人工湿地植物影响因素研究进展评述

祖笑艳　李冠衡

摘要：指出了湿地处于水陆交界的敏感地带，对生态环境有着重要的作用与意义。湿地植物作为湿地环境的重要组成部分，是人工湿地营建过程中不可忽视的方面。对国内外已有研究进行了梳理，对湿地植物应用过程中复杂的影响因素进行了总结，以期为人工湿地植物群落的科学营建提供参考。

关键词：人工湿地;湿地植物;影响因素

中图分类号：Q948 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）2-0028-02

1 引言

湿地植物作为湿地环境的重要组成部分，对人工湿地处理系统的稳定性、净化能力及处理效率有极其重要的影响，是人工湿地营建相关研究中的重要内容。通过梳理国内外与湿地植物影响因素相关的研究，总结出当前对人工湿地植物影响因素的研究重点集中在水文过程、水体中化学元素及微生物3个方面。

2 水文过程对湿地植物的影响

水文过程主导着湿地生态系统的基本生态格局和生态过程[1]，对湿地生态系统的结构及其功能发挥至关重要。该过程的重要特征便是周期性的水位变化，同时也有非周期性的波动。由于植物自身耐受性存在差异，不同种类的湿地植物对不同水深有着不同的适应能力[2-4]，这也是进行人工湿地植物群落设计的重要依据。

（1）对植物自身生长的影响。水文过程中植物表型可塑性是决定植物在环境变化条件下生存能力的重要性状，湿地植物能够通过自身结构如株高、叶性状及生物量分配等[5]来适应水淹环境。实验表明：菖蒲（Acor-uscalamus）、粉美人蕉（Canna glauca）、梭鱼草（Ponted-eriacordata）、再力花（Thaliadealbata）和狐尾藻（Myri-ophyllumverticillatum）5种湿地植物在0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm3组波动水位处理环境下的株高、叶片数、叶面积、生物量变化差异明显，其适应水位波动的生长可塑性良好[6]。

（2）对湿地植物繁殖的影响。在植物繁殖过程中，受水文过程影响，并非所有分散的种子都能到达自身适应的位置进行发芽和定殖，各植物通過提高能够到达最佳位置进行繁殖的种子的比例来显著提高其适应性[7]。

（3）对植物演替的影响。水位变化通过影响湿地植物的植株形态、生理化特征以及群落生物量[8]，引起种内和种间竞争关系的变化，从而导致群落物种组成和多样性发生改变，最终引发群落演替[9-11]。

3 化学元素对湿地植物的影响

湿地进水常含有大量污染物，其中包含多种化学元素，由于其种类和含量的差异，对湿地植物造成的影响也不尽相同。

当污染物浓度较低时，有时能够刺激植物生长，甚至有的物质本身就是植物所需的微量营养元素[12]。但随着化学元素的不断富集和累积，湿地营养环境会发生较大改变，从而湿地植物物种组成发生变化。氮和磷等的过量，会导致藻类等的异常繁殖，引起水体透明度降低和溶解氧减少，造成水质恶化和水功能受损[13]。氨对大多数植物都有毒害作用，当其含量超过湿地植物生长需求时，将直接抑制植物生长[14]。化学元素之间的相互影响也对湿地植物有所影响，徐治国等[15]通过模拟试验发现湿地物种丰富度与植物全氮与全磷比之间呈单峰变化关系。水体中的大量重金属会在湿地植物组织中累积，进而引发其生理、生化改变[16]，这在某种程度上会提高其抗性，有助于其抗性品种培育。

4 微生物对湿地植物的影响

污水中有机物质降解通过人工湿地微生物的代谢活动得以实现，过程中产生的小分子可被植物利用。①黑臭水体中硫化物含量较高，会产生大量硫杆菌属微生物，硫可通过其同化作用被植物利用。②芽孢杆菌属微生物可还原硝酸盐和亚硝酸盐，将水体中的无机氮转换为有机氮，为湿地的植物提供氮源营养[17]。③不动杆菌属微生物可通过异化还原作用将N03转换成NH4+-N供植物吸收利用[18]。湿地根际微生物群落作为一个整体，可促进植物吸收磷，培养后有根际微生物的植物的根、茎、叶中磷含量的增量较被去除根际微生物的植株高，说明微生物对湿地植物的重要作用[19]。

5 总结与展望

由于湿地植物在人工湿地环境中的重要作用，湿地植物一直是人工湿地的研究重点。目前已有研究存在以下几个方面的问题：①时间尺度上，实验的短期观测较多，年际的长期跟踪观测较少;②空间范围上，实验室理想条件模拟较多，缺乏对现实湿地环境的观测研究，但实验室条件基于人为控制，对于实际水文过程的模拟远远不够。③研究内容上，对湿地植物动态演替的跟踪观测不足，而人工湿地的动态演变是不可忽视的重要过程，在此过程中，湿地植物群落构成发生变化，人工湿地的稳定性和净化能力也会随之改变。后续研究应重点关注湿地植物及其环境和相应净化效果动态演变和相互作用机制。

湿地植物也受到诸多其他因素的干扰，人为因素不可忽略，研究总结尚不够全面，需在后续工作中持续完善，希望能为设计者和管理者提供一定的参考和借鉴。

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作者简介：祖笑艳（1992-），女，硕士研究生，研究方向为景观规划与生态修复、植物景观规划设计、风景园林规划设计。