沉水植物对水体净化的进展分析

李飞亚

摘要：沉水植物对水生态系统具有较强的水体净化与修复的功能，也是水生态系统发展程度的重要标志，保证水体的良性循环，促进水生态系统呈现出多样性，优化水体的自净能力。本文从沉水植物对水体的净化机理入手，深入分析沉水植物对水体净化产生的影响，以实际情况为主明确其对水体净化的效果，以供参考。

关键词：沉水植物;水体净化;影响因素

引言

在上世纪八十年代，沉水植物逐渐被应用在水体治理与生态修复中，充分发挥出其功能性，净化水体水质，优化水体生态系统结构，提高生态系统的稳定性。与其他类型的技术相比，沉水植物对水体净化更具有优势，成本相对较低，治理方式较为简单，整体安全性高，并兼具一定的水体观赏价值。

一、沉水植物对水体净化的机理分析

在富营养化水体中，水体的生物多样性较高，水体透明度也较高，相对的藻类等浮游植物较少，溶解氧含量高，由此可见沉水植物在富营养化的水体中具有良好的重建与恢复作用，促使生态环境得到改善。沉水植物是水生态系统的初级生产者，自身对水生态系统的平衡与稳定具有良好的促进性，优化物种的多样性，促使阶段的水体体质得到净化，以达到改善的目的。在净化过程中，沉水植物以自身的根、茎、叶为基础吸收与吸附水体中存在的悬浮颗粒与可溶性物质，达到除去水体中存在的氮、磷等营养物质[1]。在发展过程中，为满足现阶段的水体多变环境，沉水植物也不断进化，促使自身的根茎叶表皮细胞排列呈现出紧密性，以避免自身的同化功能降低，保证水体得到净化，具有较强的耐污性。

沉水植物与水体的接触面较大，利用这一优势形成天然的过滤层，灵活利用茎叶表面具备的离子交换、吸附以及络合的能力，将有机的悬浮物沉降，同时还能避免水体中已经沉降的营养物质与泥中的物质出现再度悬浮情况，加快悬浮性颗粒的沉降速度，降低底泥沉积物的再悬浮速度，以发挥出自身的作用[2]。沉水植物在生长过程中，利用自身的能力开展光合作用，将产生的溶解氧传输至根系，促使根系周围的氧化还原电位发生变化，促使根系周围形成溶解氧的复杂环境，为多种微生物的成长创造优质的环境条件。沉水植物的根系会产生一定的酶分泌物，进而形成大量的微生物基质，营造优质的生长环境促使其成为生物膜，提升微生物的分解代谢水平，以满足现阶段的发展需求。据相关的研究显示，沉水植物的生长环境中，原有的底泥中铁离子（Fe2+）被根际氧化为三价铁离子（Fe3+），在该环境中与磷酸盐形成铁磷络合物，促使底泥中存在的磷酸盐的释放得到抑制[3]。

二、沉水植物对水体净化的影响因素

（一）沉水植物的种类因素

沉水植物的种类不同导致自身的生活习性存在明显的不同，进而对水体中营养盐的需求不同，进而对水体中存在的氮磷去除率产生明显的区别，例如不同的沉水植物对水体中TP与TN的除去方式存在明显的不同，常见的去除方式主要有三种：第一种，灵活利用植物自身的功能通过叶片或者根茎对磷酸盐进行吸收，合成为磷脂、核酸、蛋白质等达到去除目的，如黑藻与金鱼藻。第二种，灵活利用茎叶吸附水体中存在的悬浮物，通过根茎叶分泌出一种物质促使其加速沉降速度，达到净化的目的，如篦齿眼子菜和马來眼子菜[4]。第三类为通过改变泥底的氧化还原状态抑制其存在的营养盐释放，以达到最终的目的。

（二）沉水植物的种植方式

实际上不同种植方式的沉水植物对水体净化产生的影响存在明显的差异性，例如对于菹草选择就沉栽法进行种植成活率约为80%，远远高于播种法，对黑藻与苦草来说选择扦插法的成活率约为90%与78%，合理的种植方式有助于促使现阶段的水体净化效果提升，以达到水体净化的目的[5]。与此同时，沉水植物的栽种品种与栽种密度也对当前的沉水植物生长与水体的净化效果产生影响，当密度较低时，虽然其植物生长空间较大，但其群落的发展速度较慢，而如果密度较大，则造成现阶段的植物交错，影响生态位，资源竞争较大，生长受到抑制，因此应根据实际情况对其种植方式产生控制，保证其密度合理。

（三）底质条件因素

水体中的沉积物为沉水植物提供了良好的供固着点，同时也为其提供优质的营养物质与微量元素，保证其健康生长。沉水植物的生长情况直接影响自身对水体的净化效果，如沉水植物所需要的氮与磷物质均从沉积物中吸收，因此丰富的营养盐底泥条件有助于植物生长，但不同的植物对其需求不同，需要根据实际情况明确其环境而选择植物。如马来眼子菜与苦草在营养较低的沉积物种可以良好的生长，而黑藻则可以在高营养环境中生长，但如果铵盐过多则可能对黑藻产生影响，限制生长[6]。

（四）水体环境条件

水体环境条件包含的内容较多，如温度条件、营养盐条件、光照条件、透明度条件、pH值条件等，均对沉水植物的生长产生影响，进而沉水植物的净化效果产生影响。对于沉水植物来说，在生长过程中，可以吸收大量的营养物质，但如果氮磷浓度过高，也可能对植物的生长产生影响，甚至严重时造成沉水植物死亡，再次产生污染。当氮磷含量过高时，藻类会大量的生长，降低透明度，恶化水下光环境，降低植物的生长速度。温度是植物生长的必要条件，影响自身的生活理性，如过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性受到直接的影响，最终影响光合作用[7]。

三、沉水植物对水体净化的效果分析

（一）可以合理的稳定水生态系统

沉水植物是生态系统中的重要组成部分，在生长过程中直接或者间接的为水生态系统中其他物种提供良好的养分或者食物，营造优质的水生态环境，例如沉水植物是鱼类、底栖动物等水生动物的主要食物来源，以保证物种的种类多样化。沉水植物还可以为鱼类、虾类、螺类等水生生物提供良好的躲避天敌的场所，进行产卵或寻求庇护。由此可知，沉水植物可以为现阶段的水生态系统稳定性提供促进作用，保证物种的多样性，降低外界环境对水体产生的干扰。当沉水植物的生长环境被破坏或者植物消亡时，可能对其他生物与植物的生长产生影响，破坏生态系统的结构性，缩短食物链，将原有的稳定“水草型”水体变为脆弱的“藻型”水体，凸显出沉水植物的重要性[8]。

（二）促使水体中的富营养化因子降低

现阶段，水体中存在的富营养化因子主要为氮磷等营养物质，灵活运用沉水植物可以促使其富营养化因素减少，直接吸收与转化，将水体与底泥中的氨氮、可溶性磷酸盐、硝态氮等吸收，转化为蛋白质或者其他物质。沉水植物的存在还可以促使水体中氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和总氮（TN）等降解，但该过程需要与微生物协同合作，以达到最终的目的。例如在实验研究中发现黑藻、金鱼藻、马来眼子菜等植物对水体中的氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和总氮（TN）具有较强的去除效果，其除去效率可达70%，并且在植物生长过程中，沉水植物还可以有效的利用富集作用降低水体中有机物浓度与重金属浓度，以提升水体的整体质量，而菹草则对底泥中存在的 Cu、Pb、Zn、As等具有较强的吸收效果与富集作用，净化水体。

（三）促使水体的透明度提升

通过研究发现沉水植物可以有效的提升水体的透明度，以保证水体的质量提升，例如利用沉水植物自身的优势促使有机物分子降低，将有机物分子转化为小分子物质，进而可以被水体中的浮游动物、水生生物或者其他植物吸收，以此来降低水体中存在的悬浮性物质，或者选择直接与间接的吸附吸收方式达到净化的目的。沉水植物对于水体的底泥还具有良好的固定作用，有效的促使其稳定性提升，避免出现再次悬浮的情况，同时茎叶还可以有效的降低水体的流速，避免由于水体流速太快造成水体波动产生底泥再次出现再次悬浮情况，满足当前的发展需求。沉水植物的存在还可以为浮游生物提供优质的生产繁殖场所，利用浮游生物的吞食降低悬浮，净化水体，部分学者在研究过程中发现沉水植物可以从根本上降低水体的悬浮物（SS），保证水体的透明度在合理的范圍标准内，优化水体生态环境[9]。

（四）有效的抑制藻类生长

实际上，藻类与沉水植物均是水体中的初级生产者，但二者也存在明显的不同，沉水植物自身的体型较大，生长周期较长，具有明显的竞争优势，进而对藻类的生长产生明显的抑制性，同时自身为浮游生物提供良好的栖息场所，加速浮游生物的生长速度，增大其对藻类的摄取量，降低藻类的数量。通过生长空间、营养物质的需求竞争也产生明显的抑制性。在沉水植物的生长过程中，沉水植物自身分泌出一种化感物质，常见焦性没食子酸（PA）、儿茶酸（CA），2- 甲基乙酰乙酸乙酯（EMA）等，该类物质对藻类的细胞结构产生明显的破坏作用，同时还可以影响藻类的光合作用、蛋白质合成以及呼吸作用等，最终抑制藻类的生长，达到净化水体的目的。例如部分学者在研究过程中发现穗花狐尾藻分泌的多酚类物质对铜绿微囊藻的光合作用产生直接的影响，其主要是限制电子的传递，造成藻类的生长受到限制。

结论

综上所述，在当前的时代背景下，人们对自然环境的保护力度加大，促使水体的净化成为人们关注的重点问题。沉水植物自身的净化优势促使其被广泛的应用在水体的修复与净化中，合理对水体的富营养化进程控制，丰富水体中的生物种类，抑制藻类的生长，吸收水体中的营养物质的氮磷含量，优化水体环境，但在应用过程中应根据实际情况明确沉水植物的种类与特性，进而保证充分发挥出自身的功能。

参考文献

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