水生高等植物是人工濕地系統(tǒng)的重要組成部分,通過引種水生高等植物、重建水生植被來改善水質(zhì),是對污水、湖泊生態(tài)修復(fù)的重要手段。沉水植物作為水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和主要的初級生產(chǎn)者,介于水-沉積物界面,在水生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),水質(zhì)改善等方面發(fā)揮著重要作用。尤其人工濕地所用的沉水植物去除水體中氮磷效果好于挺水植物和浮水植物,已被人們越來越關(guān)注。沉水植物在其高光合作用活性期間大量消耗水中的溶解性無機碳,增加溶解氧(DO)濃度,升高pH值,利于氨的揮發(fā)和磷的化學(xué)沉淀,可對N、P 做短期儲存,利于水中有機物的礦化。
狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)是小二仙草科(Haloragidaceae)多年生沉水植物,根狀莖生于泥中,節(jié)部生長不定根。莖圓柱形,直立,常分枝。葉無柄,絲狀全裂。穗狀花序生于水面之上,雌雄同株。行有性和無性兩種方式繁殖,其主要傳播方式以產(chǎn)生斷枝或根狀莖的方式進行。因其具有適應(yīng)性強、生物量積累較快和耐污染能力較強等特點而成為水生植被恢復(fù)工程中被優(yōu)先考慮的先鋒物種之一。狐尾藻在我國南北方均有分布,生于池塘和湖泊中,觀賞價值高,凈水效果佳,高效去除水中有機物、氨氮、磷酸鹽等。被俗稱為脫氮“精靈”。
狐尾藻既可以通過根吸收底質(zhì)中的氮、磷營養(yǎng)也可通過莖葉利用水中的營養(yǎng)物質(zhì),氮、磷被吸收后用以合成植物自身的結(jié)構(gòu)組成物質(zhì),而對狐尾藻有毒害作用的某些重金屬和有機物則是脫毒后被儲存于其體內(nèi)或在其體內(nèi)被降解。當(dāng)狐尾藻被收割運移出水生生態(tài)系統(tǒng)時,大量的營養(yǎng)物質(zhì)也隨之從水體中輸出,從而達到凈化水體的作用。
目前大量研究表明狐尾藻對受污染的水體(含底泥)中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、總氮的去除效率都達到了90%以上,表現(xiàn)出顯著的去除效果。隨著時間的延長,水體中總氮濃度呈負指數(shù)形式衰退。而且在不同的季節(jié),狐尾藻對富營養(yǎng)化水中的氮磷均有較好的凈化作用,對天氣溫度變化的耐受性好。
目前我國江水、河流、湖泊和水庫的污染嚴(yán)重,而環(huán)境保護和恢復(fù)的資金投入有限,利用水生植物治理富營養(yǎng)化水體具有成本低、能耗小、管理方便和治理效率高等優(yōu)點。并且隨著水生植物對水體修復(fù)研究的深入和技術(shù)的不斷完善改進,利用狐尾藻這類沉水植物在改善富營養(yǎng)化水體水環(huán)境質(zhì)量方面將具有廣闊的應(yīng)用前景。