「技术分享」水生态修复中，沉水植物为何如此

2020年，我国开展营养状态监测的110个重要湖泊（水库）中，贫营养状态湖泊（水库）占9.1%，中营养状态占61.8%，轻度富营养状态占23.6%，中度富营养状态占4.5%，重度富营养状态占0.9%。

——生态环境部

2021年3月，生态环境部发布《2020年全国生态环境质量简报》显示，过去的一年中，太湖和巢湖均表现为轻度污染、轻度富营养，主要污染指标为总磷；滇池为轻度污染、中度富营养，主要污染指标为化学需氧量和总磷；丹江口水库和洱海水质均为优、中营养；白洋淀为轻度污染、轻度富营养，主要污染指标为化学需氧量和总磷。

水体富营养化不仅影响着水资源的利用与开发，阻碍渔业的可持续发展，而且也在刺激着有害藻类的暴发，使水域逐渐丧失生态功能和价值；与此同时，给地区经济和人们的生产生活也带来极大的危害和损失。

恢复水生植物尤其是恢复沉水植物被广泛认为是水体富营养化治理的有效途径

以浅水湖泊成功修复的典型——惠州西湖为例，通过恢复沉水植物群落结构，惠州西湖子湖南湖从以浮游植物为主导初级生产力的“藻型湖泊”转变为以沉水植物为主要初级生产力的“草型湖泊”，形成了稳定的食物网结构，透明度由30 cm提高至150 cm，水体总磷、总氮含量分别降低54.50%和52.70%，实现了华丽的蜕变。

小小的水草，为何能有如此大的功效？

在富营养水体治理中，沉水植物到底扮演了什么样的角色，又运转着怎么样的机理，本文将围绕此进行展开。

每一秒，都在净化水质，纳污吐新

氮、磷是植物生长的必需营养元素。长势良好的水生植物可使水体中总氮、总磷含量明显降低 。

除了通过根、叶吸收

相关研究表明，沉水植物覆盖的区域中，氧气可以渗透至沉积物表层20 mm处，而在无沉水植物覆盖的区域，氧气的渗透深度仅4 mm；沉积物中的Fe2+在沉水植物根际氧化作用下形成Fe3+,并与PO43--P形成铁-磷复合体,抑制磷从沉积物释放到水体中。

沉水植物通过促进沉积物-水界面的反硝化作用，还原硝酸盐，

研究表明，苦草(Vallisneria L.)、黑藻(Hydrilla verticillata L.)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、伊乐藻(Elodea nuttalli)、狐尾藻(Myriophyllum L.)、菹草(Potamogeton crispus L.)均能有效去除水体中的氮、磷等营养盐含量,其中以苦草效果最好。

金鱼藻、伊乐藻、眼子菜(Potamogeton L.)、狐尾藻、苦草等沉水植物通过叶片吸收等方式，对水体中总磷具有较好的去除效果，尤其在春季和秋季，金鱼藻对水体中总磷的去除率高达92.00%，且对总溶解性磷的去除率也高达90.93%。在太湖梅梁湾的生态修复工程区中，沉水植物的根系吸收作用和化学反应促进作用使沉积物总氮、总磷营养盐分别由修复前(2003年)的7 043、1 370 mg/kg降低至2 929、352 mg/kg。

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沉水植物还可作为悬浮物的捕获器，促进沉降，进而提高水体透明度

Horppila等进行为期83天的研究发现，在沉水植物金鱼藻和钝叶眼子菜(Potamogeton obtusifolius)生长的区域，表层沉积物再悬浮量为793 g(DW)/m2，而在无沉水植物生长的区域，表层沉积物再悬浮量为1 701 g(DW)/m2。

该研究发现，沉水植物覆盖率大于30%的湖泊能够长期维持清水态

在沉水植物生长的区域，通过沉积物再悬浮带入水体中的磷元素含量为11.8 mg/(m2·d)，无沉水植物生长区域的磷元素含量为24.5 mg/(m2·d)。由此可知，在缺乏沉水植物的富营养化湖泊中，沉积物再悬浮会导致水体磷营养盐浓度增加。

也很容易让外界产生一种理解，即水生态修复就是种水草（沉水植物），甚至业内一些水环境综合整治的EPC/PPP项目中，水生态内容有时会被直接归为绿化工程。毕竟，水生态修复呈现给大家的，也就是种了种水草，撒了撒药/微生物，水就逐渐清了。

每一秒，都在与藻类抗争，重建平衡

沉水植物可以通过吸收氮、磷营养盐、无机碳等竞争限制藻类的生长。离子态氮(NO3-、NH4+)、磷(PO43-)是初级生产者直接吸收利用的营养形态。

不论沉水植物是否存在，藻类的生物量与湖水中氮、磷的含量呈正相关 。但藻类生命周期短，对水体中氮、磷营养盐固定能力弱，而沉水植物具有过量吸收营养物质的特性，个体大，生活周期长，体内积累的氮、磷多，储存较藻类稳定，能有效降低氮、磷循环速度、控制藻类的暴发。

研究表明，

对于根系发达的沉水植物如眼子菜、苦草、狐尾藻等，可通过根吸收和促进沉积物中化学反应等方式对内源污染进行控制，削减浮游植物营养盐来源。

文章来源：《生态科学》 网址: http://www.stkxzz.cn/zonghexinwen/2021/0329/822.html