网箱养草净水技术【水生植物的选型和管理】

水生植物修复亦面临诸多问题，如：水位升高或水华导致水体光照不足影响沉水植物生长。水生植物修复初期，新建立的生态系统相当脆弱，如何使之适应环境变化及环境灾变并逐步趋于稳定，是水生植物修复的关键，尤其植物生长初期，在生存竞争中与藻类相比，难以取得竞争优势，常导致修复失败。

近年来，鉴于沉水植物在富营养化湖泊修复中的重要作用，人们将沉水植物引种至网箱中，离开底泥，悬浮在水中生长，以弥补富营养化水体光照不足等缺点，并利于管理、收获。同时依据季节、处理程度的要求，借助网箱沉子、浮子的随意移动，充分利用距离优势，及时调整光照，随时控制植物数量、种类，使净化效率最大化，即“网箱养草”技术。

网箱中的凤眼莲

“网箱养草”净水技术具有良好的应用前景，但仍有尚需解决的问题，如：

(1) 网箱特有的距离优势虽然提高了植物光合作用的速度与效率，但持续高的光合速率是否会导致无机碳源的匮乏，尤其是由于游离CO2消耗，使表层水pH过高，造成其偏离植物光合作用最适pH，致使光合速率下降，废水中对植物体有毒害作用的非离子氨比例增大，因此，网箱内水体pH值的大小及变化规律需进一步研究；

(2) 植物的“向重性”尚不清楚，其关系到网箱中植物的栽培方式(平卧栽培、竖直栽培)；

(3) 工程实施中网箱的制作、工程预算及其可操作性等问题都未有详细论证。

水生植物的选型和管理

1、水生植物的选型

一种植物一般只能吸收降解一种或有限几种污染物，而对其他污染物则可能产生促进效应。同一大型水生植物对不同藻类有不同作用，且大型水生植物根系分泌物有浓度效应，即在不同的分泌物浓度下对藻类有不同的他感效果门。因此，在修复净化富营养化水体时，应针对不同环境，从净化能力、抗逆性、综合利用价值及美化景观等方面综合考虑水生植物类型的选取，尽量做到多种植物合理搭配，形成一定的净化层次，提高并稳固修复效果，最终达到持久稳定的净化、修复水体的目的。

水生植物的选择应用原则：

（1）选择适应能力强的植物

因地制宜地选择不同习性的物种，最起码要使所选植物能在该地区正常生长，适合当地的地理、气候条件。尽量选择本地种，以免造成外来物种入侵。选择抗病虫害能力强的品种。在实际工程应用中筛选植物时，还需要考虑水体的理化性质，包括透明度、温度、光照条件、水色、水深、湖流以及波浪、氧化还原电位、水体化学成分，PH值、水中营养盐含量、溶解氧和底质条件等，以及植物长势、生长期及自身特点和生理机制等。

（2）选择净化能力强的植物

植物净化能力包含植物对浮游植物的化感抑制作用和对氮磷等营养物质吸收。一般通过室内、室外试验及工程应用效果筛选净化能力强的植物。

（3）合理搭配物种

根据环境条件和植物群落的特征，按一定比例在时间分布和空间分布方面进行安排，使整个生态系统高效运转，最终形成稳定可持续利用的生态系统。利用水生植物及周围生物组成的人工复合生态系统的群体效应，充分发挥水生植物对光、营养、空间等资源的竞争优势。

多种植物组合比单种植物能更好地对水体净化，不同水生植物不同时期的生长速率及代谢功能不同，其净化优势不同，对营养物质吸收特性不同。由此导致附着于植物体的微型生物群落也会发生变化。多种植物的组合具有合理的物种多样性，从而更容易保持长期的稳定性，而且也会减少病虫害。

（4）所选的植物最好有广泛的用途或经济价值高

以往植物的选择主要侧重于净化效果，较少顾及经济效益和植物的观赏价值，故所选用的植物多局限于凤眼莲、喜旱莲子草和宽叶香蒲等。近年来有关学者开始进行无土栽培陆生蔬菜、油料作物等经济作物净化受污染水体的研究。且发达国家的水体修复在治污的同时还引入园林设计的理念，将治污与营造生态景观融为一体。

2、水生植物管理

水生植物有人工栽培，也有自然生长，但不能任其自由发展。若管理上控制不当，则会导致二次污染。因此必须加强管理，对生长旺盛的水生植物要及时收获；对于不能越冬的植物，要选种贮存；对枯死的植物要及时清除；做好水质监测、气温及植物生长等观察记录，以便随时改进，从而提高净化效果。

3、水生植物重建、恢复

实践表明，治理富营养化水体应着眼于以高等水生植物为主的生态系统，并维持其自身的良性循环。20世纪90年代开始对富营养化水体中水生植物的重建和恢复进行研究。例如：武汉东湖和昆明滇池经水生植物修复后，水质明显改善，透明度也有提高。可见，水生植物的重建、恢复是水质净化和生态系统恢复的重要措施。


生物浮岛水生植物选择原则：

1、选择的植物应为适宜水系水质条件生长的多年生水生植物；

2、以耐污抗污、且具有较强的治污净化潜能的植物为主；

3、根系发达、根茎分蘖繁殖能力强，即个体分株快；

4、植物生长快、生物量大；

5、选择冬季常绿的水生植物或驯化后的具有景观价值的陆生植物；

6、满足景观空间形态的需求，综合岸线景观和湖面倒影、水面植物进行适当的景观组织。

常用水生植物：

一般的水生植物都适合在生物浮岛上种植，即使是陆生植物经驯化后也可以在浮岛上种植。但考虑到浮岛的净水作用及成本控制，一般选择种植：美人蕉、旱伞草、香蒲、石菖蒲、凤眼莲、大漂、浮萍、紫萍、槐叶萍等。

下表是几种典型的水生植物干重体内氮、磷、钾的含有率及对营养物质的吸收量：
 

项 目	TN		TP		TK
	干重含量 （%）	吸收量 （g/㎡）	干重含量 （%）	吸收量 （g/㎡）	干重含量 （%）	吸收量 （g/㎡）
美人蕉-G	2.71	23.464	0.358	3.10	3.27	28.33
美人蕉-Z	2.69	24.636	0.340	3.11	4.35	39.86
旱伞草	3.16	40.424	0.401	5.12	3.05	38.97
鸢尾		25.61	0.351	3.24	3.76	36.81
睡莲	3.26	41.84	0.450	5.27	3.89	39.17
荷花	3.15	39.16	0.413	4.91	3.64	37.08