人工湿地中植物的作用（七）

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人工湿地中植物的作用（七）

1. 植物在人工湿地中具有重要价值。

3.1生态美学价值

湿地植物不仅是人工湿地中去除污染物的主体，而且还是人工湿地中一道亮丽的风景线，它在湿地中具有重要的生态价值。首先体现在它的生态美学价值经过十几年的研究人工湿地的内涵有了较大的发展目前已经集多种功能和价值于一身其中生态美学价值也成为该技术追求的目标之一,充分体现在湿地的清洁性、独特性、愉悦性和可观赏性等方面, 而这些价值主要是通过植物来体现的，既具有美观可欣赏性也能改善周围景观,这方面的研究多集中在水生植物上,陈飞星等在利用水生植物改善北京动物园水环境的研究中指出，荷花、睡莲等水生植物不仅本身具有很高的观赏价值，而且种有该类水生植物的湿地水域也为鱼群和水禽创造了适宜的生存环境，不时有鱼儿在游动.水禽在嬉戏，呈现出更为自然的野生气息，岳春雷等在杭州风景区内通过种植吉祥草和黑麦草构建人工湿地处理污水，不但成功的处理了污染,而且也美化了周围环境[33]。成都活水公园人工湿地塘床系统中的大型水生植物群落不但是人工湿地生态系统的骨架起着支撑系统的作用，同时还发挥着美化、绿化环境的作用[34]。所以湿地植物还发挥着重要的生态美学价值。

3.2环境调节功能

人工湿地如同普通的湿地一样可改善区域生态环境, 大面积的人工湿地系统提高了植被覆盖率, 可以抑制风沙侵蚀, 减少地表土流失,保障农业生产和人民生活的环境质量；人工湿地中的植物对于防止水土流失同样具有重要的作用,因雨水冲刷裹带的泥土进入人工湿地时会被过滤沉淀下来, 避免水土的直接流失, 进而促淤造地；除此之外植物的蒸腾作用可保护当地的湿度和降水量, 减少土壤水分的丧失，以达到调节微气候 ,改善城市环境的作用。城市热岛效应可增高城市气温,有关资料显示 ,北京城区的气温比郊区高0.17°。同时美国城市与周围地区比较以后发现:市区空气年平均温度高于郊区 ,太阳辐射减少20 % ,风速减少了 10 - 30 %。城市风发蒸发是耗热过程。观测结果表明 ,湿地蒸发是水面蒸发的 2 - 3 倍 ,蒸发量越多,导致湿地区域气温越低。强烈蒸发导致近地层空气湿度增加 ,降低周围地区的气温 ,减少城市热岛效应。

3.3保护生物多样性

湿地是一个独特的生态系统，决定了其生物多样性的特点。而湿地植物以其独特的功能又为其他生物提供了丰富多样的栖息地。湿地植物强烈改变周围环境的能力，对生态系统各方面都产生深刻的影响。植物的生命活动不仅受周围环境的影响，而且它本身也影响和改变着周围的环境。正是由于植物的这种对周围环境的物理的、化学的以及生物条件的改变，才使得人工湿地能够提供如此多样性的特点。

3.4稳定生态系统功能

湿地是稳定生态系统的一个重要链条。任何生物都是生态系统中的一个环节,对整个系统物质转换、能量转换和信息传递都有不可替代的作用。而植物又是人工湿地中第一个环节，所以当一个生态系统的植物的物种发生变化时,生态系统的功能也将发生变化。自然湿地湿地中蕴藏着丰富的野生动物物种, 是丹顶鹤、白头鹤、黑鹳和东方白鹳等濒危鸟类的繁殖栖息地,一旦这块湿地不复存在, 大量珍稀濒危物种就将受到严重危胁,区域内的生态系统稳定也将被破坏。健康的人工湿地同样蕴藏着各种丰富的动物资源，植物同样在稳定整个生态系统的稳定性方面发挥着重要的作用，

3.5植物在人工湿地中的经济价值

湿地具有极高的生物生产力, 其生产力甚至超过最集约经营的农业生产系统。从湿地产品获得的效益, 就单位土地而言,比任何生态环境要高得多。人工湿地也不例外。人工湿地生态系统经过近几年的发展，植物的经济价值在其飞速的发展中逐渐得到重视的,人工湿地虽然是作为一种污水处理系统，它的重点是去除污染物，但是被选植物所具有的经济价值我们却不能低估它,。在人工湿地系统的实际运行期间，湿地植被的管理往往成为一个难点，主要的问题是管理费用较高,但是如果在人工湿地建造初期选择应用于湿地的植物时，考虑选择一些具有一定的经济价值植物，这个问题就会变的较为简单,比如选择绿化用的苗木、花卉等作为人工湿地植物便可一举两得,。胡焕斌报道用木本植物作为人工湿地的主要植被且试验证明效果和芦苇接近[35]，所以近几年来人工湿地植物在完成去污任务的同时也体现出它的经济价值,黄时达等在利用人工湿地系统处理四川黔江地区白岩煤矿坑酸性污水和生活污水的研究中指出灯心草是适宜的湿地植物,不但因为灯心草具有较高的污染净化能力而且也是四川农民经常栽种的经济作物可以用于编织草席出售具有一定的经济价值[36]。大量实验都证实了芦苇在人工湿地中对污水中的污染物具有非常高效的去除能力，不仅如此，芦苇还是一种很好的工业原料，可以作为造纸、建材等原料。芦苇茎叶含有10种较高的动物必需的氨基酸，因此也是喂养牛、羊等家畜的很好饲料。但是一些人工湿地中生长的芦苇由于属于自然野生，高度和粗度都不及一些地方的优良品种，如微山湖和盘锦芦苇，特别是盘锦苇田修建了人工灌溉系统，芦苇产量迅速增加，此外，还采取了改良土壤、施肥、灭草、病虫害防治等综合措施，科学育苇逐步向纵深发展，其产芦苇粗壮、品质好、产量高。在人工湿地中可以选育一些优良品种种植，以获得较高的产量,（辽东湾大多芦苇年产量在4500—7500kg.hm-2）使效益最大化。蒲草也是一种很好的工业原料，是造纸和人造棉的重要原料，还可以用于编织。蒲草的花粉可入药，蒲菜也是人们喜爱食用的。总之，在进行人工湿地的设计时，除了作功能、生态和美学的考虑外，还应该注重其重要的经济价值。

4.人工湿地的植物的选择

植物在人工湿地中具有如此重要的作用，因此我们应该注重植物的在人工湿地中的运用。在选择人工湿地中的植物时应该遵循以下的原则：

4.1因地选种

人工湿地是通过人工设计建造的一种新型污水处理工艺，使人与环境、生物与环境、生物与生物、社会经济发展与资源环境以及生态系统与生态系统之间协调发展是它的重要特点，特别是将人类作为系统的一个组成部分而不是独立于湿地之外,同时，不同地区具有不同的环境背景存在地域的差异和特殊性等这些均是在人工湿地生态系统设计的植物选择中要考虑的重要因素,必须做到因地制宜，所选物种要以当地物种为主，避免引起外来物种的生态入侵，如果非要引进外来，要对该物种的引入做好生态评价，同时要采取必要的措施防止生态入侵。另外人工湿地是周围景观的一部分，因此所选的植物还要与当地的景观相融合。同时还要综合考虑当地的气候、地形和人文等条件。

4.2 耐污能力强

耐污染能力是选择人工湿地植物要考虑的重要因素,大多数植物对于污染这种特殊的逆境均有一定的适应性会产生一定的抗性并且这种抗性在一定程度上具有遗传性从而可以进行代间传递，利用植物这种对污染的适应性进化可以筛选出符合要求的人工湿地植物，但不同植物耐污能力相差较大所以构建人工湿地选择物种时要选择耐污能力强的植物，可以保证植物的正常生长，而且也有利于提高人工湿地的污染物净化能力。如人工湿地常用的植物凤眼莲、满江红、水浮莲等耐污能力均较强，在污染较为严重的水体均能存活，对水体中的亚硝态氮、氨态氮、硝态氮和磷等营养物质均有较好的去除效果[37]。

4.3 净化能力强

净化能力是选择人工湿地植物要考虑的另一重要因素"为了提高人工湿地的去污能力在选择植物时不但要选择耐污能力强的植物，同时也要求植物的净化能力要强，即单位面积的污染物去除率要高。主要从两方面考虑。一方面是植物的生物量较大；另一方面是植物体内污染物的浓度较高，黄时达等比较了芦苇、灯心草和菖蒲三种植物的污染物净化能力，结果发现灯心草去除能力最强，CODCr

的去除率达到42-46%[36]。高吉喜等选择了7种湿地植物结果发现慈菇和茭白的综合净化率最高[38]。这些研究为选择合适的人工湿地植物提供了方便。构建人工湿地时就可以考虑选择这些净化能力强的植物，另外在去除重金属污染方面应用较多的超累积植物也可以应用到人工湿地中具体应用时可根据所要处理污水中的主要污染物来选择相应种类的超累积植物，尤其在处理污水中的重金属元素方面，具有非常好的应用前景。

4.4 根系发达

植物具有发达的庞大根系是被选为人工湿地植物的重要因素之一[39]。主要由于两方面的原因。其一为发达的植物根系可以分泌较多的根分泌物，为微生物的生存创造良好的条件，促进根际的生物降解，提高人了工湿地净化能力[40]。Anderson等人的研究表明，植物根际的分泌物可以促进微生物转化，加速污染物的生物降解[41]。吴振斌等的研究发现，湿地土壤中脲酶的活性与土壤的微生物含量、有机物质含量、全氮和速效氮含量成正相关；研究中还发现脲酶的活性与人工湿地污水中TN的去除率具有较明显的正相关性，所以可以把人工湿地根区土壤中脲酶的活性作为人工湿地去除污水中含氮污染物效果的一个主要指标，并且可以利用酶活性作为挑选合适湿地植物指标的可能性[42]。其二为植物的根系在固定床体表面、笼络土壤和保持植物与微生物旺盛生命力等方面发挥着重要作用，对保持湿地生态系统的稳定性具有重要意义。成水平等在综述中指出!长苞香蒲和水烛等大型水生植物具有粗壮的根系和许多发达的不定根，是较佳的净水植物；而小型种类，如小香蒲的根系发达程度无法与前者相比拟，净化污水的效果则差一些。Adcock等研究了水麦冬和芦苇两种人工湿地植物的地上、地下和总

的生物量、生长状况和组织中营养成份的含量，结果表明水麦冬具有明显发达的根系和较高的地下生物量，对氮、磷的去除效果是芦苇的5倍[43]。所以发达的根系，既能提高人工湿地对污染物的去除能力，也有助于人工湿地生态系统的健康发展。

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