較大；人工濕地水體周邊人類活動頻繁，經濟社會快速發展中的各類廢水、廢渣、廢棄物等紛紛排入人工濕地[1]。

1.2 人工濕地水生態恢復方法

現代科學技術的快速發展，為人工濕地水生態恢復提供了更為豐富的技術手段，即便在相對復雜多變的環境下，依舊能夠循序有效地完成人工濕地水生態恢復任務。實踐表明，人工濕地水生態恢復過程中，物理修復方法、化學修復方法及生物生態修復方法最為常見，同時也是實際應用效果理想的治理技術手段。上述不同的水生態恢復方法，具有不同的適用條件和適用環境，在所參照標準、操作要求、預期效果等方面存在顯著差異，各有優劣，需要根據人工濕地水生態恢復的實際需求進行合理選擇。同時，根據人工濕地水生態修復位置的不同，還可采取原位修復技術和異位修復技術等方法，綜合運用多種修復手段，形成最具可行性與針對性的人工濕地水生態治理修復方案，進而從整體角度維持水生態的微觀平衡。

2 水生植物對人工濕地水生態恢復的影響

2.1 吸收水體中的污染物

在人工濕地水生態恢復過程中，水生植物始終發揮著關鍵作用，在吸收水體中的污染物方面作用突出。部分情況下，水生態環境被破壞主要是由于水體中的污染物所致，而在水生植物的作用下，可直接吸收其中的各類污染物質，將污水中的有機氮等物質進行分解轉化，形成對水體環境不存在損害的營養物質。根系相對發達的水生植物可除去砂土中的氮磷物質，而浮水類水生植物則可除去水中的營養物質。對于人工濕地生態環境中的部分有機微粒等物質，則需要通過大型挺水植物等進行有效濾除。

2.2 微生物的降解作用

在人工濕地水生態恢復中，如何對其中的微生物進行有效降解，一直以來都是水生態治理的焦點所在。水生植物的發育生長，將會對水體中的微生物產生明顯的降解作用，可將其轉換為自身所需的營養物質，從而控制水體微生物種類、數量的相對平衡。在人工濕地水生植物種植過程中，其根系將會形成網絡狀，調整控制水生態中的含氧量高底，防控含氧量高底起伏波動過高而導致的水生態失衡，并對水生態中的微生物進行有效吸附，實現水體物質轉換吸收與利用[2]。

2.3 吸附與沉降作用

人工濕地水體中的有害物質種類繁多，部分情況下高達幾十種，甚至上百種，這些包括重金屬在內的有毒有害物質，對人工濕地水體環境構成了嚴重威脅。在水生植物的作用下，無論是漂浮植物，還是挺水植物，或沉水植物均具備較強的吸附和沉降能力，可對各類污染物進行充分吸收、吸附和沉降，提高水體自我凈化能力。同時，水生植物在生化方面獨有優勢，可創造穩定良好的環境，在植物光合作用下，降低水生態中的污染物參數指標，使微生物降解環境更趨穩定。

2.4 對藻類生長的抑制作用

藻類是影響人工濕地水生態環境的重要因素，若無法對藻類植物形成有效管控，任其生長與蔓延，則極易導致水體被大面積藻類植物覆蓋，搶占水體微生物的生存空間，導致惡性循環。水生植物在人工濕地水體中的應用，可競爭藻類植物的光照及營養物質，部分浮葉植物等可遮擋藻類植物正常生長所需的光照資源，使其逐漸死亡，最終減少藻類植物含量。總之，水生植物可對藻類植物的正常起到有效抑制作用，促進水體凈化。

2.5 水生植物景觀設計

人工濕地不僅具有生態功能，而且同時具備觀賞功能，提高自然環境的觀賞價值，因此通過水生植物的應用，可有針對性地開展景觀設計。在此過程中，應結合人工濕地區域位置、自然氣候、形態特征等客觀因素，根據水位深淺程度的差異性，分別種植不同類型的水生植物。以人工濕地最常見的荷花為例，應全面掌握控制種植方法，防止其無限蔓延，為睡蓮等其他種類植物的種植預留空間，使最終營造出的景觀空間具有層次性、立體性與系統性。種植沉水植物需設置圍欄，并及時收割整理，防止占據太大空間[3]。

2.6 人工濕地對水體生態的影響

水體生態是一個系統性的概念，是由多種不同類型要素與資源所共同構成的一個有機整體，正是因此，人工濕地可在現代微生態系統中扮演關鍵角色，完成凈化水質和生態調節等生態任務。我國地域間的氣候條件差異突出，部分地區降水量相對較少，難以滿足區域性植物正常生長所需的水分，而通過人工濕地的含蓄水源價值，則可有效調節微生態，明顯改善與調節水資源在季節方面的不同，而該功能性價值的實現，離不開水生植物的重要作用。通過合理搭配水生植物種類，可建造人工濕地系統，即便是在自然降水較少的條件下，依舊可以提供水源保障。

2.7 水體生態的多樣性變化

經濟發展新常態下，生態環境保護是現代經濟社會的重要戰略性任務，部分人工濕地水體污染問題得到了有效治理，其觀賞價值、生態價值等愈發凸顯，基本長期保持在水體平衡狀態，各類微生物保持和諧共生狀態。在水生植物的作用下，人工濕地水質得以顯著改善與提升，而這又可反作用于水生植物和動物，彰顯出現代可持續發展的價值理念，使水生態系統更趨優化[4]。

3 水生植物在人工濕地生態修復中的注意事項

3.1 季節性顯著

季節性是水生植物的重要特定，只有在人工濕地生態修復中全面注重水生植物的季節性，才能確保最終整體修復效果。通常情況下，水生植物的生態修復效果在氣溫相對較高的夏季表現更好，而在氣溫相對較低的冬季表現欠佳，因此在種植水生植物時，應充分尊重不同季節在降水、溫度、光照、風力等方面的差異，結合常綠植物、浮游植物等性能特點的不同，確保冬夏交互性，使被破壞的人工濕地水生態得以緩慢修復。此外，也可根據季節性特點，適當搭配不同類型、習性的水生植物，營造良好的整體外在形態。

3.2 綜合考量各種因素，確保生態修復效果

若將水生植物作為人工濕地水生態修復的載體，則應根據水生態環境的破壞程度，確定修復參數，結合不同種類水生植物的不同生態特性，做出合理化搭配，優化水生植物之間的銜接與協調效果。部分水生植物生性相克，難以在同一水生態環境下共存共生，因此應綜合考慮，優化搭配，營造水生植物生態系統。所選擇的水生植物，應在保持良好生長的同時，適應當地環境氣候，形成較好的觀賞價值。

3.3 強化日常管理與養護，防止二次污染

人工濕地水生態環境同時承擔美觀和生態兩種功能，但是水生植物多數能大面積繁衍，若養護管理不善，極易導致瘋長、蔓延等問題，該種狀況的長期存在，將嚴重損害人工濕地水生態穩定性，也會提高后期管理維護成本，協同效益不足。因此，應對強化水生植物的日常管理與養護，對其進行科學收割與處理，尤其是在寒冷的冬季，水生植物生長緩慢，可視水生態實際情況進行剪除，以免產生黑臭水體，保持水體生態環境的可持續發展[5]。

結語

綜上所述，在人工濕地水生態恢復實踐中，水生植物的關鍵性不言而喻，其所起到的促進性作用極為突出。因此，在人工濕地水生態修復過程中，必須充分遵循水生植物種植與成長的基本原理與規律，創新人工濕地水生態恢復方式方法，強化水生態恢復過程控制，促進良好生態環境的形成。同時，相關人員應積極探索，不斷研究，始終保持積極開放的心緒，全面學習與創新水生植物應用方法，為促進現代水生態環境的形成保駕護航。