清澈水源背后的“绿色工程师”

水是生命的源泉，是一切生物生存与繁衍的物质基础，与我们的日常生活和工农业生产息息相关。

世界上有80个国家、大约40%的人口正面临着严重的水资源短缺问题。随着工业化和城市化的快速推进，我国的河流生态系统面临着水质污染、生物多样性遭破坏及河岸侵蚀等问题。这些问题不仅威胁到水环境的健康与稳定，更会影响人类社会的可持续发展。在众多水域生态修复技术中，利用水生植物进行水质净化被视为一种既环保又经济的方法，它们不仅能吸收水中的污染物质，还能维护水域的生态平衡，从根本上改善水质。

水生植物一般是指能够长期性或周期性在水中或水分饱和土壤中正常生长的植物。根据进化程度不同，分为低等植物和高等植物。比如藻类就属于低等水生植物，而我们熟悉的莲和芦苇都属于高等水生植物。根据水生植物生活的水域或水质又可以分为淡水植物和咸水植物两大类。据统计，世界上约有33科、124属、1022种高等水生维管植物。

水生植物有哪些类型

由于水生植物长期生活在水域环境中，植物体的全部或部分的器官形成适应于水中或潮湿处生活的形态，使植物能够在水中或水面上进行光合作用和呼吸作用。水生植物根据叶和根在水中生长分布状况可分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物。

挺水植物

根或地下茎生长在底泥中，茎、叶挺出于水面或生长在潮湿的岸边，花多数在水面上开放。挺水性水生植物包括草本与木本两类。草本如莲、芦苇、香蒲、茭白等，它们通常生长在水边或水位较浅的地方，但是水位升高，植物体长时间被水淹没就会死亡。挺水木本植物通常生活在河流的入海口，比如红树植物。

浮叶植物

浮叶植物通常分布在水深3米以内的水域中。植物的叶片浮于水面，根或地下茎扎在水下底泥中，茎杆或叶柄能适应水的深度而延长，纤细柔软，长度可达1-2米，这种形态特征可以随水位的升降自动卷曲或伸长，使叶片始终保持浮于水面，如荇菜、睡莲、菱等。浮叶植物有异叶现象，如菱具有菱状三角形浮于水面的叶片，还有羽状细裂的沉水叶，这样的外部形态特征使植物能适应于水面和水下生活。

漂浮植物

漂浮植物通常较小，但形态非常奇特，如槐叶苹，它是一种无根植物，水下的根状物是它的沉水叶，已取代根的功能。浮萍的植物体变形呈叶状体，水花生具有横走茎，凤眼莲叶柄中空膨大如同“葫芦”，叶片呈莲座状着生，这些形态特征都有利于植物体在水面上漂浮。

芦苇主要生长在河岸等湿润的地方

漂浮植物与浮叶植物很容易发生混淆，它们的叶都是浮水生长，但是只要我们仔细观察便会发现两者的差别。它们最大的不同之处在于：浮叶植物的根或茎是固着在泥土里的，漂浮植物的根则是生活在水中，随水流四处漂行。虽然漂浮植物在水位下降时，根偶尔也会固着在土表，但只要水位上升，根便会脱离土表浮水生长。

沉水植物

这一类植物是最典型的水生植物，它们的植物体完全淹没在水中生长，没有水上形态。多数沉水植物会将根定着在底泥中，叶片通常呈线形、针形或丝状，质感较为柔软，这样的叶形有助于在流水中生长，以便减少浮力和水流的冲击。少部分沉水植物没有根，如金鱼藻、丝叶狸藻等，它们会依附在其他植物体间或随波漂浮。奇妙的是大部分的沉水植物在繁殖期间会将花挺出水面，以便授粉，如黄花狸藻。但是，也有一些沉水植物，它们的生活史完全在水中度过，就连开花也不例外，如茨藻科植物。

芦苇能起到净化作用

芦苇的净水“魔法”

“蒹葭苍苍，白露为霜。所谓伊人，在水一方。”《诗经》中的“蒹葭”其实就是我们常见的芦苇。自古以来，芦苇以其独特的姿态，打动了无数文人墨客。芦苇（Phragmites australis）是一种高大的多年生禾本科植物，它的茎可以长到1-3米高，茎上有20多个节，每一个节下面都会有一层白色的腊粉。叶细长，披针状线性，长达30厘米，具有明显的叶鞘。圆锥状花序长在最顶端，花序有很多分支，分支上有一些小穗，小穗通常有4-7朵小花。到了夏秋季开花时，白茫茫的一片，非常美丽壮观。

芦苇分布于全国各地，主要生长在海滩、沼泽地、河岸等湿润的地方。在湿地生态系统中，芦苇还为许多鸟类和其他动物提供了栖息地和食物来源。芦苇不仅是诗中的风景，更能起到净化污水的作用，是生态环境保护中的重要角色。让我们看看芦苇如何像个小小的环保卫士在水里忙碌工作吧。

首先，芦苇的根系非常发达，就像是一张密密麻麻的网。这张网可以过滤掉水中的悬浮物和泥沙，让水变得更加清澈。

其次，芦苇的根系能够吸收水体中的氮、磷等富营养化物质。这些物质通过根系进入植物体内，并在植物的生长过程中转化为自身的有机物质，从而减少水体中的污染物含量。如果氮、磷这类营养物质过多，会导致水体富营养化，出现水华和赤潮现象。人们选择合适的收割时机，去除芦苇地上部分，可以提高芦苇吸收氮磷的效率。

另外，芦苇通过光合作用制造氧气，氧气可以通过根系排放到水体中，一方面增加了水体的溶氧量，另一方面有助于好氧微生物降解有机物。芦苇根系周围生活着大量的微生物，这些微生物包括硝化细菌和反硝化细菌。硝化细菌可以将水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，反硝化细菌则将硝酸盐还原为氮气，从水体中逸出，进一步加速氨氮的转化和去除。

芦苇在水质净化过程中，扮演着过滤器、氧气制造机、清道夫等多重角色，还和微生物成为“搭档”。这种天然的水质净化方式非常环保。除了芦苇，很多水生植物都具有净化水质的神奇本领。研究发现，不同的水生植物对污水中不同营养物质的处理能力不同，沉水植物对水体重金属的吸收积累能力强于挺水植物，因此合理搭配多种水生植物能够提高对水体的净化能力。这些研究成果目前被广泛应用于城市公园、人工湿地和河道治理净化。

依法保护水生植物

由于部分人缺乏环保意识和法律意识，被经济利益诱惑，非法捕捞行为时有发生，对水域生态系统造成了破坏。李某、邱某明知洪泽湖全面禁捕，仍雇人驾驶机吸螺蚬船多次到洪泽湖水域捕捞芡实约3200公斤、螺蛳约50公斤。公安机关以李某、邱某涉嫌非法捕捞水产品罪将案件移送江苏省淮安市盱眙县人民检察院审查起诉。法院认为，两名被告人在洪泽湖湿地（省级湿地保护区）范围内，使用机吸螺蚬船这样一种掠夺性的捕捞工具，对湖泊水生植物资源和动物资源造成毁灭性损害，严重破坏了湖泊的生物多样性，同时也必将造成水体的富营养化，降低水体的自我净化和修复能力，威胁湖泊生态系统的健康稳定。法院作出一审判决，认定李某、邱某非法捕捞芡实、螺蛳的行为构成非法捕捞水产品罪，分别判处拘役5个月、4个月。宣判后李某、邱某未提出上诉，判决已生效。该案将水生植物与水生动物一同纳入非法捕捞罪的保护范围，既是打击非法捕捞行为维护生物多样性的必然要求，同时也彰显了人民法院以最严格制度、最严密法治维护湖泊自然生态平衡，实现人与自然和谐相处的信心与决心。

（本文作者为上海自然博物馆科学老师）

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