水生植物在水污染控制中的生態效應

時間：2008-11-28 來源： 作者：王樂

3.植物根系釋放

濕地系統具有明顯的缺氧環境，濕地中氧的傳播速率約為陸地環境氧的傳播速率的萬分之一。水生植物則具有適合在缺氧條件下生存的結構與特征，包括莖肥大，莖和根的中心具有較大的組織，莖中空，具淺根系等。植物的這種特殊結構，有利于氧在其體內的傳輸并能傳遞到根區，不僅滿足了植物在缺氧環境的呼吸作用，而且還可以促進根區的氧化還原反應與好氧微生物的活動。將光合作用產生的氧傳遞到根區，在根區的還原態的介質中形成氧化的微環境，根區有氧區域與缺氧區域的共同存在為根區的好氧、兼氧和厭氧微生物提供了各自的小生境，使不同微生物都能發揮各自的作用。氧在植物根部的釋放主要取決于植物內部氧的濃度、周圍基質的需氧量以及植物根壁的滲透性。植物通過吸收而在根部釋放氧是由其本身的結構所決定的，植物的結構阻止了其在徑向的泄露，并努力使釋放到根區的氧的損失減少到最小。氧的釋放率一般在根的亞頂端區域最高，并隨距離根尖的增大而降低。水生植物具有對流型通氣組織，其根區和根部都具有較高的內部氧的濃度，這種對流型的氣體的流動明顯增加了可供氧根的長度，同時還可以通過氧化和脫毒減少根部一些潛在的有害物質。除了根系可以釋放氧外，根系還可以釋放其它物質。一些植物的根系分泌物能殺死污水中的細菌和病原微生物，濕地運行過程中對細菌的高去除率，驗證了上述結論。一些植物釋放的克生物質對其它植物的生長產生抑制或促進作用，表現植物間的相生相克作用。鳳眼蓮、水花生、水浮蓮、寬葉香蒲等可以分泌出克藻物質，對水體中藻類的繁殖具有明顯的克制作用。同樣藻類也可以對高等水生植物產生克制作用，尤其是當藻類大量繁殖形成水華時，高等水生植物的生長率和葉綠素均呈下降趨勢。

二、水生植物對水污染控制的影響因素

大量實踐證明，水污染的控制與植物的類型、群落構成、覆蓋度、水體透明度等因素相關。

1.植物類型和群落構成

在提高植物處理效果研究方面，一個重要的研究內容是如何選擇合適的植物種類和確定不同植物的組合。漂浮植物是人工濕地中常用的一類植物，就去除效果而言，鳳眼蓮的凈化效果最好。挺水植物蘆葦、香蒲的使用頻率最高。很顯然，不同的物種或同一物種在不同濕地環境中的凈化效果都會有較大的差異性。作者在宜興進行的以多種植物構成的人工濕地系統凈化河水的試驗結果表明，多種植物合理的搭配較單一植物具有較好的處理效果，混合種不僅使濕地的凈化率提高，且凈化效果更穩定，夏漢平的研究結果也證明了這一點，且混合種有可能解決NO3-中N-的凈化問題。吳振斌、邱東茹等利用在武漢東湖建成的大型圍隔生態系統，對水生植物特別是以沉水植物為主的水生植物群落對水質的改善作了定性、定量研究。試驗結果表明，沉水植物可以顯著改善水體的理化性質，在不同營養級水平上具有維持水體清潔和自身優勢穩定狀態的機制，水生植物有過量吸收營養物質的特性，可降低水體富營養化水平。水生生態系統逐步恢復，關鍵取決于其自身的自凈能力和環境容量，而自凈能力和環境容量又取決于穩定的和優化的水生植物群落的形成。沉水植物群落的是建立草海優化生態系統的基礎，草海歷史上長期以來，沉水植物就是湖泊中最主要的生產者。隨著水體富營養化的加劇，沉水植物大量消亡，草海的水生植物群落的構成發生了很大的變化，漂浮植物鳳眼蓮成為草海的單優勢群落，致密生長的鳳眼蓮使湖水復氧受阻，水體中溶解氧得不到補充。鳳眼蓮雖具有很強的吸收N、P的能力，但過度繁盛的鳳眼蓮腐爛造成的二次污染反而加重了水體的富營養化水平。

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