人工湿地植物管理与高价值利用综述*

李盛结 胡 振 张 建

(山东大学环境科学与工程学院，山东 济南 250100)

人工湿地植物管理与高价值利用综述*

李盛结 胡 振#张 建

(山东大学环境科学与工程学院，山东 济南 250100)

植物是人工湿地的重要组成部分，人工湿地的可持续运行与发展依赖于合理的植物管理与资源化利用。从植物配置、生长环境和植物收割等方面综述了人工湿地植物管理现状，对人工湿地植物高价值利用方式和效益进行了分析，提出湿地植物气化方法具有广阔的发展前景，为人工湿地植物高价值利用提供了研究方向。

人工湿地 植物管理 高价值利用 气化

人工湿地是人工设计建造的由基质、植物和微生物组成的复合生态系统[1]。其中，植物在人工湿地污水净化过程中占据着重要位置。一方面，植物能吸附、吸收并富集污染物；另一方面，植物根系为微生物提供附着点，可将光合作用产生的氧气和有机物供给微生物生长[2]。此外，植物还具有重要的生态美学价值。

因基建管理费用低、维护简便，人工湿地发展非常迅猛。截至2014年，我国湿地总面积为5 360.26万hm2，其中人工湿地面积为674.59万hm2[3]。大多数人工湿地植物配置忽视了水深、水质、水力等条件对植物的影响，导致植物生长不良；植物枯萎后不及时收割，造成二次污染和堵塞；植物资源缺乏有效利用途径，经济效益低，影响其可持续运行与发展[4-5]。

目前，对人工湿地植物的研究主要集中在其耐受能力、净化能力上[6]198，对植物管理的总结却并不系统，缺乏不同植物利用方式及其价值的对比分析。为此，本研究综述了人工湿地植物管理与高价值利用现状，并对人工湿地植物利用所面临的问题及其解决途径进行了分析，以期为人工湿地植物管理与利用提供理论指导。

1 人工湿地植物管理

1.1 植物配置

1.1.1 植物种类选择

植物种类选择直接影响人工湿地水质净化和景观效果。首先，人工湿地的目的是净化污水，因此要根据污水特点选择合适的植物种类。WANG等[6]204发现美人蕉(Cannaindica)、香蒲(Typhaorientalis)比水葱(Scirpusvalidus)、鸢尾(Iristectorum)对高氨氮废水有更好的适应性和去除效果。其次，应优先考虑地方优势品种，避免因环境变化影响植物的生长。盲目引进外来物种，可能对当地生物多样性和生态系统稳定性造成严重破坏。因此，宜在人工湿地设计初期进行植物物种多样性规划，适当增加物种多样性可提高生态系统稳定性，提高人工湿地的水质净化效果[7]，但要注意适度[8]。最后，注意功能性与美观性的协调，如应考虑将灌木与草本植物，挺水、浮水和沉水植物进行分层设计。

1.1.2 植物搭配

科学的植物搭配可结合不同物种对特定污染物的去除优势，提高污水的综合净化效果。TANAKA等[9]将硕大藨草(Scirpusgrossus)与黑藻(Hydrillasp.)搭配，使得BOD5、COD和氨氮去除率分别达到65.7%、40.8%、74.8%。值得一提的是，将受气温影响小的物种与净化能力强的物种搭配，可应对季节变化对处理效果的影响。蒋永荣等[10]在人工湿地中分别种植美人蕉、再力花(Thaliadealbata)和菖蒲(Acoruscalamu)，COD、TN、TP的去除率在冬季低温条件下仍可达到75.8%、22.0%、76.9%。

1.1.3 植物种植密度

植物种植密度过低难以保证水质净化效果，过高则浪费资源而且植物之间互相遮蔽削弱光合作用，同时也不利于提高水质净化效果[11]。IBEKWE等[12]发现人工湿地植物种植密度为50%可以使硝酸盐氮的去除率达到96.3%，而植物种植密度为100%时反而使溶解氧降低、系统氮负荷增加、微生物多样性减少。

1.2 生长环境

1.2.1 水 深

水深影响着植物光合速率和氧气供应量，从而影响植物生长和繁殖[13]。水深设置需考虑季节、植物种类和目标污染物。新生植物在春季生长时水深要适当浅一些。研究表明，表面流人工湿地中芦苇(Phragmitesaustralis)在水深50 cm左右时净化效果最佳[14]。但针对重金属和有机物去除的适用水深不同[15]。此外，可通过增加水深来抑制有害物种生长。THULLEN等[16]提出的“小丘”构造可保护当地植物不受入侵物种的影响。

1.2.2 水 质

水质影响植物的生长状况[17]。人工湿地应避免高负荷污水的冲击。研究发现，硫化物质量浓度从0 mg/L增加到3.5 mg/L，蔺草(Juncuseffuses)的健康茎数量大幅度下降[18]；轮叶黑藻(Hydrillaverticillata)在氨氮质量浓度为0.5、1.2 mg/L时生长良好，但当氨氮质量浓度超过4.0 mg/L时其生长速率明显下降，当氨氮质量浓度达到16.0 mg/L时20多天即全部死亡[19]。

1.2.3 水流模式

水流运动可促进CO2以及营养物质的交换，能影响植物的吸收代谢。水体流速可影响植物的生物量及群落组成。研究发现，低流速时植物光合速率与流速成正比；流速过大则光合作用受到明显抑制[20]，植物嫩芽、根茎生物量等均显著降低[21]。此外，水流类型也有重要影响，潜流人工湿地比表面流人工湿地有更丰富的物种和更大的生物量[22]191。因此，要充分考虑水流模式和水质净化效果的关系。

1.3 植物收割

研究证明，适当的植物收割可促进人工湿地中植物对营养物质的吸收、增强微生物的活性以及污染物的去除效果[23-24]。

1.3.1 收割时间

植物提前收割不能充分发挥其功能，延迟收割则由于腐烂会将污染物释放回水体中，降低净水效果。目前,尚无关于人工湿地植物最适收割时间的定论。王文明等[25]认为，秋末冬初收割可使植物第二年生长更旺盛。WANG等[26]则认为，秋末收割对植物根系泌氧作用有害，建议温度降至4 ℃以下再收割。此外，关于植物收割对人工湿地的处理效果影响也存在争议。LVAREZ等[27]发现，在气候温暖、污染物浓度不大的情况下，植物收割可降低人工湿地出水的总悬浮固体、BOD；但在气候寒冷的情况下，植物收割对人工湿地处理效果无明显影响[28]。此外，JINADASA等[29]发现，硕大藨草多次收割后仍可持续生长，保持稳定的生物量，但香蒲随收割次数的增多生物量明显下降。因此，应根据环境特征、目标污染物和具体植物种类确定收割时间。

1.3.2 收割方式

表1比较了火烧和刈割两种收割方式的特点。火烧可快速清除植物残体，但会造成空气污染，且导致资源的浪费；刈割是较为理想的收割方式，有研究者推荐先机械刈割1年，然后人工刈割2～3年[30]。

表1 湿地植物主要收割方式比较

2 植物高价值利用方式

2.1 动物饲料

植物体内矿物质、蛋白质丰富，有机质和水分含量高，是很多食草动物的营养来源[34]，如眼子菜(Potamogetondistinctus)、水芹(Oenanthejavanica)、蒌蒿(Artemisiaselengensis)是牲猪的饲料，金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、菹草(Potamogetoncrispus)是鱼类的饵料。迟桂荣[35]发现菹草、浮萍(Lemnaminor)等植物中蛋白质占干质量的13.4%～15.1%，属优质饲料。目前，已有研究者提出采用微生物工程和固体发酵技术提取湿地植物中的粗蛋白动物饲料[36]。杨柳燕等[37]对苦草(Vallisnerianatans)进行固体发酵，使粗蛋白占干质量的质量分数从21.65%增加到了39.88%，保证了营养价值。

2.2 土壤改良

湿地植物体内含有丰富的氮、磷、钾等元素，可以供农作物生长，还对土壤起到保湿效果[38]。湿地植物可切碎或打浆后作为追肥直接施于田中，也可沤制沤肥施用于花圃、果园中[39]。NEVE等[40]研究发现，单施尿素的净氮积累量占氮供应量的比例为18%～22%，而湿地植物作为改良剂后可以达到23%～26%，且更有利于作农物根部发育。黄东风等[41]用微生物好氧发酵堆肥技术生产湿地植物肥料产品，有机质质量分数达49.88%，氮、磷、钾总质量分数为11.42%，属优质有机肥。此外，湿地植物施用于土壤中还能解决其重金属污染问题。ROBERTS等[42]用湿地植物鞘藻(Oedogonium)慢速热解制备生物炭，成功固定了土壤中Cd、Pb等重金属。

2.3 工业原料

将植物用作工业原料，目前应用较多的是造纸行业。BIDIN等[43]发现，采用硕大藨草、莎草(Cyperus)和香蒲等湿地植物所制得的纸张抗拉强度为0.94～1.69 kN/m，适合用作新闻纸。但湿地植物含水量高，干燥难度大，需要开发相应干燥设备。孙悦超等[44]研究发现，沉水植物的最佳干燥温度为92.7 ℃、风速为2.9 m/s。

湿地植物除用于造纸外，还可用作建筑材料、包装材料或制成工艺品，如芦苇可制成三合板，香蒲编制成草席、斗笠、草帽等。

2.4 能源化利用

近年来，有很多研究提出了湿地植物能源化，既可实现湿地植物的有效利用，还可减缓传统化石燃料燃烧引起的环境问题[22]190,[45]。

2.4.1 湿地植物能源化利用可行性分析

(1) 湿地植物特征

植物能源化的途径是打破细胞壁释放纤维素、半纤维素等糖类物质，但木质素在此过程中起阻碍作用[46]。因此，植物中纤维素、半纤维素含量越高而木质素含量越低，越有利于能源化。几种常见湿地植物与农作物秸秆比较如表2所示。纤维素含量除美人蕉略低外，湿地植物与农作物秸秆大致相当，芦苇甚至超过了农作物秸秆；但半纤维素含量除芦苇外，湿地植物低于农作物秸秆；湿地植物木质素含量和热值也与农作物秸秆基本相当。因此，湿地植物有望进行能源化利用。

但湿地植物能源化利用的问题是湿地植物含水率高，处理复杂。为此，有研究者提出了绿色生物炼制，即将植物分成纤维丰富的压实饼和营养丰富的浓缩汁，分别用于生产乙醇和培养微生物[61]。

(2) 湿地植物能量产出

湿地植物吸收氮、磷等营养元素，积聚大量糖类物质，能量产出巨大。TAKASHIMA等[49]研究发现，湿地植物能够输出大量的有机、无机物质，可用于沼气发酵和堆肥。LIU等[22]190认为，湿地可以成为一个生物燃料生产系统。

表2 几种常见湿地植物和农作物秸秆组分和热值

表3 不同湿地植物高价值利用方式比较

由此可见，湿地植物能源化利用具有较高的可行性。

2.4.2 湿地植物能源化利用技术

(1) 直接燃烧

直接燃烧是目前最常用的方法。虽然此方法操作简单，但是能源利用效率低，燃烧热效率一般仅有10%～15%[62]53，且产生的灰分量大，易造成空气污染。

(2) 气 化

气化是生物质能源化利用的有效方法，可获得高品位能源，其能源利用效率相比直接燃烧可提高一倍，且焦炭和飞灰产生量少，是目前被广泛认可的方法[63-64],[65]7。KÖBBING等[65]7发现，1 kg鲜芦苇能生产0.4～0.5 m3沼气，热值约为6 (MW·h)/m3。魏自民等[66]将芦苇和眼子菜用HCl预处理可产生氢气和甲烷。

(3) 液 化

液化是一种高效的能源化利用方法，但目前生物质油的产量和质量还需进一步提高。有研究用热化学转化如水解、超临界萃取等提高液化的生物质油产量，但应用仍不多[62]55。闫明等[67]发现，1 t芦苇可以生产180 L乙醇和3 L甲醇。ZHANG等[53]用酿酒酵母、大肠杆菌发酵香蒲，乙醇产率分别达到91.0%、87.5%。

(4) 固 化

固化是一种在未来很有竞争力的生物质能源化利用方法，可有效提高能源密度和燃烧性能。目前，该方法存在结焦和机械磨损严重、配套设施复杂、一次性投资成本高等问题[68-69]。THOMAS等[70]用水葫芦(Eichhorniacrassipes)制备的固体燃料，直接燃烧热值为1.3 GJ/m3，破碎过筛后制成块状或球状燃料，燃烧值达8.3 GJ/m3。

3 湿地植物高价值利用效益分析

以常见湿地植物芦苇为例，对高价值利用方式进行效益分析，结果见表3。

由表3可知，芦苇用作土壤改良和采用固化方法进行能源化利用的经济价值偏低，难以创造良好收益；用作动物饲料和造纸工业原料虽然经济价值较高，但存在缺乏相应生产设备、生产过程耗水/耗电量大、产品质量不具市场优势等问题，而且环境效益不明显；综合而言，采用气化和液化方法对芦苇进行能源化利用虽然前期投入成本较高，但是环境和经济效益都较好，具有较好的应用前景。考虑到液化方法耗水量大，笔者认为湿地植物气化方法是目前最好的高价值利用方式。

4 问题与结论

4.1 问 题

(1) 湿地植物资源时空分布不均衡

空间上，人工湿地建设应考虑湿地植物的运输成本，尽量就近利用。时间上，由于湿地植物生长受季节、环境的影响较大，因此应采取有效的管理措施。

(2) 湿地植物利用技术研发滞后

目前，关于湿地植物研究相对缺乏，导致湿地植物利用率和效益都比较低下。对此，应针对具体物种确定最佳工艺，解决其相比于农作物秸秆存在的缺陷，如针对含水率高的问题确定最佳干燥条件；同时依据湿地植物自身特点，研发新设备，并从全生命周期角度优化工艺流程。

4.2 结 论

(1) 人工湿地应在植物配置、生长环境和植物收割等方面加强管理，在实现污染物高效稳定去除的同时，进行植物资源和能源的最大化利用。

(2) 对不同湿地植物高价值利用方式进行环境效益和经济效益分析，采用气化方法对湿地植物进行能源化利用是目前最好的植物高价值利用方式。

[1] 夏汉平.人工湿地处理污水的机理与效率[J].生态学杂志,2002,21(4):51-59.

[2] 李文奇,曾平,孙东亚.人工湿地处理污水技术[M].北京:中国水利水电出版社,2009.

[3] 国家林业局.第二次全国湿地资源调查主要结果(2009—2013年)[EB/OL].(2014-01-28)[2016-05-24].http://www.forestry.gov.cn/main/65/content-758154.html.

[4] LIU Dong,GE Ying,CHANG Jie,et al.Constructed wetlands in China:recent developments and future challenges[J].Frontiers in Ecology and the Environment,2009,7(5):261-268.

[5] BRINSON M M,LUGO A E,BROWMN S.Primary productivity,decomposition and consumer activity in freshwater wetlands[J].Annual Review of Ecology and Systematics,1981,12(1):123-161.

[6] WANG Yuhui,WANG Junfeng,ZHAO Xiaoxiang,et al.The inhibition and adaptability of four wetland plant species to high concentration of ammonia wastewater and nitrogen removal efficiency in constructed wetlands[J].Bioresource Technology,2015,202.

[7] ZHANG Chongbang,WANG Jiang,LIU Wenli,et al.Effects of plant diversity on nutrient retention and enzyme activities in a full-scale constructed wetland[J].Bioresource Technology,2010,101(6):1686-1692.

[8] CARDINALE B J,MATULICH K L,HOOPER D U,et al.The functional role of producer diversity in ecosystems[J].American Journal of Botany,2011,98(3):572-592.

[9] TANAKA N,JINADASA K B S N,WERELLAGAMA D R I B,et al.Constructed tropical wetlands with integrated submergent-emergent plants for sustainable water quality management[J].Journal of Environmental Science and Health,Part A:Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering,2006,41(10):2221-2236.

[10] 蒋永荣,莫德清,段钧元,等.不同植物配置人工湿地冬季生活污水净化效果比较[J].水资源保护,2009,25(3):25-28.

[11] GROENEVELD D P,FRENCH R H.Hydrodynamic control of an emergent aquatic plant (Scirpusacutus) in open channels[J].Journal of the American Water Resources Association,1995,31(3):505-514.

[12] IBEKWE A M,LYON S R,LEDDY M,et al.Impact of plant density and microbial composition on water quality from a free water surface constructed wetland[J].Journal of Applied Microbiology,2007,102(4):921-936.

[13] VRETARE V,WEISNER S E B,STRAND J A,et al.Phenotypic plasticity inPhragmitesaustralisas a functional response to water depth[J].Aquatic Botany,2001,69(2/3/4):127-145.

[14] 张金勇,张建,刘建,等.水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果的影响[J].环境工程学报,2012,6(3):799-803.

[15] ALLEY B L,WILLIS B,RODGERS J,et al.Water depths and treatment performance of pilot-scale free water surface constructed wetland treatment systems for simulated fresh oilfield produced water[J].Ecological Engineering,2013,61:190-199.

[16] THULLEN J S,SARTORIS J J,NELSON S M.Managing vegetation in surface-flow wastewater-treatment wetlands for optimal treatment performance[J].Ecological Engineering,2005,25(5):583-593.

[17] 赵艺,赵保卫.土壤污染对植物根系生长影响的研究进展[J].环境科学与管理,2008,33(6):13-15.

[18] WU Shubiao,WIESSNER A,DONG Renjie,et al.Performance of two laboratory-scale horizontal wetlands under varying influent loads treating artificial sewage[J].Engineering in Life Sciences,2012,12(2):178-187.

[19] 颜昌宙,曾阿妍,金相灿,等.不同浓度氨氮对轮叶黑藻的生理影响[J].生态学报,2007,27(3):1050-1055.

[20] BILBY R.Effects of a spate on the macrophyte vegetation of a stream pool[J].Hydrobiologia,1977,56(2):109-112.

[21] CHAMBERS P A,PREPAS E E,HAMILTON H R,et al.Current velocity and its effect on aquatic macrophytes in flowing waters[J].Ecological Applications,1991,1(3):249-257.

[22] LIU Dong,WU Xu,CHANG Jie,et al.Constructed wetlands as biofuel production systems[J].Nature Climate Change,2012,2(3).

[23] TANAKA T S T,IRBIS C,WANG Pengyun,et al.Impact of plant harvest management on function and community structure of nitrifiers and denitrifiers in a constructed wetland[J].FEMS Microbiology Ecology,2015,91(2):1-10.

[24] ZHENG Yucong,WANG Xiaochang,GE Yuan,et al.Effects of annual harvesting on plants growth and nutrients removal in surface-flow constructed wetlands in northwestern China[J].Ecological Engineering,2015,83:268-275.

[25] 王文明,危建新,戴铁华,等.人工湿地运行管理关键技术探讨[J].环境保护科学,2014,40(3):24-28.

[26] WANG Qian,XIE Huijun,ZHANG Jian,et al.Effect of plant harvesting on the performance of constructed wetlands during winter:radial oxygen loss and microbial characteristics[J].Environmental Science and Pollution Research,2015,22(10):7476-7484.

[28] HEALY M G,NEWELL J,RODGERS M.Harvesting effects on biomass and nutrient retention inPhragmitesaustralisin a free-water surface constructed wetland in western Ireland[J].Biology and Environment:Proceedings of the Royal Irish Academy,2007,107(3):139-145.

[29] JINADASA K B S N,TANAKA N,SASIKALA S,et al.Impact of harvesting on constructed wetlands performance - a comparison betweenScirpusgrossusandTyphaangustifolia[J].Journal of Environmental Science and Health,Part A:Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering,2008,43(6):664-671.

[30] 潘潇,朱豪杰,陈鹏冲,等.生态湿地植物资源管理和利用途径刍议[J].湿地科学与管理,2015,11(3):28-33.

[31] KIMURA H,TSUYUZAKI S.Fire severity affects vegetation and seed bank in a wetland[J].Applied Vegetation Science,2011,14(3):350-357.

[32] 梁漱玉,刘树.不同收割方式对芦苇生长发育的影响[J].沈阳农业大学学报,2005,36(3):343-345.

[33] 张树楠,肖润林,余红兵,等.水生植物刈割对生态沟渠中氮、磷拦截的影响[J].中国生态农业学报,2012,20(8):1066-1071.

[34] LODGE D M.Herbivory on freshwater macrophytes[J].Aquatic Botany,1991,41(1/2/3):195-224.

[35] 迟桂荣.3种水生植物中叶蛋白的提取及营养物质含量测定[J].安徽农业科学,2007,35(26):8212,8226.

[36] 佚名.海洋三所利用新技术将水葫芦变成新的饲料来源[J].福建农业科技,2005(2):60.

[37] 杨柳燕,张奕,肖琳,等.固体发酵提高水生植物发酵产物粗蛋白含量的研究[J].环境科学学报,2007,27(1):35-39.

[38] FORTUNA A,RIEKE P E,JACOBS L W,et al.Kentucky bluegrass response to use of aquatic plants as a soil amendment[J].HortScience,2005,40(1):237-241.

[39] 卢隆杰,苏浓,岳森.低投入、高产出、多用途的凤眼莲[J].中国畜牧杂志,2004,40(8):60-61.

[40] NEVE C,ANCION P Y,HOA H T T,et al.Fertilization capacity of aquatic plants used as soil amendments in the coastal sandy area of Central Vietnam[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis,2009,40(17/18):2658-2672.

[41] 黄东风,李清华,陈超.水葫芦有机肥料的研制与应用效果[J].中国土壤与肥料,2007(5):48-52.

[42] ROBERTS D A,PAUL N A,COLE A J,et al.From waste water treatment to land management:conversion of aquatic biomass to biochar for soil amelioration and the fortification of crops with essential trace elements[J].Journal of Environmental Management,2015,157:60-68.

[43] BIDIN N,ZAKARIA M H,BUJANG J S,et al.Suitability of aquatic plant fibers for handmade papermaking[J].International Journal of Polymer Science,2015(1):1-9.

[44] 孙悦超,李旭英,尚士友.沉水植物干燥工艺参数的试验[J].农机化研究,2007(3):104-106,110.

[45] STUDER M H,DEMARTINI J D,DAVIS M F,et al.Lignin content in naturalPopulusvariants affects sugar release[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2011,108(15):6300-6305.

[46] DIEN B S,SARATH G,PEDERSEN J F,et al.Improved sugar conversion and ethanol yield for forage sorghum (SorghumbicolorL. Moench) lines with reduced lignin contents[J].BioEnergy Research,2009,2(3):153-164.

[47] 何明雄,胡启春,罗安靖,等.人工湿地植物生物质资源能源化利用潜力评估[J].应用与环境生物学报,2011,17(4):527-531.

[48] JIANG Xinyuan,SONG Xuehong,CHEN Yonghua,et al.Research on biogas production potential of aquatic plants[J].Renewable Energy,2014,69:97-102.

[49] TAKASHIMA M,NANBU H,KATO K,et al.Nutrient export an material recycling using aquatic plants:Lake Kitagata case study[J].Journal of Material Cycles and Waste Management,2012,14(3):266-273.

[50] 郝翠,李洪远,姜超,等.北方半干旱区河流湿地优势植物的热值[J].生态学杂志,2008,27(12):2094-2098.

[51] 李萍萍,陆军,吴沿友,等.镇江滨江湿地优势植物种群的热值及其能量生产动态[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2008,34(2):221-229.

[52] 蒋怡乐,李清明,苏小军,等.芦苇60Co γ辐照降解副产物的分析[J].激光生物学报,2013,22(4):322-328.

[53] ZHANG Bo,SHAHBAZ A,WANG Lijun,et al.Fermentation of glucose and xylose cattail processed by different pretreatment technologies[J].BioResources,2012,7(3):2848-2859.

[54] 谢祖琪,刘建辉,熊昌国,等.秸秆燃料基本性能的研究[R].北京：中国机械工程学会，2010.

[55] 牛文娟.主要农作物秸秆组成成分和能源利用潜力[D].北京:中国农业大学,2015.

[56] JIN Shenying,CHEN Hongzhang.Near-infrared analysis of the chemical composition of rice straw[J].Industrial Crops and Products,2007,26(2):207-211.

[57] 岳建芝,张杰,徐桂转,等.玉米秸秆主要成分及热值的测定与分析[J].河南农业科学,2006,35(9):30-32.

[58] COLLINS S R A,WELLNER N,BORDONADO I M,et al.Variation in the chemical composition of wheat straw:the role of tissue ratio and composition[J].Biotechnology for Biofuels,2014,7(1):1-14.

[59] VASWANI S,KUMAR R,KUMAR V,et al.Invitroevaluation of wheat straw varieties for chemical composition,gas production and digestibility[J].Indian Journal of Animal Research,2013,47(6):555-557.

[60] NIU Wenjuan,HUANG Guangqun,LIU Xian,et al.Chemical composition and calorific value prediction of wheat straw at different maturity stages using near-infrared reflectance spectroscopy[J].Energy and Fuels,2014,28(12):7474-7482.

[61] RAHMAN Q M,WANG Lijun,ZHANG Bo,et al.Green biorefinery of fresh cattail for microalgal culture and ethanol production[J].Bioresource Technology,2015,185:436-440.

[62] 丁素珍,王孟杰.生物质能的开发与利用[J].农业工程学报,1993,9(4).

[63] DEMIRBAS A.Gaseous products from biomass by pyrolysis and gasification:effects of catalyst on hydrogen yield[J].Energy Conversion and Manage,2002,43(7):897-909.

[64] SAIDUR R,BOOUMANDIAZI G,MEKHILEF S,et al.A review on exergy analysis of biomass based fuels[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2012,16(2):1217-1222.

[65] KÖBBING J F,THEVS N,ZERBE S.The utilisation of reed (Phragmitesaustralis):a review[J].Mires and Peat,2013,13(1).

[66] 魏自民,杨洋,李鸣晓,等.水生植物酸碱预处理对厌氧发酵联产氢气-甲烷的影响[J].环境工程学报,2014,8(2):683-691.

[67] 闫明,潘根兴,李恋卿,等.中国芦苇湿地生态系统固碳潜力探讨[J].中国农学通报,2010,26(18):320-323.

[68] 魏伟,张绪坤.生物质固体成型燃料的发展现状与前景展望[J].广东农业科学,2012,39(5):135-138.

[69] ZHOU Yuguang,ZHANG Zongxi,ZHANG Yixiang,et al.A comprehensive review on densified solid biofuel industry in China[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2016,54:1412-1428.

[70] THOMAS T H,EDEN R D.Water hyacinth - a major neglected resource[J].Material Science,Wind Energy,Biomass Technology,1990,11(3):2092-2096.

[71] 张燕.中国秸秆资源“5F”利用方式的效益对比探析[J].中国农学通报,2009,25(23):45-51.

[72] 王静,张宗舟,张天佑,等.作物秸秆在循环农业中的多重效益[J].天水师范学院学报,2010,30(5):47-50.

[73] 万喜.保护性耕作中的秸秆肥料化利用[J].农业技术与装备,2014(2):72-73.

[74] 慈维顺.芦苇的应用[J].天津农林科技,2011(2):35-37.

[75] LI Bo,ZHANG Guoquan,YE Maosheng,et al.Network optimization and performance evaluation of the water-use system in China’s strawpulp and paper industry:a case study[J].Clean Technologies and Environmental Policy,2016,18(1):257-268.

[76] 董宇,马晶,张涛,等.秸秆利用途径的分析比较[J].中国农学通报,2010,26(19):327-332.

[77] PARAJULI R,LØKKE S,ØSTERGAARD P A,et al.Life cycle assessment of district heat production in a straw fired CHP plant[J].Biomass and Bioenergy,2014,68:115-134.

[78] PATE R,HIGHTOWER M,CAMERN C,et al.Overview of energy-water interdependencies and the emerging energy demands on water resources[R].Albuquerque:Sandia National Laboratories,2007.

[79] PHILLIPS S,ADEN A,JECHURA J,et al.Thermochemical ethanol via indirect gasification and mixed alcohol synthesis of lignocellulosic biomass[R].Golden:National Renewable Energy Laboratory,2007.

[80] 左军平.秸秆固化成型燃料开发利用探析[J].农业工程技术(新能源产业),2014(7):40-42.

[81] 韩树明.秸秆固化成型技术及能源化利用的研究[J].农机化研究,2012,34(12):201-205.

Managementandhigh-valueutilizationofconstructedwetlandplantsanoverview

LIShengjie，HUZhen，ZHANGJian.

(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，ShandongUniversity，JinanShandong250100)

Plants play an important role in constructed wetlands. Sustainable operation and development of constructed wetlands depend on rational plants management and utilization. An overview on plant configuration,growth environment and harvesting was reviewed for the summary of status of constructed wetland plants management. The economical and environmental benefits of different plants utilization methods were compared. It was believed that the gasification method to produce combustible gas was promising,which provided guidance for the high-value utilization of constructed wetland plants.

constructed wetlands; plant management; high-value utilization; gasification

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.04.018

2016-07-04)

李盛结，女，1994年生，硕士研究生，主要从事流域水环境修复研究。#

。

*国家自然科学基金资助项目(No.21307076)；山东大学基本科研业务费专项(No.2014TB003)。