维普资讯 http://www.cqvip.com 中国水土保持ＳＷＣＣ ２００７年第５期 ・１５・ 植物在水体修复中的布置 戴方喜，宋林旭 （三峡大学，湖北宜昌４４３００２） ［关键词］水体污染；水体修复；植物布置 ［摘要］水体的污染正直接影响着人类的生存环境和社会的可持续发展，而植物能有效地消减污染成分，恢复水生态 系统，提高水体自净能力。在利用植物对污染水体进行修复时，植物的配置和布局要遵循区域分异、生态适应性原则，整 体优化、功能需求原则，生物多样性、和谐共存原则等，布置在岸边、岸坡、消落带、水面、水底的植物在生态型、生活型上 应有所不同。介绍了具体的布置方案。 ［中图分类号］Ｘ１７１．４ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—０９４１（２００７）０５—００１５—０２ 长的生态要求，遵循生态适应性原则，因地制宜地种植适应的 植物，一般以过去存在过的较好的植物群落结构为模板，根据 需要适当地种植一些本地物种。从防止物种入侵的角度，也应 优先选择本地物种。 ２．２整体优化、功能需求原则 人类在享受越来越丰富的物质文化生活的同时，也在被越 来越严重的环境问题所困扰，尤其是水体的污染正直接影响着 人类的生存环境和社会的可持续发展。水体污染的修复势在 必行，许多科研工作者进行了大量的实验研究，寻求的解决方 案有物理的、化学的、生物的或相互结合综合的。但在实际应 用中总有些不足，一方面是治标不治本，一经处理随后产生二 在生态系统中，生物与环境是相互作用、相互影响的。一 个生态系统之所以具有自我更新和维持的能力，是因为生存其 中的物种之间、物种与环境之间存在着紧密的交互作用，这些 交互作用是维持生态系统健康的基础。因此，所选的物种之间 次污染，一方面是成本太高，操作不方便，或者没有很好兼顾景 观、效益等。随着生态学、生物科学的发展和循环经济发展模 式的推行，目前正趋向从植物研究开发中寻找解决办法。大量 的实验证明，植物能有效地消减污染成分，恢复水生态系统，提 高水体自净能力。本文探讨了污染水体的植物布置原则和方 案，旨在为水体修复提供思路。 １河流水体污染 应存在与天然植被相似的生存空间和生态关系，能使植被获得 充分的营养和能量，以及完全的自我维持与自然演替能力。利 用植物净化水体，主要是利用植物在被污染的环境中生长，能 吸收富集、转化固定、协同降解污染成分。如果所选物种耐污 能力不强，比较敏感，在污染物的作用下规模会越来越小，逐渐 消失，抗性个体比率扩大 。 ２．３生物多样性、和谐共存原则 河流水体具有流动性，自净能力比较强，但来自工业废水、 城镇生活污水、农业面源污染等污染源的污染量大，致使污染 速度大于自净速度，水体的污染加剧。我国大多数河流已经受 到不同程度的污染，河流一旦遭受污染，很容易波及整个流域。 对污染日益加剧的河流水体，一方面要控制污染源，减少进入 水体的污染物，降低污染速率，另一方面还得提高水体的自我 净化能力，逐渐取得河流生态足迹和其生态承载能力之间的平 衡…。水体的自净能力与水生生态系统中植物对污染物的消 减能力有关，植物的布置会影响到它们对污染物的去除效率。 因此。在利用植物对污染水体进行修复时，植物的配置和布局 要遵循一定的原则。 ２布置原则 ２．１ 区域分异、生态适应性原则 生物多样性包括物种多样性、遗传多样性、生态系统多样 性。若选择的植物在季节变化、物种、年龄、结构、间距、排列方 面均整齐划一，易形成单优的群落，在外界环境的干扰下比较 脆弱，容易引起一系列的生态问题。要构建一个生物多样、稳 定健康的群落，得考虑物种年龄结构上的多样性以及资源利用 上的多样性等。这些多样的植物与共生微生物种群之间、各种 植物之间、各种微生物之间、处理系统环境之间和谐共存。在 和谐共存的前提下，植物多样性可有效地增加空间生态位 ， 植物给根系微生物提供生态位和适宜的营养条件，促进微生物 的生长和繁殖，促使污水中植物不能直接利用的那部分污染物 转化或降解为植物可利用的成分，反过来又促进植物的生长和 发育，有利于提高生物多样性水平，进而提高生物之间的协同 作用，更好地达到治污效果。如果该处理系统没有它们的和谐 共存，处理系统就会崩溃，就不可能进行有效的污水治理。 ２．４其他 生态系统是一个非常复杂的系统，具有不确定性。地域、 气候、水文等自然条件的不同，污染原因和人类活动规律的差 异。导致污水中污染物质在迁移、转化、降解等生态行为上具有 明显的区域分异。在设计污水的植物处理方案时，必须有区别 地进行布水工艺与植物的选择及结构配置和运行管理。因此， 在选择物种和布置时，应考察种植地的生境条件，结合植物生 除了遵循自然规律和考虑目标功能、注重生态效益外，其 他的景观要求和经济效益也不能忽略。因此在设计规划时，也 得根据景观设计的要求，配置不同高度、不同形态的物种，给人 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ｌ６・ 中国水土保持ＳＷＣＣ ２００７年第５期 的载体上种植一些耐污去污能力强的陆生植物、具有经济效益 以美的享受。同时，构建的生态系统不仅仅是一个污水处理系 统，而且也是一个资源输出系统，污水植物治理技术的主要目 标就是使水生生态系统中的非循环组分成为可循环的组分，使 的农作物、具有观赏价值的花卉等，构成一座功能多样的生态 浮岛。 ３．５水底植物的布置 物质循环和再生的速度能够得以维持或加大，产生直接或间接 的经济效益。要把传统经济模式（资源一产品一污染物）产生 的污染物充分利用起来，种植经济作物或回收污染物再利用， 光通量随着水的深度和浊度的增加而减少，因此水底这种 特殊的生境适合光饱和点和补偿点较低的沉水植物。沉水植 走闭环流动型经济发展模式（资源一产品一再生资源），实现可 持续发展 Ｊ。 ３布置方案 由于种植区的立地条件不同，在遵循上述原则的同时，布 置方案也应有差别。利用植物进行生物处理的污水河流，其岸 边、岸坡、消落带、水面、水底布置的植物在生态型、生活型上应 有所不同。合理布置，能在较长时间内带来明显的生态效益、 社会效益、经济效益。 ３．１岸边植物布置 岸边绿化带种植不同植物，如乔灌木、花卉、草等，形成宁 静优美的岸边景观轮廓线，可美化周围环境，改善区域生态。 茂密的花卉、草地对雨水有一定的过滤作用，能较好地控制河 流的面源污染。 ３．２岸坡植物布置 岸坡绿化带种植的植物要注重其护坡和净化污染物的作 用，通常采用小灌木和根系发达的草本组合，配上一点花卉，增 强景观效果。小灌木比草本根系长且发达，对坡面有很好的加 筋和加固作用，增强了土壤结构的稳定性，又比乔木矮小，对坡 面的负荷小。灌丛下的草覆盖在坡面上，不仅可削弱雨滴对坡 面的溅蚀，而且增加了地表的粗糙度，减缓了坡面径流的流速， 削弱了径流对坡面的冲刷，阻止了颗粒物的迁移，同时植物的 吸收吸附作用也可截留入河雨水中的污染成分，减轻水体的污 染负荷。 ３．３消落带植物布置 消落带是指水库低水位与正常高水位间的岸带（水库的岸 坡高水位时浸在水中而在低水位时又露出的部分），其立地环 境特殊。淹露交替，生态环境变化大。丰水季节，在水的冲刷和 波浪作用下，可造成库岸淘蚀、塌方，生态环境很脆弱，一般植 物难以生存。因此，成功地种植合适的植物非常重要但也有一 定的难度，因一般情况下水生植物不抗旱，旱生植物不耐淹。 在这种特殊的生境下，可种植高、中、低不同高度的湿生植物， 如高层芦苇。中层香蒲 风车草，低层慈姑、李氏禾等。这些植 物形成净化带，对流入河中的地表径流和地下潜流起过滤作 用，能阻拦、吸收、转化可能进入水体的有机质及营养盐，且植 物的根茎也可分解、吸收、转化基质中的污染成分，有利于水体 自净。 ３．４水面上植物的布置 植物按生活型可分为水生植物和陆生植物。在水体中一 般都是考虑水生植物，如挺水植物、浮水植物、沉水植物。但在 超过一定深度的水中，布置挺水植物和沉水植物在操作上不是 很容易实现，更多的时候得借助载体，在水面上布置漂浮植物 （浮萍、水葫芦等），如通过生态浮床或水箱培养的方法，在漂浮 物吸收水体中的营养盐，消减营养负荷，降低浮游植物的生物 量，提高水体透明度，增加水中的溶解氧，为水生生态系统的稳 定创造了条件。同时，沉水植物覆盖在底泥的表面，能够使沉 积物稳定并减小水流速度及风浪的搅拌力度，抑制底泥中积累 的污染成分释放产生二次污染。在实际操作中，人工在高水头 情况下种植沉水植物比较困难。在超高度营养化水体中，一般 情况下各种沉水植物不易正常生长；在高度营养化水体中，黄 丝藻、黑藻、马眼子菜、水车前、金鱼藻、水茨藻等在生长过程中 逐渐减少，大茨藻、苦草等耐肥种相对占优势；在轻度富营养化 水体中，能适生的种类较为丰富，轮藻类、黑藻、马眼子菜、金鱼 藻、水茨藻等种类都能正常生长 Ｊ。 ４结语 污染水体是一个特殊的生境，污染水体的植物修复是一个 极为复杂的系统工程 ］，污染物对个体的生长繁殖、群落的演 替有很大的干扰作用，因此在这种环境下，植物群落的布置原 则和方案非常关键，关系到对水体污染成分的短期治理效果， 以及治理作用的可持续发挥。不同植物对不同的污染水体具 有一定的修复效果，沿岸植物的布置在一定程度上控制了进入 水体的外源污染，水底植物控制了底泥中污染物的释放。水体 植物在生长过程中，通过对污染物的吸收富集、吸附固定、去毒 降解，，减少了水体的污染负荷，提高了水体的自净能力。 ［参考文献］ ［１］黄铭洪，束文圣，周海云，等．环境污染与生态恢复［Ｍ］．北 京：科学出版社，２００３． ［２］周启星，宋玉芳．污染土壤修复原理与方法［Ｍ］．北京：科 学出版社，２００４． ［３］徐德兰，刘正文，雷泽湘，等．大型水生植物对湖泊生态修 复的作用机制研究进展［Ｊ］．长江大学学报，２００５，２（２）． ［４］李继州，程南宁，陈清锦．污染水体的生物修复技术研究进 展［Ｊ］．环境污染治理技术与设备，２００５，６（１）． ［５］方东，许建华，汪斌，等．利用大型围隔研究沉水植物对治 理南京市玄武湖富营养化的作用［Ａ］．水环境保护与管理 文集［Ｃ］．郑州：黄河水利出版社，２００２． ［６］孙铁珩，周启星．污染生态学的研究前沿与展望［Ｊ］．农村 生态环境，２０００，１６（３）． ［作者简介］戴方喜（１９６２一），男，湖北松滋市人，高级工程师， 学士，从事生态恢复工程研究。 ［收稿日期］２００６一ｌ２—３ｌ （责任编辑徐素霞）
