水生植物恢复技术

水生态修复技术水生植物恢复技术干雅平副教授知识点主要内容1.概念2.形态特征3.生长习性4.主要类型水生植物恢复技术1.概念水生植物恢复技术

大型水生植物是一个生态学范畴上的类群，是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型，通俗来说，能在水中生长的植物，统称为水生植物。水生植物恢复技术1.概念水生植物恢复技术

大型水生植物是一个生态学范畴上的类群，是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型，通俗来说，能在水中生长的植物，统称为水生植物。2.形态特征水生植物恢复技术（1）水生植物的细胞间隙特别发达，经常还发育有特殊的通气组织，以保证在植株的水下部分能有足够的氧气。（2）水生植物的叶面积通常增大，表皮发育微弱或在有的情况下几乎没有表皮。沉没在水中的叶片部分表皮上2.形态特征水生植物恢复技术没有气孔，而浮在水面上的叶片表面气孔则常常增多。此外，沉没在水中的叶子同化组织没有栅栏组织与海绵组织的分化。水生植物叶子的这些特点都是适应水物种分布中弱光、缺氧的环境条件的结果。2.形态特征水生植物恢复技术（3）由于长期适应于水环境，生活在静水或流动很慢的水体中的植物茎内的机械组织几乎完全消失。根系的发育非常微弱，在有的情况下几乎没有根，主要是水中的叶代替了根的吸收功能。（4）水生植物以营养繁殖为主，如常见的作为饲料的水浮莲和凤眼莲等。有些植物即使不能营养繁殖，也依靠水授粉。3.生长习性水生植物恢复技术水生植物一个突出特点是具有很发达的通气组织，莲藕是最典型的例子，它的叶柄和藕中有很多孔眼，这就是通气道。孔眼与孔眼相连，彼此贯穿形成为一个输送气体的通道网。这样，即使长在不含氧气或氧气缺乏的污泥中，仍可以3.生长习性水生植物恢复技术生存下来。通气组织还可以增加浮力，维持身体平衡，这对水生植物也非常有利。水是生命的摇篮。在水生环境中还有种类众多的藻类及各种水草，它们是牲畜的饲料、鱼类的食料或鱼类繁殖的场所。4.主要类型水生植物恢复技术类型特点常见植物种类挺水植物植株高大，上部挺出水面，根或地茎生长于泥中鱼腥草，芦苇，菖蒲，菰，泽泻，蓼，梭鱼草，鸢尾，千屈菜，莲花等浮叶植物植株或叶片漂浮于水面上，根或地茎生长于泥中睡莲，菱等漂浮植物植株或茎叶漂浮在水面，根系悬于水中凤眼莲，萍类等沉水植物全部植株或茎叶沉没在水下，根系扎根在泥土中苦草，黑藻，眼子菜，竹叶眼子菜，菹草等主要内容1.植物修复的作用机理2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术1.植物修复的作用机理水生植物恢复技术

是利用植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。

通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤、空气和水体中的污染物，达到净化和恢复环境的目的。1.植物修复的作用机理水生植物恢复技术

（1）植物固定

（2）根系降解

（3）植物促进

（4）植物降解

（5）植物挥发

（6）挥发转移1.植物修复的作用机理水生植物恢复技术

（1）植物固定：利用植物将有毒有害污染物如重金属聚集在根系地带，降低其活动性，阻止其向深层土壤或地下水中扩散，但并不为植物利用，即根系对污染物起固定作用。

1.植物修复的作用机理水生植物恢复技术（2）根系降解：植物中超过20%的营养成分如糖分、氨基酸、有机酸等都聚集在根部，因此会生长很多微生物，尤其在根表面向外1-3mm的地方，这些微生物是没有种植过植物的土壤的3-4倍。一些微生物可以同植物相结合促进重金属的降解，也可以矿化某些有机污染物如PAHs、PCBs。

1.植物修复的作用机理水生植物恢复技术

（3）植物促进：也称植物提取，植物根系将土壤中重金属或有机污染物从污染的土壤中转移到植物的地上部分。（5）植物挥发：某些易挥发污染物被植物吸收后从植物表面组织空隙中挥发。1.植物修复的作用机理水生植物恢复技术（6）挥发转移：植物通过叶表孔隙挥发水分的形式转移在水系中的污染物。如白杨、桉树、河香柏等树木具有很深的根系，每天可以蒸腾大量的水，将水中某些污染物转移至植物体内。2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术水生植物对水体的净化作用原理主要在植物的根、茎和叶对污染物的吸收。（1）水溶态污染物到达水生植物根、茎和叶表面;（2）水溶态污染物进入细胞的过程。2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术

（1）水溶态污染物到达水生植物根、茎和叶表面。水溶态的污染物到达水生植物根表面,主要有两个途径:一条是质体流途径,即污染物随蒸腾拉力,在植物吸收水分时与水一起到达植物根部；另一条是扩散途2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术

径,即通过扩散而到达根表面。到达根表面的污染物不一定被植物根所吸收。水生植物吸收河湖底泥中污染物的种类和数量除受底泥特性、污染物种类和浓度影响外,还取决于植物的特性。2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术

（1）水溶态污染物到达水生植物茎和叶表面,主要也有两个途径:一条是茎和叶的气孔吸收途径,即水体污染物吸附在气孔而进入植物体内；另一条是角质层途径,水体污染物在水生植物茎和叶表面,表面活性剂能显著降低水溶液的表面张力而进入植物体。2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术

（2）植物的细胞壁是污染物进入细胞的第一道屏障。在细胞壁中的果胶质成分为结合污染物提供了大量的交换位点。细胞膜调节着着物质进出细胞的过程,它与细胞壁一起构成了细胞的防卫体系。污染物通过植物2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术

细胞进入细胞的过程,目前认为有两种方式：一种是被动的扩散,物质顺着本身的浓度梯度或细胞壁的电化学势流动；另一种是物质的主动传递过程,这种传递需要能量。这两种过程都与细胞膜的结构有关。2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术

（2）生物膜是非极性的类脂双层膜,正常情况下对物质的吸收具有选择性。Park把细胞膜透过机理归纳为以下几个主要方面:①流动输送:生物膜有许多孔隙和细孔,水溶性的化学物质和难脂溶性的微粒子化合物随水流通过细胞膜。如果水溶性和难脂溶性的粒子直径在8.4nm以上就不能通过膜。2.水生植物净化水体的机理水生植物恢复技术

（2）水溶态污染物进入细胞的过程②脂质层受控扩散:脂溶性化合物在水中扩散是以乳液状态存在,部分脂溶性化合物溶解在细胞膜中,借助于扩散作用而进入细胞内。③媒介输送与动能载体输送：促使媒介输送的能量为浓度比,促使能动载体输送的能量来自生物化学作用。主要内容1.生态浮床技术2.生态网箱技术3.植物群落构建技术水生植物恢复技术水生植物恢复技术水生植物恢复技术

利用适合相应河道水体环境的水生植物及其共生的微环境，来去除水体中的污染物质。水生植物和浮游藻类在营养物质和水能的利用上是竞争者，它能有效地抑制浮游藻类生长。认为创造一定的条件，构建适合水体特征的水生植物群水生植物恢复技术水生植物恢复技术落，能有效降低悬浮物浓度，提高水体透明度及溶解氧，为其他生物提供良好的生存环境，改善水生生态系统的生物多样性，但水生植物有一定的周期，应适时适度收割调控，借以提高生物营养元素的输出，减少自然凋落腐烂分解引起的二次污染。水生植物恢复技术水生植物恢复技术（1）生态浮床技术（2）生态网箱技术（3）植物群落构建技术水生植物恢复技术1.生态浮床技术水生植物恢复技术

又称人工浮岛、人工浮床、生态浮岛。是以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则，建立高效的人工生态系统，以削减水体中的污染负荷。1.生态浮床技术水生植物恢复技术

一方面，表现在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网，吸附水体中大量的悬浮物，并逐渐在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物，使其成为植物的营养物质，通过光合作用转化为植物细胞的成分，促进其生长，最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养盐；1.生态浮床技术水生植物恢复技术另一方面，浮岛通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用，减少浮游植物生长量，通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水华”发生，提高水体的透明度，其作用相对于前者更为明显，同时浮岛上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境。1.生态浮床技术水生植物恢复技术把特制的轻型生物载体按不同的设计要求，拼接、组合、搭建成所需要的面积或几何形状，放入受损水体中，将经过筛选、驯化的吸收水中有机污染物功能较强的水生（陆生）植物，植入预制好的漂浮载体种植槽内，让植物在类似无土栽培的环境下生长，植物根系自然延伸并悬浮于水体中，吸1.生态浮床技术水生植物恢复技术附、吸收水中的氨、氮、磷等有机污染物质，为水体中的鱼虾、昆虫和微生物提供生存和附着的条件，同时释放出抑制藻类生长的化合物。在植物、动物、昆虫以及微生物的共同作用下使环境水质得以净化，达到修复和重建水体生态系统的目的。水生植物恢复技术1.生态浮床技术2.生态网箱技术水生植物恢复技术是以生态学为基础的一种植物水培技术，它完全依靠天然水体为植物的生长发育提供各种营养元素，不仅对水体无污染，同时还能达到改善水环境、提高水体自净能力、加快生物多样性恢复的效果。2.生态网箱技术水生植物恢复技术生态网箱主要由刚性框架、网衣及固定装置组成：A)刚性框架是保持网衣张开、便于移动的主要设施，过去常用木头、毛竹等加工而成，现多用PVC管材，质轻价廉，强度好；B）网衣主要由正六面体封闭式聚乙烯网片结构缝制而成；C）固定装置包括植物固定装置（通过丝线、塑料扎带等将植物固定在网线上）及整个生态网箱的固定（用锚固定）。2.生态网箱技术水生植物恢复技术生态网箱的布局：A)应根据植物的抗逆能力选择合适的水域；B）网箱的布局应与水体的流向相适应，既要使得网箱内水体得到最大交换率，同时要考虑河道的行洪要求。2.生态网箱技术水生植物恢复技术生态网箱技术的管理：A)先锋物种的选择需要遵循适应性原则、本土性原则、净化能力原则、可操作性原则等，在对水生植物的生物学特性、耐污性、对氮磷去除能力以及光补偿点研究基础之上，筛选适宜的物种，为水生植物群落恢复提供物种；B）水培管理应根据植物生长发育各个不同阶段的要求，做好育苗、移植、病虫害防治等工作；2.生态网箱技术水生植物恢复技术生态网箱技术的管理：C）安全管理既要注意生态网箱自身的安全，防止风浪、水位消涨等造成破坏，还要考虑生态网箱对航运安全、行洪安全的影响；D）及时做好植物的收割工作，以免造成二次污染。水生植物恢复技术水生植物恢复技术主要内容1.植物群落构建技术2.水生植物恢复技术注意问题3.水生植物恢复技术的重要作用4.水生植物恢复技术的优缺点水生植物恢复技术1.植物群落构建技术水生植物恢复技术

科学规划：就物种的选择、造林密度、种间配置、种群结构进行科学合理的规划设计，突出生态效益与社会效益。并把群落构建的设计落实到规划图上，避免盲目性。

组建群落物种的选择试验：特别是先锋物种的选择尤为重要。

1.植物群落构建技术水生植物恢复技术

组建群落物种的空间配置与混交方法确定：依种群生态学原理，在混交时应考虑组成群落的空间结构和年龄结构。依据最小可持续种群理论，植物种群的空间配置，物种的混交应以团状、宽带状、块状配置为主，以利于植物种群的形成。

1.植物群落构建技术水生植物恢复技术选择恰当水域，培育壮苗，加强培护管理，提高植物的成活率。应该严格苗木质量关，培育壮苗，质量不合格、有病虫害的苗木不能使用。新水培植物应加强抚育管理，促进母的物种快速生长。2.水生植物恢复技术注意问题水生植物恢复技术（1）应合理搭配其它生物，构建完整的水生态系统（2）开发水生植物新品种（3）考虑河道景观的异质性，合理配置水生植物资源（4）加强水生植物的捕获与管理，防止带来第二次污染（5）考虑年内季节变化，解决冬季绿化问题（6）植物措施可能增加外来种入侵概率3.水生植物恢复技术的重要作用水生植物恢复技术（1）对河流水体净化的影响A．水生植物对水体溶解氧的影响B．水生植物恢复对水体N、P去除的影响C．水生植物恢复对水体透明度的影响3.水生植物恢复技术的重要作用水生植物恢复技术（2）水生植物恢复对生物多样性的影响A．边缘效应：边缘是指两个不同的生态系统相交而形成的狭窄地区。B．廊道效应：廊道是具有通道或屏障功能的线状或带状的景观要素，是联系斑块的重要桥梁和纽带。C．干扰效应：干扰是在目标尺度内，改变景观生态过程和生态现象的不连续事件，可以分为人为干扰和自然干扰。4.水生植物恢复技术的优点水生植物恢复技术（