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。水生植物大致可区分为四类:挺水植物、沉水植物、浮叶植物与漂浮植物.
湖泊富营养化已成为一个世界性的环境问题。利用水生大型植物富集氮磷是治理、调节和抑制湖泊富营养化的有效途径之一。湖泊水环境包括水体和底质两部分,水体中的氮磷可由生物残体沉降、底泥吸附、沉积等迁移到底质中。对过去的营养状况的追踪表明,水生植物可调节温度适中的浅水湖中水体的营养浓度。而大型沉水植物则通过根部吸收底质中的氮磷,从而具有比浮水植物更强的富集氮磷的能力。沉水植物有着巨大的生物量,与环境进行着大量的物质和能量的交换,形成了十分庞大的环境容量和强有力的自净能力。在沉水植物分布区内, COD(化学需氧量又称化学耗氧量),BOD(生化需氧量或生化耗氧量),总磷,铵氮 都普遍远低于其外无沉水植物的分布区。而漂浮植物的致密生长使湖水复氧受阻,水中溶解氧大大降低,水体的自净能力并未提高,且造成二次污染,影响航运。挺水植物则必须在湿地、浅滩,湖岸等处生长,即合适深度的繁衍场所,具有很大的局限性。
不同的沉水植物对水体中的总氮总磷均有显著的去除作用。在关于常见沉水植物对滇池草海水体(含底泥)总氮去除速率的研究中发现:物种去除能力的大小顺序依次为伊乐藻>苦草>狐尾藻>篦齿眼子菜>金鱼藻>菹草>轮藻。随着时间的延长,水体中总氮浓度呈负指数形式衰退,且在实验的总氮浓度范围内(2.628~16.667 mg/L)每种沉水植物的去除速率随总氮浓度的增加而增加。此外,黑藻对磷的需求较低。
磷吸收是主动过程。在亚热带湿地中,磷主要是在植物内流动,而氮主要是通过沉积作用和反硝化作用进行流动。对于夏季浮游植物(主要是外来蓝藻),磷是限制因子。据推测:磷循环强烈依赖于大型植物的调节;底泥中磷的衰竭影响植物香蒲的减少,而随后磷的有效性的增加又使其重现。沉水植物均能促进流水生境中碳的吸收、迁移和释放。淡水沉水植物系统对营养物的去除有很好的作用:对氮主要是通过反硝化作用,对磷则是生物吸收和随后的植株收获。
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水生植物与其他生物的协同作用对污染物的清除
根系微生物与凤眼莲等植物有明显的协同净化作用。一些水生植物还可以通过通气组织把氧气自叶输送到根部,然后扩散到周围水中,供水中微生物,尤其是根际微生物呼吸和分解污染物之用。在凤眼莲、水浮莲等植物根部,吸附有大量的微生物和浮游生物,大大增加了生物的多样性,使不同种类污染物逐次得以净化。利用固定化氮循环细菌技术(Immobilized Nitrogen CyclingBacteria,INCB),可使氮循环细菌从载体中不断向水体释放,并在水域中扩散,影响了水生高等植物根部的菌数,从而通过硝化-反硝化作用,进一步加强自然水体除氮能力和强化整个水生生态系统自净能力。这对进一步研究健康水生生态系统退化的机理及其修复均具有重要意义。
水生大型植物能抑制浮游植物的生长,从而降低藻类的现存量。在水生态环境中,水生高等植物对藻类的抑制作用较为明显。主要表现在两个方面:一是藻类数量急剧下降;二是藻类群落结构改变。水生植物与藻类在营养、光照、生存空间等方面存在竞争。除人工控制和低温等条件下,一般是水生植物生长占优势。
水生植物与藻类之间的相生相克(异株克生现象)作用在污水净化和水体生态优化方面有重要应用潜力。顾林娣等发现苦草能分泌生化抑制物质,且抑制作用的大小和种植水浓度呈正相关。在浅水湖泊中种植苦草等高等植物,放养适量的鱼类,这样就既可以保护水质,又可以发展渔业生产,增加经济效益。不仅如此,野外实验和实验室研究还表明,凤眼莲等水生植物还通过根系向水中分泌一系列有机化学物质。这些物质在水中含量极微的情况下即可影响藻类的形态、生理生化过程和生长繁殖,使藻类数量明显减少。有害植物(Typha spp.)常覆盖湿地和其他淡水环境,造成物种单一。这种香蒲侵入的一个重要机制就是向周围环境中释放相生相克物质——植物毒素。利用植物分泌物和植物周围的微生物与藻类间的相生相克关系,来去除藻类。这对于富营养化水体污染的防治和治理,水生态系的恢复和重建很有意义[33]。
水生植物的其他净水(改善水质)功能
水生植物在不同的营养级水平上存在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,可降低水体营养水平;减少因为摄食底栖生物的鱼类所引起沉积物重悬浮,降低浊度。水生植物的改善水质的功能,如稳定底泥、抑藻抑菌等,也具有重要的实践意义。氧气是一种非常重要的物质。水体富营养化引起的藻类水华造成水体透明度降低,饮用水质量下降。组织缺氧使大型植物退化,减少了水生植物多样性。海洋底层大陆架的缺氧,使海底生物大量死亡,给当地经济和人类生存带来了严重的威胁。沉水植物与沉积物、水体流动间有紧密联系。在生态系统中,它能起到提高水质,稳定底泥,减小浑浊的作用
水质净化
水质净化技术已成为养鱼工业可持续发展的瓶颈与筹码。20世纪80年代以来,已有利用浮游植物净化养殖污水的研究报道。但因藻水分离困难,使这种微藻净水模式在循环水养鱼系统中的应用受到限制。而大型植物则具有净化水质、节省能源和收获饵料的综合效果[43]。高等水生植物对水环境中的污染物具有较强的吸收作用,其效能因植物种类及处理组合方式不同而异。高等水生植物净水效果的高低依赖于各自生理活性的增强(主要体现在酶活性的提高)。
凤眼莲、水浮莲、紫萍等植物在温暖季节生长繁殖极快,能迅速覆盖水面,净化效果好。水花生、芦苇等抗性较强,种群密度大,净化效果较好,并具有抵抗风浪和分隔水面等功能。伊乐藻,菹草等沉水植物在水下生长不影响水的透光,还通过光合作用向水中提供大量氧气,并且在低温季节也可很好生长。水花生、槐叶萍、浮萍等植物的抗寒性较强
是的,环境现在日益在恶化
有专门检测恶臭的方法,请参考http://www.chinaodor.com/
在污染河流是多么可怕的气味!