水生植物对人工湿地水生态恢复的影响研究

张 力 刘邦俊 王丽君 李 萍

（南京市水利规划设计院股份有限公司 江苏南京 210014）

引言

人工湿地是现代环境保护领域的关键构成要素，在调节微气候、涵养水源、美化环境等方面扮演着不可替代的重要角色，是为人们提供旅游休闲、风景观光、欣赏品味的基石与载体，需要对其水生态环境进行密切关注。当今社会，经济发展质量显著提高，使人工湿地水生态恢复面临着更为严峻的发展局面，对水生植物的应用提出了更高要求。当前形势下，必须宏观审视水生植物对人工湿地生态的多方面潜在影响，综合施策，切实提升水生植物的实际运用成效。

1 人工湿地水生态污染及治理概况

1.1 人工湿地水生态污染现状和原因

长期以来，国家相关部门高度重视人工湿地水生态污染问题的治理，在污染治理标准化、污染治理模式系统化、治理综合成效评价模块化等方面做出了积极探索与研究，为高质高效地开展人工湿地水生态营造提供了基本原则与价值导向。纵观当前人工湿地水生态污染实际，普遍存在着水体脏乱发黑、发臭，水体富营养化严重，水体磷盐和氮盐含量超标等共性问题。导致上述问题的原因主要在于：部分人工湿地水体相对封闭，水体流动不畅，甚至水体长期处于静止状态，不利于水体自我更新；人工湿地水体自我净化能力低下，对人工净化的依赖性较强；水体污染物沉积严重，治理要求较高，治理难度系数较大；人工湿地水体周边人类活动频繁，经济社会快速发展中的各类废水、废渣、废弃物等纷纷排入人工湿地[1]。

1.2 人工湿地水生态恢复方法

现代科学技术的快速发展，为人工湿地水生态恢复提供了更为丰富的技术手段，即便在相对复杂多变的环境下，依旧能够循序有效地完成人工湿地水生态恢复任务。实践表明，人工湿地水生态恢复过程中，物理修复方法、化学修复方法及生物生态修复方法最为常见，同时也是实际应用效果理想的治理技术手段。上述不同的水生态恢复方法，具有不同的适用条件和适用环境，在所参照标准、操作要求、预期效果等方面存在显著差异，各有优劣，需要根据人工湿地水生态恢复的实际需求进行合理选择。同时，根据人工湿地水生态修复位置的不同，还可采取原位修复技术和异位修复技术等方法，综合运用多种修复手段，形成最具可行性与针对性的人工湿地水生态治理修复方案，进而从整体角度维持水生态的微观平衡。

2 水生植物对人工湿地水生态恢复的影响

2.1 吸收水体中的污染物

在人工湿地水生态恢复过程中，水生植物始终发挥着关键作用，在吸收水体中的污染物方面作用突出。部分情况下，水生态环境被破坏主要是由于水体中的污染物所致，而在水生植物的作用下，可直接吸收其中的各类污染物质，将污水中的有机氮等物质进行分解转化，形成对水体环境不存在损害的营养物质。根系相对发达的水生植物可除去砂土中的氮磷物质，而浮水类水生植物则可除去水中的营养物质。对于人工湿地生态环境中的部分有机微粒等物质，则需要通过大型挺水植物等进行有效滤除。

2.2 微生物的降解作用

在人工湿地水生态恢复中，如何对其中的微生物进行有效降解，一直以来都是水生态治理的焦点所在。水生植物的发育生长，将会对水体中的微生物产生明显的降解作用，可将其转换为自身所需的营养物质，从而控制水体微生物种类、数量的相对平衡。在人工湿地水生植物种植过程中，其根系将会形成网络状，调整控制水生态中的含氧量高底，防控含氧量高底起伏波动过高而导致的水生态失衡，并对水生态中的微生物进行有效吸附，实现水体物质转换吸收与利用[2]。

2.3 吸附与沉降作用

人工湿地水体中的有害物质种类繁多，部分情况下高达几十种，甚至上百种，这些包括重金属在内的有毒有害物质，对人工湿地水体环境构成了严重威胁。在水生植物的作用下，无论是漂浮植物，还是挺水植物，或沉水植物均具备较强的吸附和沉降能力，可对各类污染物进行充分吸收、吸附和沉降，提高水体自我净化能力。同时，水生植物在生化方面独有优势，可创造稳定良好的环境，在植物光合作用下，降低水生态中的污染物参数指标，使微生物降解环境更趋稳定。

2.4 对藻类生长的抑制作用

藻类是影响人工湿地水生态环境的重要因素，若无法对藻类植物形成有效管控，任其生长与蔓延，则极易导致水体被大面积藻类植物覆盖，抢占水体微生物的生存空间，导致恶性循环。水生植物在人工湿地水体中的应用，可竞争藻类植物的光照及营养物质，部分浮叶植物等可遮挡藻类植物正常生长所需的光照资源，使其逐渐死亡，最终减少藻类植物含量。总之，水生植物可对藻类植物的正常起到有效抑制作用，促进水体净化。

2.5 水生植物景观设计

人工湿地不仅具有生态功能，而且同时具备观赏功能，提高自然环境的观赏价值，因此通过水生植物的应用，可有针对性地开展景观设计。在此过程中，应结合人工湿地区域位置、自然气候、形态特征等客观因素，根据水位深浅程度的差异性，分别种植不同类型的水生植物。以人工湿地最常见的荷花为例，应全面掌握控制种植方法，防止其无限蔓延，为睡莲等其他种类植物的种植预留空间，使最终营造出的景观空间具有层次性、立体性与系统性。种植沉水植物需设置围栏，并及时收割整理，防止占据太大空间[3]。

2.6 人工湿地对水体生态的影响

水体生态是一个系统性的概念，是由多种不同类型要素与资源所共同构成的一个有机整体，正是因此，人工湿地可在现代微生态系统中扮演关键角色，完成净化水质和生态调节等生态任务。我国地域间的气候条件差异突出，部分地区降水量相对较少，难以满足区域性植物正常生长所需的水分，而通过人工湿地的含蓄水源价值，则可有效调节微生态，明显改善与调节水资源在季节方面的不同，而该功能性价值的实现，离不开水生植物的重要作用。通过合理搭配水生植物种类，可建造人工湿地系统，即便是在自然降水较少的条件下，依旧可以提供水源保障。

2.7 水体生态的多样性变化

经济发展新常态下，生态环境保护是现代经济社会的重要战略性任务，部分人工湿地水体污染问题得到了有效治理，其观赏价值、生态价值等愈发凸显，基本长期保持在水体平衡状态，各类微生物保持和谐共生状态。在水生植物的作用下，人工湿地水质得以显著改善与提升，而这又可反作用于水生植物和动物，彰显出现代可持续发展的价值理念，使水生态系统更趋优化[4]。

3 水生植物在人工湿地生态修复中的注意事项

3.1 季节性显著

季节性是水生植物的重要特定，只有在人工湿地生态修复中全面注重水生植物的季节性，才能确保最终整体修复效果。通常情况下，水生植物的生态修复效果在气温相对较高的夏季表现更好，而在气温相对较低的冬季表现欠佳，因此在种植水生植物时，应充分尊重不同季节在降水、温度、光照、风力等方面的差异，结合常绿植物、浮游植物等性能特点的不同，确保冬夏交互性，使被破坏的人工湿地水生态得以缓慢修复。此外，也可根据季节性特点，适当搭配不同类型、习性的水生植物，营造良好的整体外在形态。

3.2 综合考量各种因素，确保生态修复效果

若将水生植物作为人工湿地水生态修复的载体，则应根据水生态环境的破坏程度，确定修复参数，结合不同种类水生植物的不同生态特性，做出合理化搭配，优化水生植物之间的衔接与协调效果。部分水生植物生性相克，难以在同一水生态环境下共存共生，因此应综合考虑，优化搭配，营造水生植物生态系统。所选择的水生植物，应在保持良好生长的同时，适应当地环境气候，形成较好的观赏价值。

3.3 强化日常管理与养护，防止二次污染

人工湿地水生态环境同时承担美观和生态两种功能，但是水生植物多数能大面积繁衍，若养护管理不善，极易导致疯长、蔓延等问题，该种状况的长期存在，将严重损害人工湿地水生态稳定性，也会提高后期管理维护成本，协同效益不足。因此，应对强化水生植物的日常管理与养护，对其进行科学收割与处理，尤其是在寒冷的冬季，水生植物生长缓慢，可视水生态实际情况进行剪除，以免产生黑臭水体，保持水体生态环境的可持续发展[5]。

结语

综上所述，在人工湿地水生态恢复实践中，水生植物的关键性不言而喻，其所起到的促进性作用极为突出。因此，在人工湿地水生态修复过程中，必须充分遵循水生植物种植与成长的基本原理与规律，创新人工湿地水生态恢复方式方法，强化水生态恢复过程控制，促进良好生态环境的形成。同时，相关人员应积极探索，不断研究，始终保持积极开放的心绪，全面学习与创新水生植物应用方法，为促进现代水生态环境的形成保驾护航。