水生植物对湖泊生态系统的影响
水生植物对水环境污染的治理和修复

水生植物对水环境污染的治理和修复水生植物是一种非常特殊的植物,它可以在水中生长,不同于陆地上的植物,水生植物具有对水环境的治理和修复的功能。
在实践中,许多城市的水环境污染问题非常严重,因此需要引进水生植物来对水环境进行治理和修复。
本文将围绕着这个主题进行分析和探讨。
一、水生植物对水环境污染的治理对于水环境污染的治理,水生植物具有非常大的优势。
首先,水生植物可以吸收和净化水体中的有害物质,包括重金属、化学物质等。
其次,水生植物可以稳定水中有害物质的浓度,有效遏制污染物的扩散和传播。
最后,水生植物还能减少底泥中的废气排放,防止氧化还原反应对水体产生负面影响。
在水体中引进适宜的水生植物,通过植物自身的生长和代谢,对水体进行治理是目前比较流行的处理方式。
比如,在河流和湖泊中引进睡莲,既可以增加水体的氧含量,有助于水中生物的繁殖,又可以吸收水中的营养盐,有效遏制富营养化的发生。
同时,在河床上铺设适当的水生植物,可以有效增强河岸的稳定性,减少水土流失的现象。
另外,水生植物的引入还能有效减少底泥中的污染物,对底泥中金属离子、氮、磷等进行吸收和分解,并将其转化为有机物。
这一方面可以减少底泥污染对水质的负面影响,另一方面还可以增强水生植物的生长。
总的来说,水生植物在水环境污染治理方面具有独特的优势,同样也是一种能够实现生态恢复的有效措施。
二、水生植物对水环境污染的修复水生植物的生长和繁殖能够有效修复水环境污染,这也是将水生植物应用于污水处理的主要原因。
在生态系统恢复工程中,水生植物的引入能够促进新陈代谢以及环境的改善。
具体来说,水生植物的引入可以使水体的水位得到改善,形成多个生态环境,减少污染物对水体和水体生态系统的破坏。
此外,水生植物对水质的修复还有助于河流的生态系统建设。
比如,绿色藻类的引入可以有效提升河流的生态系统耐受性,促进水体中的营养循环管理,减少有害物质的产生。
此外,水生植物的生长还可降低水中硝化细菌数量,从而减少其对水体的污染。
湖泊水生植物繁荣:湖水草清理服务的好处

湖泊水生植物繁荣:湖水草清理服务的好处湖泊是自然界中美丽而宝贵的水域资源。
水生植物在湖泊中扮演着重要的角色,不仅为湖泊生态系统提供氧气、食物和栖息地,还能净化湖水、维持水质稳定。
然而,当湖水草过度生长时,会导致湖泊生态系统遭受破坏,这就需要湖水草清理服务的介入。
本文将重点探讨湖水草清理服务的好处,以期增进人们对湖泊保护及生态平衡的认识。
首先,湖水草清理服务有助于维护水生植物的繁荣。
湖泊中的水生植物包括浮叶植物和沉水植物,它们是湖泊生态系统中不可或缺的组成部分。
然而,由于人为活动、水体富营养化和水生植物种子传播等原因,湖水草往往会过度生长,导致水域通风不良、光照不足等问题的出现。
湖水草清理服务可以高效地减少水生植物覆盖面积,使湖泊的光照透明度得到恢复,从而有利于维持水生植物丰富多样的生态环境。
其次,湖水草清理服务有助于改善湖泊的水质。
湖水草清理服务不仅可以清除湖水表层的水生植物,还能彻底清理湖底的沉水植物和泥沙堆积。
这些措施能够有效地减少水体富营养化现象的发生,防止湖泊水质变差。
过度生长的湖水草往往会导致水体缺氧,释放出大量的有机物质,容易引发蓝藻暴发等水源污染问题。
通过湖水草清理服务,可以将这些有机物质和富营养物质彻底清除,改善湖泊的水质,提升生态环境的质量。
此外,湖水草清理服务对于保护湖泊周边的生态系统也具有积极的影响。
湖泊是许多生物栖息和繁衍的理想场所,它们提供了食物链的重要环节。
过度生长的湖水草可能会抑制其他生物,导致生态平衡的紊乱。
湖水草清理服务可以有效地控制湖水草的生长,保持湖泊的生态平衡,让更多的生物得到适宜的栖息环境。
这有助于保护湖泊周边的生态系统的稳定性,维护生物多样性。
此外,湖水草清理服务还能为当地社会经济发展带来一定的好处。
湖泊是旅游业和休闲娱乐活动的重要场所,吸引了大量的游客和投资。
然而,过多的湖水草会降低湖泊的美观度和舒适度,对游客的体验造成负面影响。
通过湖水草清理服务,可以恢复湖泊的原始景观,提升湖泊的吸引力,进而增加游客流量。
水生植物对水环境的修复作用

水生植物对水环境的修复作用水是一切生物生存的保障,可是由于人们对环境污染的认识,近代经济发展的同时,环境污染也变得越来越严重,重金属污染、水生植被疯长、水体富营养化等水污染到了令人担忧的境地。
近几年,保护环境的呼声越来越高,人们开始研究环境的治理。
随着湖泊水环境治理研究的深入,人们发现在“引水冲污”、“截污减排”等工程实施后,湖泊水环境的富营养化、重金属污染等的趋势并未得到本质上的改善,近几年一种新的水治理方式——水生高等植物对湖泊水环境的修复得到重视,各地相继实施了植物生态修复工程。
1水生高等植物对的水环境修复机制由于长期生活在缺氧、弱光的环境中,经过漫长的生物进化选择,水生植物在本身的解剖结构上形成了特有形态。
根、茎、叶形成完整发达的通气组织,保证器官和组织对O2的需要;发达的根系组织,保证各营养物质的吸收等。
水生植物在水生态系统中处于初级生产者地位,它通过光合作用将太阳能转化为有机物,生产出大量的有机物质,为水生动物及人类提供直接或间接的食物,同时水生植物也是水生生态系统保持良性循环的关键,也是水生生物群落多样性的基础,因此完整的水生植物群落是维持水生生态系统结构和功能的关键因子。
水生高等植物对水环境的修复主要是通过自身的生长以及协助水体内的物理、化学、生物等作用而去除受污染水体中的营养物质,污水中的部分有机、无机物质以及含磷含氮污染物作为植物生长所需的养料被吸收,部分有毒物质被富集、转化、分解。
高等水生植物的存在可以为真菌、细菌等微生物活动提供场所,并通过其发达的通气组织将O2输送到根际,抑制厌氧微生物生长,为好养微生物降解有机污染物提供良好的根际环境。
水生植物对水环境的净化功能主要表现为以下几个方面。
高等水生植物分为挺水、漂浮、浮叶、沉水4种生态类型,它们对水体中的营养盐均有很好的吸收、净化能力。
水生植物对营养物质的吸收有利于水体中N、P等营养平衡,能有效地控制水体富营养化。
水生植物主要通过根部吸收污染水体底质中的N、P等营养元素,同时具有光合功能的植物体也吸收来自水中的游离态N、P等营养元素。
水生植物的生态功能和资源应用

水生植物的生态功能和资源应用
水生植物的生态功能和资源应用如下:
生态功能:
1. 水生植物能通过根系吸收水中的养分和有害物质,如氮、磷等,有效降低水体中的营养盐含量,减少水华和富营养化现象的发生。
2. 水生植物的叶片和茎干能够吸附悬浮物和有机污染物,如重
金属、农药等,净化水中的有害物质,提高水质透明度。
3. 水生植物还能提供生态系统服务,如栖息地提供和生物多样
性保护,维持水体生态平衡。
资源应用:
1. 水生植物可用于河道景观、湖泊湿地景观等。
2. 水生植物可以吸收水体中的重金属及有机物质等有害物质。
3. 水生植物可以通过光合作用固定大气中的二氧化碳形成气肥。
4. 水生植物对于净化水质和水环境有重要作用,能够对污水进
行再利用,增加经济效益。
5. 水生植物为水生生物提供了丰富的食物来源,为水体提供了
充足的氧气。
同时它们可以吸收水体中有害物质,净化水质,改善生存环境,因此在城市中具有十分重要的经济价值。
综上所述,水生植物在生态功能和资源应用上具有重要作用。
植物生长对水体环境的影响

植物生长对水体环境的影响水是地球上最重要的资源之一,支持着生命的存在和持续发展。
而植物生长作为生态系统中的重要组成部分,对于水体环境有着不可忽视的影响。
本文将探讨植物生长对水体环境的影响,并分析其中的重要因素。
一、植物生长对水质的影响植物通过根系吸收水分和养分,其生长状态直接关系到水体的水质。
首先,植物通过吸收水中的营养物质,尤其是氮、磷等元素,可以减少水中有害物质的浓度。
例如,水中过高的氮和磷含量会导致富营养化问题,而一些水生植物如水葫芦、浮萍等能够吸收这些养分,起到净化水体的作用。
其次,植物通过光合作用释放氧气,并吸收二氧化碳,维持水体中的氧气平衡。
氧气是水生生物生存的基本需求,植物的光合作用能够提供充足的氧气,并减少水中的有机废物滞留,改善水质。
同时,水中过高的二氧化碳含量也可能导致酸化问题,水生植物的生长可以吸收二氧化碳,防止水体酸化。
此外,植物的根系可以减少水体的水动力,防止水土流失和河床侵蚀。
植物的根系对于土壤的黏土颗粒有着一定的吸附作用,能够保持土壤结构的稳定性,减少水流对土壤的冲刷,并防止污染物的外溢。
二、植物生长对水量的影响植物的生长对水体的水量有着直接的调节作用。
首先,植物通过蒸腾作用排出水分,从而减少水体的总量。
蒸腾作用是植物吸收根系水分后,通过叶片释放水分到大气中,这过程中水分会蒸发至空气中,对水体形成一定的消耗。
特别是在干旱地区,植物的蒸腾作用可以进一步加剧水体的枯竭。
然而,植物的根系作为水分的吸收器,也具有增加水体自身水量的作用。
植物的根系可以促进地下水的渗透并保持土壤湿度,从而增加降雨后土壤里的存水量,有助于维持水体的稳定。
此外,植物的根系还能为植被周围的地下水库提供水分补给,从而提高水体的总水量。
三、因素影响植物对水体环境的影响植物对水体环境的影响受到多种因素的制约。
首先,植物的生长状态与水体的状态紧密相关。
水质的优劣、水量的充足与否、水动力强弱等都会影响植物在水体中的分布与生长。
湖泊生态系统的生态环境效应

湖泊生态系统的生态环境效应湖泊是一种非常特殊的水域环境,它既有丰富的生态资源,也承担着重要的物质代谢和环境保护功能。
湖泊生态系统对生态环境有怎样的效应呢?我们可以从以下几个方面来探讨。
一、湖泊提供水资源湖泊是地表水中的一种,因其蓄水能力大、水量稳定等特点,被广泛应用于灌溉、养殖等方面。
充足的湖泊水资源,不仅满足人类生产和生活的需求,而且可以推动当地的社会经济发展。
然而,长期以来湖泊受到各种环境污染和水资源紧缺的威胁,已经成为了当前生态环保和经济可持续发展所需要关注和解决的重要问题。
二、湖泊维持生物多样性湖泊生态系统是生物多样性的重要组成部分。
藻类、水生植物、浮游动物、底栖生物等丰富的生物群落,构成了湖泊独特的生态景观。
湖泊生态系统中的物种分布、数量分布以及物种间的相互关系等方面的影响,深刻影响着湖泊的生态系统平衡与稳定,甚至与整个生态系统的健康有着密切关联。
三、湖泊保持水环境质量湖泊对水环境的净化功能非常重要。
对于最初的水质处理来说,湖泊可以将暴雨卷括下的多余水分和水中悬浮物和杂质通过沉积到底部,在一定程度上减少水污染物的输入。
另外,湖泊还可以吸收并控制一些污染物质,如有机物、营养化合物等,达到稳定、持久的去污作用。
因此,湖泊的水环境质量保护是生态环境不可忽视的一部分。
四、湖泊影响周边气候湖泊能影响周边气候环境。
湖泊的水面积较大,表面蒸发能力相对较高,这意味着温度较低的时候湖泊会释放热量,而在温度较高时则会吸收热量,对周围环境的温度有所调节。
湖泊还可提供空气调节功能,亦即在夏季增加了空气湿度,对改善当地的干燥状况有很好的作用。
总之,湖泊生态系统对环境的影响与效应非常广泛,既有着整体的生态资源保护与调节作用,又反过来为社会经济的健康发展提供了稳定的资源保障。
因此,在保护和维护湖泊生态环境上,我们必须增强生态意识和保护意识,切实维护好我们的生态环境健康。
水生植物的生态功能和利用

水生植物的生态功能和利用水生植物是指生长在水中、或者在水边的植物,其分布范围广泛,包括湖泊、河流、沼泽、海岸等。
水生植物在自然界的生态系统中扮演着非常重要的角色。
本文将从几个方面介绍水生植物的生态功能和利用。
一、水生植物的生态功能1. 水的调节作用水生植物的生长需要大量的水和养分,它们可以在水中吸收大量的水分和养分,从而起到水的调节作用,降低洪水的发生,维持水质的稳定,最终保持自然生态系统的稳定。
2. 改善水质水生植物还可以起到净化水质的作用,能有效地固定一些有害物质,例如有机物质、废气、磷、氮等,从而起到净化水域的作用。
同时,水生植物所吸收的二氧化碳和释放的氧气有助于水域内氧气的循环,进一步改善水质。
3. 维护生态平衡水生植物的分布范围广泛,它们不仅能够为水中生物提供食物,还能提供生境,维护生态平衡。
水生植物还能保护河岸,起到固土防护的作用,防止河流岸边的侵蚀。
4. 美化环境水生植物的种类繁多,形态各异,叶子有的宽有的窄,花朵有的大有的小,为水域内增添生态景观。
同时,水生植物的分布还受到环境因素的影响,不同种类的水生植物在不同的环境中生长,每一个完整的生态系统都具有独特的景观特色。
二、水生植物的利用1. 制药和化妆品水生植物具有丰富的化学成分,为制药和化妆品行业提供了很多有用的原料。
例如,从夹竹桃中提取的物质可以用于治疗癌症;从藻类中提取的物质可以用于生产抗氧化剂,有效防止皮肤老化。
2. 食用水生植物水生植物的食用历史悠久,包括荸荠、莲藕、香蕉等多种水生植物。
食用水生植物有助于改善口味和增加营养价值,例如荸荠可以消暑、清热;莲藕含有丰富的碳水化合物,有利于增加能量。
3. 园林观赏水生植物在园林中也是常见的景观植物,它们可以用来修饰水池、湖泊等区域。
水生植物可以与鱼类、龟类等水生生物相结合,形成美观的景色,具有很高的观赏价值。
4. 饲养观赏鱼水生植物还可以用来饲养观赏鱼,为人们的生活增添了乐趣。
湖泊生态系统的稳定性和恢复能力

湖泊生态系统的稳定性和恢复能力湖泊是地球上重要的水体之一,具有丰富的生态资源和重要的生态功能。
然而,随着人类活动的不断扩张与进步,湖泊生态系统面临着各种威胁和压力,其稳定性和恢复能力也受到了挑战。
本文将探讨湖泊生态系统的稳定性和恢复能力,并提出一些可能的解决方案。
在湖泊生态系统中,物种的多样性和相互作用是维持系统稳定性的关键。
例如,湖泊中的浮游生物、底栖动物和水生植物之间的相互作用可以维持食物链的平衡,保持水质和营养物质的循环。
当人类活动引入外来物种、破坏湖泊中生物群落的平衡时,湖泊生态系统的稳定性将受到威胁。
例如,过度捕捞和引入外来鱼类可能导致湖泊中物种的丧失和生态系统的崩溃。
此外,湖泊的水质也对生态系统的稳定性起到重要作用。
水质污染是湖泊生态系统中最常见的问题之一。
工业废水、农业面源污染和城市污水的排放都可能导致湖泊水质的恶化,破坏湖泊生态系统的平衡。
水质恶化不仅会对湖泊中的生物群落造成直接的伤害,还会影响湖泊的光合作用和生态系统的营养循环,从而使湖泊生态系统更加容易受到外界干扰。
湖泊生态系统的恢复能力是指其在受到破坏后能够自我修复和恢复的能力。
然而,湖泊生态系统的恢复过程是一个较慢的过程,也需要人类的干预和管理。
一种常见的湖泊生态系统恢复方法是生物修复,即通过引入具有生态功能的物种来恢复湖泊的生态系统。
例如,引入具有高抗污染能力的水生植物可以净化水质,恢复湖泊的生态功能。
此外,湖泊生态系统的恢复还需要控制和减少污染源的排放,加强湖泊的保护和管理,以促进湖泊生态系统的自我修复。
同时,湖泊生态系统的稳定性和恢复能力也需要建立在人与自然和谐共生的基础上。
人类活动对湖泊生态系统的影响是不可忽视的,因此,保护湖泊生态环境需要重视环境教育与社会参与。
通过加强环保意识,推广环保知识,提高人们对湖泊生态系统的认知,可以减少人类对湖泊生态系统的破坏,促进湖泊的生态保护和修复。
总结起来,湖泊生态系统的稳定性和恢复能力是保护和管理湖泊生态资源的重要问题。
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水生植物对湖泊生态系统的影响概述水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。
大型水生高等植物主要包括两大类:水生维管束植物和高等藻类。
水生维管束植物通常有4种生活型:挺水、漂浮、浮叶和沉水。
总体看,水生维管束植物(以下简称水生植物)对湖泊生态系统的影响分为生物化学作用和非生物化学作用,见图1[1]。
作为湖泊生态系统结构和功能的重要组成部分,水生高等植物是保护水生生态系统良性运行的关键类群,是良性湖泊生态系统的必要组成部分。
因此,近年来浅水湖泊的生态修复成为水环境保护工作的热点,但在实施过程中,对水生植物在湖泊中的作用仍缺乏系统认识,对浅水湖泊水生植物的恢复措施在诸多方面仍处于探索阶段。
为此,笔者结合国内外开展水生植物恢复过程中的技术措施,总结了浅水湖泊生态恢复的理论与实践。
图1水生植物对湖泊生态系统的影响1对营养盐的影响1.1净化机制水生植物对水体的净化机理主要有以下3方面:①植物对营养物质的同化吸收。
水生植物在生长过程中会从水层和底泥中吸收氮、磷同化为自身的结构组成物质,从而将水体中的营养盐固定下来,减缓营养物质在水中的循环速度,通过人工收获便可将固定的氮、磷带出水体。
但是,这种同化作用并非植物去除氮、磷的主要途径。
研究表明:植物对氮、磷的同化吸收只占全部去除量很小一部分,约2%-5%[2,3]。
②根际效应。
微生物是系统中有机污染物和氮分解去除的主要执行者[4],系统中微生物数量与净化效果呈显著正欢迎访问水/业导航网(www/h2o123/com)相关。
根系微生物是聚居在根际,以根际分泌物为主要营养的一群微生物,根系微生物作用于周围环境形成根际,产生根际效应。
根系微生物不仅种类和数量远高于非根系微生物,而且其代谢活性也比非根系微生物高;另一方面,在根际,高等水生植物能将氧气从上部输送至根部,在根区和远离根区的底泥中形成有氧和厌氧环境,从而促进底泥微生物中的硝化与反硝化[5,6]。
③吸附作用。
水生植物根部的物理化学环境试验发现[3],沉水植物直接吸收的营养盐的量相比总量来说其实很少,但是沉水植物的存在可以降低水中营养盐的平衡浓度,改变水体和底泥中的物理化学环境,抑制藻类生长,改善水体生态环境。
4种生活型水生植物,以沉水植物对富营养化湖水净化能力最强,因为沉水植物的根部能吸收底质中的氮、磷,植物体能吸收水中的氮、磷。
1.2对水体中营养元素的影响1.2.1影响氮去除的因素氮的去除,除了植物吸收外还受其他因素影响,如氨的挥发、硝化与反硝化途径等。
硝化与反硝化途径是氮的一个重要去除途径。
Seitzinger[7]研究表明,沉积物--水界面氮的反硝化作用可去除湖泊外源氮输入负荷的30%-50%。
张鸿等研究发现[8],人工湿地对氮的净化机制中,植物的吸收起主导作用。
所以,究竟哪一种途径对氮的去除影响比较大还有待进一步研究。
(1)影响TN去除的因素。
水生植物的存在,能有效去除水中氮,使总氮明显下降。
温度升高有利于水生植物去氮,因为春季和夏季水生植物生长情况比冬季好,对氮的需求量大。
但也有例外,如中营养浓度下的伊乐藻,冬季的除氮效果更好,这可能与伊乐藻较好的抗寒性和生长习性相关[9]。
总体看,不同水生植物对水中氮的去除效果不同。
并且随时间推移逐渐显现其作用。
(2)影响硝态氮去除的因素。
水生植物对硝态氮的去除效果最明显,因为水生植物优先吸收硝态氮,同时由于硝态氮是氮循环中微生物等作用的直接底物,是最活跃的氮形态,可以通过反硝化的过程被去除,所以水生植物对硝态氮的去除效果同时受微生物和植物吸收的影响。
(3)影响氨氮去除的因素。
植物对不同形态氮的吸收具有一定的选择性。
通常认为,有机氮最先被植物吸收。
对无机氮,有研究发现植物优先吸收氨氮和其他还原态氮,据此认为植物对氨氮的去除率最高,去除速率较快[10,11]。
但有研究发现[12],水生植物对氨氮的去除效果与总氮、总磷及硝态氮相比,相对较差。
这是因为水中氨氮减少有4个途径:①通过气态氨直接挥发;②水生植物的吸收、吸附;③发生硝化作用转化为硝态氮;④吸附到底泥。
所以即使发现氨氮下降速率明显快于总氮,但是否主要是因为植物吸收,并不能确定[13]。
有研究者[14]认为,含氮有机化合物分解所产生的氨氮大部分是通过硝化和反硝化作用的连续反应而去除的,一旦这两个连续过程不能顺利进行,氨氮去除效果就不理想。
因此,到底是植物吸收对氨氮去除影响大还是硝化和反硝化作用影响大,还有待进一步研究。
此外,由于硝化细菌和反硝化细菌的数量和活跃程度与温度有密切关系,而且植物在低温时生长情况不好,因此,在冬季或低温时氨氮的去除效果会相对差此。
1.2.2影响磷去除的因素磷的去除,一方面是以磷酸盐沉降并固结在基质上的形式;另一方面是可给性磷被植物吸收。
由于有机磷及溶解性较差的无机磷酸盐必须经过磷细菌的代谢活动将有机磷酸盐转变为磷酸盐,将溶解性差的磷化合物溶解,从而除去水中的磷,所以,微生物对含磷化合物的转化在磷的净化过程中是一个限制性因子。
而湿地中植物的存在会强化微生物对磷的积累。
研究还发现[15],湿地植物对磷吸收差异较大,这可能与湿地植物根表铁氧化胶膜形成有关。
据报道[16],根表铁氧化胶膜的形成影响了水稻对磷的吸收,湿地植物与水稻有一些相同的生活习性。
可见,影响水生植物除磷效果的因素很多。
(1)影响TP去除的因素。
研究发现,植物摄取对总磷的去除率只有1%-3%,微生物同化作用为50%-65%,其余为物理作用、化学吸附和沉淀作用。
尽管植物对磷去除的直接贡献不大,但研究表明,植物表面附着的微生物对磷的同化作用其实间接来自植物的贡献。
总体看,沉水植物富集TP的能力要好于挺水植物[17]。
(2)影响正磷酸盐去除的因素。
水生植物对正磷酸盐的去除效果明显,其净化速率大于对TP的净化速率,因为水生植物生长时直接吸收正磷酸盐[12]。
事实上,植物吸收磷酸盐是通过两方面实现的:一方面,植物对营养盐有超量吸收;另一方面,植物利用根和茎向底泥输送氧气,改变底泥氧化还原状态,抑制铁磷的释放,促进磷酸盐的吸附[5,6]。
另外,碱性磷酸酶(APA)是影响上覆水各形态磷浓度的重要因素。
APA是一种专一水解磷酸单酯的诱导酶类,当水体中缺乏正磷酸盐时,可以藻类及细菌体中诱导产生[18]。
当上覆水中正磷酸盐缺乏时,APA促进了上覆水中有机形态磷向正磷酸盐转化,使得藻类可以利用有机磷以及无机的多聚磷作为磷源。
而沉水植物对APA有抑制作用,即沉水植物通过对APA的抑止减少正磷酸盐浓度。
1.2.3小结影响植物净化富营养化水体效果的因素很多,如温度、光照、微生物等。
一般来说,水温较高,植物生长旺盛,吸收的营养最多,同时生产量也最大,有较高的净化率;光照对植物生长也有重要作用,无光照时,水生植物不能进行光合作用,生长受到抑制,净化效率也会受到影响;植物吸收氮、磷往往是与根系微生物的联合作用,微生物对氮的硝化以及有机物的降解有重要作用,灭菌处理对水生植物去除TN特别是NH3-N的影响要大于对TP的影响。
总体看,水生植物对总氮去除率高于总磷,因为植物对氮的需求高于磷,而且水生植物体内磷的摄入来源不是唯一的。
不同水生植物对氮、磷等元素的富集效果以及抗逆性不同。
1.2.4存在的问题水生植物能通过多种途径有效去除水体中的营养盐,但也存在局限性。
一方面,水生植物只是在生长期内去除氮、磷等营养盐,而很少有植物能在冬季正常生长,冬季利用水生植物除污效果不佳;另一方面,水生植物对湖泊生态系统的影响是双重的,它象一把双刃剑,水生植物过多或过少对湖泊资源的多种功能利用都不利。
如果水生植物快速增殖,会覆盖水面,阻止阳光进入水体,防碍水生浮游生物生长,影响水体生物多样性和生长率,如果不及时收获,植物体腐烂又会对环境产生二次污染,影响水体质量。
以凤眼莲为例,其稀屏(密度为15-20kg/m2)比密屏(密度为35-40kg/m2)对污水中COD、总氮、氨氮去除率都要高,两者相差近50%[19]。
因此,适时收获,维持水生植物最大生长速度时的生长密度,有利于提高水生植物净化效率,减少其过度生长带来的危害。
1.3水生植物对沉积物磷释放的影响在大多数已研究的湖泊中,磷被认为是水体浮游藻类的限制性营养元素,但当外源性磷负荷量减少后,沉积物中的磷会逐步释放,在一定条件下,成为水体富营养化的主导因子。
而研究发现大型水生植物对底泥内源磷释放有抑制作用[20],主要表现在以下几个方面:①改变水环境条件。
研究表明,内源磷的释放受到水环境条件,如温度、溶解氧和氧化还原电位、pH、扰动等因素影响。
而大型水生植物特别是沉水植物,对水环境条件如溶解氧、氧化还原电位、pH等都有重要影响[21]。
②吸收作用。
沉积物中氮、磷的释放受到多种因素的影响和制约,机制也各不相同,但普遍认为沉积物和上覆水中的氮、磷的分配主要与二者之间的浓度差有关系。
在没有水生植物存在的情况下,沉积物向上覆水迁移的量要大于覆水向觉积物中迁移的量。
但当水中有水生植物存在时,由于植物对磷的吸收,使觉积物中磷的含量有一定的减少,从而发生了磷在上覆水与沉积物之间的重新分配。
③吸附作用。
大型水生植物的种植对湖泊底泥中的磷具有一定的吸附作用,可以降低底泥中磷的含量,改变底泥的化学物理特性,有助于降低底泥内源性磷释放强度。
④微生物作用。
微生物对磷在植物--上覆水--沉积物中重新分配起到重要作用,而水生植物会影响微生物的种类及数量。
有水生植物生长的沉积物的微生物生物含量要高于无水生植物的生物量含量。
研究发现[22],沉积物中的微生物生物量与解磷细菌数量之间有定正相关性,沉积物的磷含量与解磷菌的数量呈现一种负相关关系,且上覆水中的磷含量与解磷菌数量为正相关关系。
因为磷细菌在水体可溶性磷含量减少时会通过扩大其种群数量来分解沉积物中不同溶性的磷来供植物等对可溶性磷的需求。
2对重金属的吸收净化金属不同于有机物,它不能被微生物降解,只有通过生物吸收从环境中除去。
Thaer[23]发现水生植物对受污染河水中的Mn和Zn具有较高的富集能力。
Sparling[24]等指出,水中大型植物中金属浓度受土壤和水质pH值的影响,水生植物的金属生物利用率取决于许多因素,包括环境金属浓度、土壤或水pH值、配位体浓度、与其他金属对络合点的竞争以及暴露方式等。
在同一湖泊中,不同种类的水生植物体内金属含量差别很大。
同一种类在不同湖泊中,水生植物体内的金属含量相差也很大。
水生植物对重金属的忍受能力大小因植物的生活类型不同而异,一般为挺水植物大于漂浮,浮叶植物大于沉水植物[25];而吸收积累能力是沉水植物大于漂浮,浮叶植物大于挺水植物[26],根系发达的水生植物大于根系不发大的水生植物[25]。