水生植物在湖泊富营养化生态修复中的应用

朱 潜

（中地清洋（湖北）检测认证有限公司，湖北 武汉 430000）

湖泊富营养化指的是湖泊等水体环境在人类活动的影响下，水体环境中大量输入氮、磷等营养物质，从而使得生态系统失去了本身的自我调节和修复能力，然后在光照等自然条件比较适宜的情况下，浮游类植物大量繁殖，导致水体的氧浓度大大降低，水生植物失去了必要的生存条件，然后就会退化甚至消失，水体环境中的生态系统遭到严重破坏，进而导致水质恶化以及鱼类等水生生物大量死亡。

湖泊富营养化的出现最直接的原因是人类的社会活动超过了湖泊的自我调节能力，从而使得水体中的氮、磷等营养元素的含量大大提升，水体中的浮游类植物数量大大增加，形成“水华”，水体发臭，水体pH值升高，鱼类大量死亡，水体内的生态环境被严重破坏。其实，在任何水体环境中，都会存在着富营养化的情况，只不过在没有人类活动干预的情况下，水体富营养化是一个十分缓慢的过程，大约需要几百年甚至上万年的时间，湖泊中氮、磷等营养元素的含量才能积累到富营养化的程度。人类的社会生产活动对湖泊等水体环境的干预导致了这个时间被大大提前。水体环境中的营养物质大大增加，使得水体中的生产者的生产能力大大增强，生物的数量大大增加，水体中生物种群的组成也会发生相应改变，逐渐由适合在富营养化的水体环境中生存的新生物所替代[1]。

1 湖泊富营养化的危害及现状

1.1 湖泊富营养化的危害

湖泊富营养化最大的危害就是导致湖泊环境中生物种群类型发生变化，许多大型的水生植物都会衰退，湖泊中生物链的结构变得简单，生物多样性变低。在正常情况下，湖泊中的各种生物无论是数量还是类型都处于一个比较平衡稳定的状态，当水体环境受到污染而加剧富营养化的过程，使得水体环境中氮、磷等营养元素的含量急剧增加时，就会引起水体中浮游类水生植物的大量繁殖，鱼类大量死亡，水体正常的生态系统平衡被打破，适宜富营养化水体环境的生物数量大量增加，其余生物则大量死亡，水体环境中生物的多样性下降。

在水体环境富营养化，以蓝藻和绿藻为主的浮游类植物数量大大增加，这些藻类植物会漂浮在水体表面，使水体变得浑浊，水体透明度大大降低，这会使得阳光无法射进水中，影响了光合作用的进行，进而降低了水体环境中的氧气含量，再加上浮游类植物的呼吸作用也会降低水中溶解氧的含量，导致水体环境变为缺氧状态，鱼类生物大量死亡，厌氧生物变为优势种类，大量释放氨气、硫醇等气体，使水质变臭，彻底恶化，有些藻类甚至可以分泌有毒物质，人类在饮用这些水质后，轻者会引发肠胃疾病，重者会直接重度死亡。而当供水基地的水体发生富营养化后，会大大增加水厂对于水体的净化难度和成本，影响出水效率[2]。

1.2 当前我国湖泊富营养化的现状

湖泊一直就有“天然水库”的美誉，这是因为淡水湖中的水量的98%是可以直接利用的，因此对人民的生产生活具有十分重要的作用。而随着我国近年来社会经济的快速发展，越来越多的湖泊流域开发活动开始进行，再加上人们对环境保护的意识比较淡薄，对土地的管理不够科学，农民为了保证土地的高产，大量使用肥料等都会对湖泊等水体造成不良影响，尤其是对肥料的过度使用，直接造成了水体的富营养化，据不完全统计，在近十几年中，我国对氮肥的使用提高了7倍，对磷肥的使用提高了3倍，在经雨水冲刷之后，大量的富营养盐都会随着地表而流入湖泊中，使得富营养化的状况越来越严重。有数据显示，在我国34个主要湖泊中，有55.6%的湖泊属于在中度富营养型，有15.3%的湖泊属于富营养型，重度富营养型占8.2%，而富营养化程度比较高的湖泊大都位于经济文化比较发达的城市，比如杭州西湖等，它们在我国的国民经济发展中都占据着比较重要的地位，日益严重的湖泊环境已经严重影响到人们的日常生产和生活，虽然相关的政府职能部门已经采取措施针对湖泊的富营养化进行治理，但是就当前形势来看，还需要继续加大治理和管理力度，以解决这一重大环境问题[3]。

2 水生植物在湖泊富营养化治理中的作用

2.1 化感作用

水生植物的一个关键的作用就是它可以向水中释放一种化感物质，这种化感物质可以有效抑制浮游类植物的生长，同时，这也是水生植物在水体环境中与其他生物竞争营养、阳光等生长所必需条件的主要方式。不同水生植物对不同藻类的抑制效果也有所不同，比如轮藻对斜生栅藻没有抑制作用，而对小球藻有明显的抑制作用。不同水生植物释放化感物质的部位不同，比如凤尾莲是通过根部向水中释放等。

2.2 吸收作用

湖泊富营养化主要是因为水中所含有的氮、磷元素的含量严重超标，水生植物本身具有吸收作用，因此可以直接吸收湖泊中的这些营养物质，然后同化为自身的结构，使氮、磷等物质的存储更加稳定，然后通过人工方式再将其移出水体。水生植物通过吸收这些营养物质促进自身增长，从而降低水中的营养物质的含量，进而抑制浮游类植物的生长[4]。

2.3 生态作用

水生植物的存在，极大地保证了湖泊环境中的生物多样性，首先水生植物本身就可以释放化感物质来抑制浮游类生物的繁殖，其次，还可以吸收水体中的营养物质来破坏浮游类生物生长所需的条件，最后，水生植物的存在可以为一些微型生物提供附着地，这些微型生物能够对浮游类生物进行捕食，从而间接地控制了生物的总体数量。

3 选择合适的水生植物

3.1 选择生长迅速、生长周期较长的植物

水生植物的生长周期如果比较短，那么既无法达到净化水体的作用，也加大了人工清理水体的难度，如果不能及时清理，也很容易加剧水体的富营养化。因此，在选择合适的水生植物时，生长量是一个很重要的参考指标，要选择生长比较迅速，生长周期比较长的植物来净化水体[5]。

3.2 选择吸收能力较强的植物

在水体环境中引入水生植物最主要的目的就是要净化水体，吸收其中过剩的营养物质，进而抑制浮游类生物的繁殖和生长，所以，要选择吸收净化能力较强的植物作为发展对象，我国水生植物的种类繁多，比如已知的挺水植物、沉水植物和浮水植物等都具有较好的吸收作用，而同一类型但是不同品种的水生植物对水体具有不同的净化作用，因此在实际养殖中，还要根据具体的水体环境来进行选择。

3.3 选择经济价值较高的植物

在进行湖泊等水体环境的生态修复时，不仅要关注其修复能力，还要适当的对其经济价值予以关注。比如，美人蕉既可以净化空气，同时还可以供人欣赏，它的根茎还有安神降压的功效等。

3.4 合理搭配水生植物

在水体环境中对水生植物进行搭配时，要根据具体的水体环境以及水生植物与水体的相容性来进行合理选择，按照科学的比例来对其进行时间和空间上的安排，这样才能保证整个水体生态系统的正常运转，实现生态系统的可持续性发展。多种水生植物的合理搭配效果要比单一种类水生植物对水体的净化效果好，不同水生植物具有不同的净化作用，湖泊水体环境的生物类型组成很复杂，因此如果有不同的水生植物，那么一定会更大程度的限制浮游类生物的生长，比如，利用挺水植物来限制藻类的生长，利用浮叶植物来与浮游生物竞争营养和阳光等生存条件。

4 当前湖泊富营养化生态修复中存在的问题及展望

从上文中可以看出，当前我国湖泊富营养化生态修复和治理中所存在的主要问题有两个方面：第一，人民在生产生活中对水体环境的保护意识比较淡薄，还没有切实地认识到水体富营养化对人们生活所带来的负面影响，在过分追逐经济利益的同时，对生态环境造成了极大的破坏。第二，在对水生植物的选择上还存在着一些问题，导致水生植物对水体环境的净化效果不是很明显。

水生植物的投入成本低，周期较短，管理相对简单，对水体的净化效果显著，在未来我国水体环境生态环境的修复治理中，水生植物的使用是必不可少的。湖泊水体的生态修复是一项系统工程，可以在很大程度上减少环境压力，相关职能部门要正确认识湖泊的生态恢复，它既不是简单的种草养鱼，也不是生物种群的人为搭配，它是一项系统的科学工程，是一项功在当代，利在千秋的大型事业。

5 小结

综上所述，水生植物在当前的湖泊富营养化治理中发挥着不可替代的作用。近年来，湖泊等水体环境富营养化越来越成为世界各国在面对水资源管理时的主要问题，大量相关领域的学者针对这一问题做了深入研究，也逐渐找到了利用水生植物进行湖泊富营养化治理的方法，而我国在这一方面的研究起步较晚，尤其是对于各种生态技术对湖泊富营养化治理的实践较少，大多还停留在研究阶段。不同水生植物对富营养化水体中的物质吸收效果是不一样的，而如何针对水体环境的特点选择合适的水生植物也是水体治理的关键步骤。本文就根据当前我国对湖泊等富营养化水体环境的研究进行了分析，重点介绍了湖泊富营养化的危害以及水生植物在生态修复中的重要作用，希望本文能给社会学者和广大热心人士提供一些参考。