植物在人工湿地处理系统中的作用

湿地植物对人工湿地生态环境修复的重要性摘要湿地公园作为生态系统中的特殊区域，在环境治理、气候调节等方面发生了很大影响。

近数十年来，国际湿地处理系统中已普遍使用废水处理，废水也可利用底物、属于湿地植被和微生物等的滞留、沉积、吸附和转移来消除。

人工湿地建设是营造好自然环境的主要基础，而保护环境则是为了保护人们的精神家园。

所以，恢复好自然环境势在必行。

利用人工湿地开展环境治理既能够适应当前的经济发展要求，又能够运用现代科技手段来保障和探索地球生态系统。

关键词：湿地植物；人工湿地；生态环境修复一、人工湿地概述人工湿地，是指湿地动植物群与自然资源所产生的有机融合的自然综合体。

人工湿地既可智能管理湿地的径流，也可智能管理淤泥，以维持植物。

另外，新建设的湿地还能够吸附污染物、完成生物氧化降解、过滤湿地植物等，从而在生态系统的全面建设上发挥重要作用。

由于已建设的湿地有更大的功能范围来解决当前的生活废水问题，所以它在环境保护和提高地球生态的生物多样性上更有优势。

二、湿地的作用（一）蓄水降雨过大时，地下水的储藏空间很大。

在此期间，湿地需要吸纳多余的水份，防止由于积水过大而导致洪水泛滥。

二是当干旱来临，水量不足时，利用湿地的蓄水补给地下水，可以避免河水中断、旱地开裂和缺水作物枯死。

而湿地就像自然界的中央空调，可以根据雨季的干旱智能控制供水，从而使大自然顺利地运行。

（二）调整气候湿地植物能够通过水汽蒸发维持周围空气湿润，水汽得以进入大气并能够在合理调节气候干燥程度时也能够进行降雨，从而避免了湿地植物因缺水而死去。

拉萨的气候非常干燥空气中缺乏水分，居民们很容易患有上呼吸道感染，而由于湿地的存在，可以将大部分水蒸气排除在空气中，使得空气质量良好，从而吸引了众多的游客前来参观，以放松身心。

（三）水体净化许多的湿地植被和微生物都可以发挥"消毒"的功能。

湿地植被和水体中的微生物都能够净化水体，过滤和沉积废水，使那些生存于湿地中的小哺乳动物不致因食用了被污染的水体而患病甚至死去，从而有效地维护了生物多样性。

细数植物在人工湿地污水处理中的作用天然的湿地植物在形态和解剖学上均能适应氧含量较低的生态环境，因此，它们可用于人工湿地系统中进行污水处理。

而人工湿地中的植物不仅将人工湿地与稳定塘区分开，同时为污染物的去除创造适合的条件。

人工湿地中的植物不仅能减弱强光与风力对湿地的影响，为湿地基质提供保温作用，满足根区微生物生长对氧气和其他营养成分的需求，还能截留部分污染物预防湿地堵塞，并具有其特有的美学价值，在不同类型的人工湿地中发挥不同程度的作用。

最常见的人工湿地植物有漂浮植物如凤眼莲、浮萍；沉水植物如狐尾藻属、金鱼藻属；挺水植物如芦苇、香蒲属。

而国内人工湿地除了常见以上这些植物外，还常用一些其他的沉水植物，比如芦竹、再力花、风车草以及美人蕉等。

01 湿地植物概述湿地植物根据生活形态不同可分为四种：挺水、漂浮、浮叶根生和沉水植物（见表1）。

从形态学上看湿地植物适于生长在水体底泥中，一方面由于其具有庞大的根系，因而能借助发达的通气组织向根和根茎输送氧气，输送至根系的部分氧气在周围缺氧的环境中创造了氧化条件，从而促进了有机物的分解以及硝化细菌的生长；另一方面由于植物本身的形态，物理和行为特性及其可再生性等特点，均使植物适合在缺氧/厌氧的土壤和沉积物中生长。

漂浮植物极具多样性，无论从其形态还是生长环境来看，不同种类之间的差异非常大。

有的漂浮植物植株高大，枝叶丛生呈莲状或漂浮在水面且根系于水中非常发达，例如水葫芦；而有的漂浮植物却很简单，不管是漂在水面的枝叶还是长在水里的根部，形态上均看起来非常短小，例如浮萍。

自然条件下，漂浮植物喜欢生长于富含养分的流动水域，它们从水中汲取养分后快速生长繁殖，非常容易覆盖整个水体表面，破坏水生生态平衡，为水体带来灾难，因此它们在热带和亚热带地区也是臭名昭著的水生害草。

浮叶根生植物的根部或茎扎于水底底泥中，茎叶漂浮于水面。

为适应风浪，其叶柄通常柔韧细长，长度可达3 m。

水面上茎叶的寿命很短（30~50 d），因此到了生长季，水面上的枝叶一年会换4~8次。

人工湿地植物探究概述：人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工建设的湿地环境。

它通过植物、微生物和环境条件的互相作用，提供氮、磷、有机物等营养物质的去除和转化，对污染物进行治理。

植物是人工湿地系统中最重要的组成部分，起着污染物吸附、降解、转化和气体交换的关键作用。

因此，人工湿地植物探究对于湿地治理技术的进步具有重要意义。

一、人工湿地植物的选择与优化人工湿地植物的选择是建设和运营湿地的关键环节。

不同类型的污染物对植物有不同的富集和降解能力，因此应依据详尽污染物类型选择适应性强、耐污染的植物种类。

同时，思量到湿地系统中生态平衡和污染物去除效率，还需要合理选择植物群落结构，包括主植物、次植物和伴生植物的配置。

在植物的选择与优化过程中，需要思量植物的生长特性、耐盐碱能力、吸附降解能力等因素，为湿地系统的稳定运行提供有力支撑。

二、人工湿地植物对污染物的去除机制植物是人工湿地中的重要组成部分，通过其根系、叶片和茎的生物吸附和累积作用，可以有效去除污染物。

一方面，植物根系的生长能够增加土壤的导水性和通透性，增进污染物在土壤中的迁移和流淌；另一方面，植物根系分泌的黏质物质能够吸附和固定污染物，降低其在水环境中的浓度。

同时，植物叶片的表面秘有利于捕集和吸附悬浮物和污染物，并通过光合作用将有机物质转化为植物生长所需的养分。

此外，植物所释放的氧气也可以增进污染物的生物降解和氧化分解作用。

三、人工湿地植物与微生物的互相作用植物和微生物之间存在着复杂而密切的互相作用干系。

湿地植物通过其根系分泌的物质和根际环境的调整，为湿地微生物提供了适合的生长条件，增进了微生物对污染物的降解作用。

而微生物则通过分解植物残体和根泛根物质，提供植物所需的营养物质，增进植物的生长和根系发育。

这种植物与微生物之间的共生干系，对于人工湿地的正常运行和污染物的去除具有重要意义。

四、人工湿地植物的养护与管理人工湿地植物的养护与管理是保证湿地系统正常运行和污染物去除效率的关键环节。

人工湿地中水生植物的作用和选择人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工建筑，其具有净化水质、提供生态服务和保卫生物多样性等重要功能。

而水生植物作为人工湿地的重要组成部分，扮演着重要的角色。

本文将探讨。

一、水生植物在人工湿地中的作用1. 净化水质水生植物在人工湿地中通过吸纳养分和吸附悬浮颗粒物等方式，有效地净化水质。

起首，水生植物具有很强的吸纳能力，能够吸纳水中的氮、磷等营养物质，防止过度富营养化现象的发生。

其次，水生植物的根系能够吸附悬浮颗粒物，降低水中悬浮物的浓度，使水质更澄莹透亮。

2. 保持水体稳定水生植物的根系可以稳固地抓住湿地底部的土壤，保持水体的稳定。

这对于防止水体的冲刷和泥沙的淤积至关重要。

此外，水生植物的叶子和茎干也能够减缓水流速度，降低水体的能量，进一步保持水体的稳定。

3. 提供栖息地人工湿地中的水生植物为各种水生生物提供了宽敞的栖息地。

它们的茎叶提供了栖息、觅食和繁殖的场所，使得湿地成为了各种动物的故里。

同时，水生植物通过茂盛的生长也为水生生物提供了丰富的食物资源。

4. 增进生物多样性水生植物的存在增进了湿地生态系统的生物多样性。

湿地是许多物种的栖息地，而水生植物是这个生物多样性的基础。

它们为湿地中的昆虫、鱼类、鸟类等提供了丰富的食物资源，形成了复杂的食物链和生态网络。

二、人工湿地中水生植物的选择水生植物的选择对于人工湿地的效果至关重要。

以下是一些适合选择的水生植物：1. 管理型水生植物管理型水生植物是指具有较强适应性和生长能力，且能够便利地控制其遮盖范围的植物。

例如，香蒲、蒲草、芦苇等，它们的根系发达，生长快速，不仅能够有效吸纳营养物质，还可以控制湿地景观的形态。

2. 净化型水生植物净化型水生植物是指能够有效净化水体的植物。

例如，菱角、鸢尾、水毛茛等，它们的叶片表面和茎具有较强的吸附能力，能够吸附大量的悬浮颗粒物和有害物质，净化水体。

3. 虹吸型水生植物虹吸型水生植物是指根系具有虹吸效应的植物。

植物在人工湿地中的作用人工湿地技术是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾石、沸石等)混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好，成活率高，抗水性强，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇、蒲草等)形成一个独特的动植物生态体系。

植物、微生物、填料是人工湿地的主要组成部分，在这些主体的作用下污水中的污染物得到降解。

1、植物在人工湿地中作用1.1植物在污水控制方面有以下优势(1)通过光合作用为净化作用提供能量来源；(2)具有美观可欣赏性，能改善景观生态环境；(3)可以收割回收资源；(4)可作为介质所受污染程度的指示物；(5)能固定土壤中的水分，圈定污染区，防止污染源的进一步扩散；(6)植物庞大的根系为细菌提供了多样的生境，根区的细菌群落可降解许多种污染物；(7)还能输送氧气至根区，有利于微生物的好氧呼吸；(8)植物生长吸收碳、氮磷；(9)植物影响湿地水流状态；(10)在冬季结冰地区，冬季时植物具有支撑冰面的作用。

1.2植物在生长过程对人工湿地污水处理系统影响(1)植物生长过程与污染物去除：植物的生长伴随着一系列的生理生态过程，包括植株增高、分蘖数增多、根系伸长、光合作用、根际活动增强、生物量积累等。

研究结果表明，对多数植物来说，植株高度更能反映植物生长，特别是其中植株高度与DO质量浓度之间具有一定的耦合。

植株移栽后经过了两个月左右的缓慢生长期，在这段时间里，人工湿地系统的污水净化能力迅速提高。

这说明，植物在移栽后的适应阶段完成了人工湿地内部环境的营造。

(2)植物在污染物去除中的作用：植物在人工湿地的众多作用中，根系营造良好的微生物生长环境和根系向基质中释放氧气无疑是问题的关键所在。

就植物而言，不同的植物在人工湿地中的生理生态特征是不尽相同的，比如植物根系氧释放能力在植物间就存在着较大的差别。

2、人工湿地选择植物的原则2.1人工湿地中常见的植物物种目前，全球发现的湿地高等植物多达6700余种，而已被用于处理湿地且产生效果的不过几十种，很多植物还从未试用过。

人工湿地的原理
人工湿地是模拟自然湿地环境建设的人工生态系统，通过人工构建湖泊、河流或池塘等水体环境，利用湿地植物和微生物的作用处理和改善废水的水质。

其原理主要包括以下几个方面：
1. 植物吸收和降解污染物：在人工湿地中种植具有吸收和降解能力的湿地植物，如芦苇、菖蒲、香蒲等。

这些植物通过根系吸收废水中的污染物，并将其转化为植物生长所需的营养物质，如氮、磷等。

同时，湿地植物还通过释放氧气促进水中有机物的降解，改善水体的氧气含量。

2. 微生物降解污染物：湿地植物的根系及湿地底泥中富集了大量生物菌群，包括细菌、真菌等。

这些微生物通过降解废水中的有机物，将其分解为氨、硝酸盐等无害物质。

同时，微生物的降解作用还能去除废水中的重金属等有害物质。

3. 物理过滤：通过湿地中植物的生长、水流的缓慢流动以及湿地底泥的吸附作用，废水中的颗粒物质、悬浮物、泥沙等可以被物理过滤和拦截，从而使水体变得清澈透明。

4. 湿地水体循环：湿地系统中通常设有进水口和出水口，通过调控水流的流速和流向，使废水在湿地中经过多次循环处理，增加了废水与湿地植物、微生物的接触次数，提高了废水的处理效果。

综上所述，人工湿地主要通过湿地植物和微生物的吸收、降解和过滤作用，以及水体循环来达到污水处理的目的。

在人工湿
地的处理过程中，污水的有机物、氨氮、硝酸盐等污染物可以得到有效去除，同时还能改善水体的氧气含量、悬浮物和泥沙的沉淀，使废水得到净化和自然恢复。

人工湿地中植物的作用目录引言 (3)1 去除污染物 (3)2 氧的传输 (4)3 为微生物提供栖息地 (5)4 维持系统的稳定 (5)5 湿地植物的生态学与经济学价值 (6)6 其他作用 (6)人工湿地植物选择引言介质、水生植物和微生物是人工湿地的基本构成。

其中，水生植物是其特点所在，也是湿地处理系统最明显的生物特征，它是人工湿地的主要组成部分，并在其中起着重要作用。

其作用主要体现在①吸收利用、吸附和富集作用；②氧的传输作用；③为微生物提供栖息地；④维持系统的稳定；⑤有机物的积累作用。

另外，水面上的湿地植物的枝干和叶片能够形成大面积的阴影，能够有效遮蔽日光直射水面，防止阳光透射。

从而有效阻止藻类植物的生长，并同时吸收水中的有害物质作为自身生长的养料，释放氧气，达到净水的效果。

与此同时，水生植物还具有美观可欣赏性、可以通过收割回收以达到一定经济效益、可作为介质所受污染程度的指示物、有助于酶在湿地系统的扩展等作用。

1 去除污染物污水进入成熟的人工湿地后，植物能通过吸收、吸附和富集等作用去除污水中的污染物，包括对氮、磷的吸收利用和对重金属的吸附和富集。

水生植物能直接吸收利用污水中的营养物质，供其生长发育。

废水中的有机氮被微生物分解与转化，而无机氮（氨氮）作为植物生长过程中不可缺少的物质被植物直接摄取，合成蛋白质与有机氮，再通过植物的收割而从废水和湿地系统中除去。

无机磷也是植物必需的营养元素，废水中的无机磷在植物吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA等有机成分，然后通过植物的收割而移去。

大型挺水植物的茎和叶以及浮水植物的根还可以用来减缓水流速度和消除湍流，以达到过滤和沉淀砂粒、有机微粒的作用。

水生植物还能吸附、富集一些有毒有害物质，如重金属铅、镉、汞、砷、钙、铬、镍、铜、铁、锰、锌等，其吸收积累能力为：沉水植物> 飘浮植物> 挺水植物，不同部位浓缩作用也不同，一般为：根> 茎> 叶，各器官的累积系数随污水浓度的上升而下降。

建筑工程中的人工湿地处理技术人工湿地是一种将自然湿地的原理和功能模拟到建筑环境中的技术。

它在建筑工程中被广泛应用于废水处理、水资源管理和生态景观设计等领域。

本文将介绍建筑工程中人工湿地处理技术的原理、应用和未来发展趋势。

一、人工湿地处理技术的原理人工湿地处理技术利用湿地植物和微生物的作用，通过生物降解和物理吸附的过程，将废水中的有机物、氨氮、氮磷等污染物转化为无害物质，从而达到净化水体的目的。

其主要原理包括以下几个方面：1. 湿地植物的作用：湿地植物能够吸收废水中的养分和重金属离子，并通过植物根系的氧化还原作用，降解有机物。

同时，湿地植物的茎叶和根系还能提供大量的表面积，增加生物附着和沉积的机会。

2. 微生物的作用：湿地中大量存在各种微生物，它们能够降解废水中的有机物和氮磷等营养物质。

微生物降解过程中产生的氧气还能提供氧化还原环境，促进废水的净化。

3. 湿地介质的作用：湿地介质是湿地处理系统的承载体，通常采用砂石、炭核和纤维土等材料。

湿地介质的多孔结构能够增加废水的接触面积，提供更多的生物附着位置，促进微生物的降解过程。

二、人工湿地处理技术的应用人工湿地处理技术在建筑工程中具有广泛的应用价值。

主要应用于以下几个方面：1. 废水处理：人工湿地可以处理各种污水，包括生活污水、工业废水和农业排水等。

通过人工湿地处理，废水中的有机物、氮磷等污染物可以被有效去除，从而净化水体，达到环保要求。

2. 水资源管理：人工湿地可用于水资源的保护与利用。

通过收集和净化降雨水，人工湿地可以提供可再生的水源，用于灌溉、景观水体和城市绿化等方面，减少对自然水源的依赖。

3. 生态景观设计：人工湿地在景观设计中的应用越来越广泛。

它不仅可以起到净化水体的作用，还能提供美观的湿地景观，并为城市增加生态价值，改善城市环境质量。

三、人工湿地处理技术的未来发展趋势随着人们对环境保护和可持续发展的要求越来越高，人工湿地处理技术在建筑工程中的应用前景将更加广阔。

人工湿地植物的功能与选择在城市化进程快速发展的同时，人工湿地越来越被重视并广泛应用于处理城市污水和改善水环境质量。

而人工湿地植物，作为人工湿地中最重要的组成部分之一，在净化水质、保护生态环境、提供生态服务等方面发挥着重要的作用。

人工湿地植物的功能主要有以下几个方面：1. 污水净化功能：人工湿地植物通过根系吸附、吸收、降解有害物质，如重金属、氨氮等，减少水体中的污染物质浓度。

植物的根系可以提供生物膜，附着微生物吸附或降解有机物质，促进水体中溶解氧的增加，从而改善水质。

2. 水体调蓄功能：人工湿地植物可以吸收水体中的过剩养分，减少水体中的富营养化现象，防止水体中的藻类大量繁殖，并降低水体中的悬浮物质，改善水体的透明度。

同时，植物的根系可以增强土壤的保水能力，减少水体排放量的波动，达到水体调蓄的功能。

3. 生态保护功能：人工湿地植物能够提供适宜的生境环境，吸引和滋养各种水生生物，保护水生生物多样性。

湿地植物可以提供多样的栖息地，为水生生物的繁殖和生长提供良好的环境。

同时，湿地植物还能提供食物链的起点，为湿地中的动物提供食物，维持生态平衡。

在选择人工湿地植物时，需要考虑以下几个因素：1. 适应能力：选择能够适应湿地环境的植物品种。

湿地环境特点包括湿润、潮湿、湿地淤泥土壤等，需要选择能够适应这些环境的植物品种。

2. 生长速度：选择生长速度适中、能够迅速生长并形成稳定根系的植物。

这样可以更快地建立起稳定的湿地植物群落，提高湿地的处理效果。

3. 水质适应性：选择能够耐受一定程度水质污染的植物。

湿地在处理污水时，水质会发生变化，有些植物对污染物的耐受能力较强，具有较好的适应性。

4. 多样性：选择具有多样性的植物种类。

不同植物具有不同的根系特点和功能，搭配使用可以提高湿地的处理效果。

常见的人工湿地植物包括芦苇、香蒲、菖蒲、蕨类等。

这些植物具有根系发达、能够吸附和吸收有害物质的特点，是人工湿地中的主要植物类型。

此外，一些水生植物如睡莲、荷花等也常被用于人工湿地的修建。

人工湿地的功能与应用场景人工湿地是指通过人为技术手段建设和管理的具有湿地生态功能的湿地保护区域。

它不仅可以提供湿地生态系统所具备的水净化、水源涵养、生物多样性保护等功能，还可以合理利用湿地资源，满足人们的生活和生产需求。

下面将详细介绍人工湿地的功能及其应用场景。

一、水污染治理功能人工湿地作为水污染治理的一种有效手段，具有以下功能：1. 水质净化功能：人工湿地可以通过湿地植物的吸附、拦截和矿化作用，去除水中的悬浮物、有机物及重金属等污染物，改善水质。

2. 有机物降解功能：湿地植物根系和微生物可以降解水中的有机物，减少水体富营养化问题。

3. 氮、磷去除功能：人工湿地可通过湿地植物的吸收和微生物的作用，去除水中的氮、磷等营养物质，减少水体富营养化的风险。

二、生态保护与恢复功能人工湿地作为湿地生态系统的代替，具有重要的生态保护和恢复功能：1. 生物多样性保护功能：湿地是众多珍稀濒危物种的栖息地，人工湿地可以提供适宜的生境条件，保护和恢复湿地生物多样性。

2. 湿地涵养水源功能：湿地可以通过吸收和蓄水，延缓雨水径流，减少洪水峰值，提供水资源。

3. 气候调节功能：湿地植被能够吸收大量二氧化碳，减轻温室效应，为环境提供自然调节功能。

三、应用场景人工湿地的应用场景主要包括以下几个方面：1. 城市雨水管理：人工湿地可以用于城市雨洪管理，通过建设湿地池、湿地公园等，将雨水进行滞留和净化处理，减少城市雨水径流量，减轻污染物对城市水体的影响。

2. 农田非点源污染治理：人工湿地可以应用于农田非点源污染治理，通过建设湿地过滤带、湿地水塘等，过滤和吸附农田中的农药、化肥等污染物，保护农田生态环境。

3. 园林绿化工程：人工湿地可以作为园林绿化工程的一部分，通过建设人工湿地景观，提升城市绿地环境质量，改善生态环境。

4. 工业废水处理：人工湿地可以应用于工业废水处理，通过人工湿地系统对工业废水进行过滤和净化，达到排放标准，减少对环境的污染。