农业面源污染防治中湿地植物的应用分析

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　　摘 要：
　　湿地植物是生态系统建设过程中重要的建群种类，其具有很大的优点，能够吸收水体中的一些富氧物质，在农业污染防治的过程中起着重要的作用。本文主要阐述了一些湿地植物在农业污染治理方面有着重要的作用，并进行了氮和磷在吸收效果方面的比较;重点阐述了选择湿地植物在农业面源污染防控中的应用和展望，希望为相关的工作人员提供参考。
　　关键词：
　　农业面源污染;湿地植物;氮磷去除;植物选择和配置
　　中图分类号：S181
　　 文献标识码：A
　　 DOI：10.19754/j.nyyjs.20191130014
　　1 湿地植物去除农业面源污染物的机理
　　1.1 吸收、吸附和富集
　　农业面源污染中的氮和磷是植物需要的营养物质，湿地植物具有一定的特点，即不仅能够吸收污水的养分供应自身的生长，同时湿地植物的根系对吸收污染物有一定的作用。但是单种湿地植物吸收能力有限，一旦植物生长停止将没有吸附的作用，因此，应该定期对湿地植物进行收割。
　　1.2 根系沁氧
　　若湿地植物的根系生长在水下，水中一旦出现缺氧环境将使一些微生物不能生存，而湿地植物的根和茎在光合作用的指导下能够将产生的氧气输送到根部。其中的一部分氧气通过根系的作用释放到土壤中。因此，根系沁氧对环境净化的意义重大。
　　1.3 水力传导
　　湿地植物的根系在基质中能够向各个方向生长，在生长的过程中形成许多的小孔，这在一定程度上增加了水力传导的能力。
　　2 湿地植物类型及其对不同污染物的去除能力
　　2.1 湿地植物的主要类型
　　2.1.1 挺水植物
　　挺水植物具有根系较为发达、生长速度快的特点。该种植物能够有效地降低水中的氮、磷等有机物质和重金属等物质的指标。挺水植物的分布范围比较广泛，在一些人工湿地中都有分布。
　　2.1.2 駁岸耐湿植物
　　该种植物适合在湿润的地区种植，能够暂时的被水覆盖，但是时间不能太长，该种植物主要种植在各种生态护坡。草本植物的主要特点是对环境的适应能力比较强，植株比较小，但生长的速度快，需要养护的成本比较低。
　　2.1.3 浮水植物
　　浮水植物的主要特点是对环境的要求比较低、生长的速度快、对污染物的吸收和处理能力强等，尤其对已经富氧化的水体吸收效果较好。
　　2.1.4 沉水植物
　　沉水类型的植物植株都在水面以下，植物的各个部位都能吸收水中的氮和磷等物质，有利于在缺少空气的环境中呼吸，净化水体的能力比较强。
　　2.2 湿地植物对不同污染物的去除能力
　　湿地植物对污染物的处理能力也是不同的，尤其对氮和磷等有机物的吸收能力，因为湿地植物对水质的净化能力是不同的，这在一定程度上受到植株大小的影响。
　　2.2.1 对氮的去除能力
　　氮是反映农业面源污染的重要指标，而湿地植物能够减少氮含量的主要原因是植物吸收微生物的作用。相关的试验显示，湿地植物吸收氮的过程主要是硝化菌和反硝化菌的作用，因为植物在生长的1a周期里，尤其是春季和冬季基本依靠微生物硝化和反硝化的作用。在进行面源污染防控的过程中，影响除氮的主要因素是植物的类型。相关的研究显示，一些植物对低浓度的污染处理比对高浓度的污染处理强。延长水里停留时间对除氮效果的提升具有重要的影响。相关的工作人员研究显示，通过种植象草等植物来处理养殖废水，在停留4d之后的效果比较好，除氮率能够达到80%。若停留8d除氮率可高达90%。
　　2.2.2 对磷的去除能力
　　湿地植物对磷的处理主要是依靠植物吸收和促进微生物之间的同化作用，通过聚磷菌的作用能够将过量积累的磷去除。相关的研究显示，许多磷都是通过基质的物理和化学作用被去除。根系比较发达的挺水植物和驳岸耐湿植物能够为聚磷菌提供栖息地，有利于对磷的去除。在一些实验中发现浮水植物黄花水龙的吸附效果比较好，在人工浮岛下的重污染治疗效果比较好。
　　2.2.3 对有机物的去除功能
　　农业面源污染物中含有有机物，主要分为不溶性和溶解性2种，其中不溶性有机物通过微生物的作用消失，而可溶性有机物被湿地植物吸收。相关的试验显示，多年生长挺水植物的净化作用比较强。因为在冬季人工湿地挺水植物虽然已经死亡，但是根部有微生物的附着，净化作用持续存在。
　　3 湿地植物配置的原则
　　相关的研究显示，物种多样性和群落稳定性有一定的关系，即生态系统中的生产力和生态系统中植物的数量是正比例的关系，因此，在面源污染治理的过程中应该适当提高整体抗逆性和降低维护的成本。可以将不同湿地类型的湿地植物进行搭配组合，这不仅能够稳定生态环境，同时能够形成一定的景观效果，最为重要的是能够达到良好的湿地净化效果。但是需要注意的是在搭配的过程中应该坚持一定的原则，即植物的净化能力不是简单的叠加，不同植物类型进行科学的搭配取得的净化效果存在差异性。主要有2方面的原因，即环境的因素和植物之间的相互作用因素，如果科学搭配的话，植物之间的关系将可能从竞争关系转变为促进关系。
　　3.1 功能性配置
　　湿地植物的净化能力对处理农业面源污染方面具有重要的意义。现阶段，研究显示，不同的湿地植物进行搭配组合能够取得良好的效果，同时净化的能力比较强。一些专家通过研究也发现功能性配置能够提高除污水的效果。
　　3.2 季节性配置
　　一些学者研究了植物的季节性休眠搭配能够使用植物实现互补，在一年四季的过程中都能实现活性植物的存在，从而实现交替性净化的作用，取得良好的净化效果。例如，将菹草与芦苇的全年搭配，其中的菹草在冬季的优势突出，在一定程度上弥补芦苇湿地冬季净化效果差的缺点。将水芹菜和凤眼莲进行搭配的话能够发挥水芹菜的夏季优势和凤眼莲净化的优势。因此，科学地进行植物搭配能够取得良好的净化效果。 　　4 湿地植物在农业面源污染防控中的应用
　　4.1 人工湿地
　　建立人工湿地的目的是为了更好地进行污水的处理，通过对湿度的物理、化学和生物作用的组合之后完成净化的过程。人工湿地植物分为2种重要的类型：地表流湿地和水平潜流湿地。地表流湿地的污水从湿地的进口流向出口，因为湿地的水位线比较低，基质高度小于水位线，因此适合种植多种挺水植物和浮水植物。水平潜流湿地的污水从入口水平流入出口，在基质上能够种植挺水植物和驳岸耐湿植物。植物根部能够在根系的作用下形成对污水的净化能力，并能够将氧气传输到基质层，保证地下形成氧环境。
　　4.2 生态塘
　　生态塘是一种重要的污水处理方式。其主要是在天然或者人工池塘利用藻类植物和厌氧性生物之间的配合实现对污水的处理。利用生物链中的能量和物质转移的特点能够实现污水净化的目的。
　　4.3 生态沟渠
　　生态沟渠是重要的除磷方式之一，其主要特点是成本低，在原有的排水沟上进行修建即可，该工程不仅施工简单，同时还能实现净化的能力。生态沟渠的主要功能是实现对氮磷物质的吸收，在实施的过程中不仅能够实现对氮磷的处理，还可以提高植被的种植率。
　　4.4 農田生态廊道
　　生态走廊的主要作用是保护生态的多样性发展、防止土壤侵蚀、防风沙等。生态走廊和带状景观存在不同之处。农田生态走廊主要的构成部分是生态沟渠、河道等，能够和农田形成一定的网络系统，在保护生态多样性和农田污染治理方面具有重要的作用。
　　5 展望
　　综合上文可知，未来的农业面源污染治理技术和方向需要进一步探索。应该重视对湿地植物的研究和培育，研制出更多净化能力强和抗逆性强的湿地植物。
　　参考文献
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　　作者简介：
　　李鹏飞（1981-），本科，工程师。研究方向：自然保护地管理、湿地保护与修复、林地管理。
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