水生植物在水污染控制中的生态效应

时间：2008-11-28 来源： 作者：王乐

3.植物根系释放

湿地系统具有明显的缺氧环境，湿地中氧的传播速率约为陆地环境氧的传播速率的万分之一。水生植物则具有适合在缺氧条件下生存的结构与特征，包括茎肥大，茎和根的中心具有较大的组织，茎中空，具浅根系等。植物的这种特殊结构，有利于氧在其体内的传输并能传递到根区，不仅满足了植物在缺氧环境的呼吸作用，而且还可以促进根区的氧化还原反应与好氧微生物的活动。将光合作用产生的氧传递到根区，在根区的还原态的介质中形成氧化的微环境，根区有氧区域与缺氧区域的共同存在为根区的好氧、兼氧和厌氧微生物提供了各自的小生境，使不同微生物都能发挥各自的作用。氧在植物根部的释放主要取决于植物内部氧的浓度、周围基质的需氧量以及植物根壁的渗透性。植物通过吸收而在根部释放氧是由其本身的结构所决定的，植物的结构阻止了其在径向的泄露，并努力使释放到根区的氧的损失减少到最小。氧的释放率一般在根的亚顶端区域最高，并随距离根尖的增大而降低。水生植物具有对流型通气组织，其根区和根部都具有较高的内部氧的浓度，这种对流型的气体的流动明显增加了可供氧根的长度，同时还可以通过氧化和脱毒减少根部一些潜在的有害物质。除了根系可以释放氧外，根系还可以释放其它物质。一些植物的根系分泌物能杀死污水中的细菌和病原微生物，湿地运行过程中对细菌的高去除率，验证了上述结论。一些植物释放的克生物质对其它植物的生长产生抑制或促进作用，表现植物间的相生相克作用。凤眼莲、水花生、水浮莲、宽叶香蒲等可以分泌出克藻物质，对水体中藻类的繁殖具有明显的克制作用。同样藻类也可以对高等水生植物产生克制作用，尤其是当藻类大量繁殖形成水华时，高等水生植物的生长率和叶绿素均呈下降趋势。

二、水生植物对水污染控制的影响因素

大量实践证明，水污染的控制与植物的类型、群落构成、覆盖度、水体透明度等因素相关。

1.植物类型和群落构成

在提高植物处理效果研究方面，一个重要的研究内容是如何选择合适的植物种类和确定不同植物的组合。漂浮植物是人工湿地中常用的一类植物，就去除效果而言，凤眼莲的净化效果最好。挺水植物芦苇、香蒲的使用频率最高。很显然，不同的物种或同一物种在不同湿地环境中的净化效果都会有较大的差异性。作者在宜兴进行的以多种植物构成的人工湿地系统净化河水的试验结果表明，多种植物合理的搭配较单一植物具有较好的处理效果，混合种不仅使湿地的净化率提高，且净化效果更稳定，夏汉平的研究结果也证明了这一点，且混合种有可能解决NO3-中N-的净化问题。吴振斌、邱东茹等利用在武汉东湖建成的大型围隔生态系统，对水生植物特别是以沉水植物为主的水生植物群落对水质的改善作了定性、定量研究。试验结果表明，沉水植物可以显著改善水体的理化性质，在不同营养级水平上具有维持水体清洁和自身优势稳定状态的机制，水生植物有过量吸收营养物质的特性，可降低水体富营养化水平。水生生态系统逐步恢复，关键取决于其自身的自净能力和环境容量，而自净能力和环境容量又取决于稳定的和优化的水生植物群落的形成。沉水植物群落的是建立草海优化生态系统的基础，草海历史上长期以来，沉水植物就是湖泊中最主要的生产者。随着水体富营养化的加剧，沉水植物大量消亡，草海的水生植物群落的构成发生了很大的变化，漂浮植物凤眼莲成为草海的单优势群落，致密生长的凤眼莲使湖水复氧受阻，水体中溶解氧得不到补充。凤眼莲虽具有很强的吸收N、P的能力，但过度繁盛的凤眼莲腐烂造成的二次污染反而加重了水体的富营养化水平。

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