水生植物对湖泊的影响

水生植物：指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。大型水生高等植物主要包括两大类：水生维管束植物和高等藻类。水生维管束植物通常有4种生活型：挺水、漂浮、浮叶和沉水。总体看，水生维管束植物（以下简称水生植物）对湖泊生态系统的影响分为生物化学作用和非生物化学作用，见下图。

水生植物对湖泊的影响有：

1.对营养盐的影响

1.1 净化机制

水生植物对水体的净化机理主要有以下3方面：

①植物对营养物质的同化吸收。

②根际效应。根系微生物是聚居在根际，以根际分泌物为主要营养的一群微生物，根系微生物作用于周围环境形成根际，产生根际效应。根系微生物不仅种类和数量远高于非根系微生物，而且其代谢活性也比非根系微生物高；另一方面，在根际，高等水生植物能将氧气从上部输送至根部，在根区和远离根区的底泥中形成有氧和厌氧环境，从而促进底泥微生物中的硝化与反硝化。

③吸附作用。研究证明，种生活型水生植物，以沉水植物对富营养化湖水净化能力最强，因为沉水植物的根部能吸收底质中的氮、磷，植物体能吸收水中的氮、磷。

1..2 对水体中营养元素的影响

1.2.1影响氮去除的因素

（1）影响TN去除的因素。水生植物的存在，能有效去除水中氮，使总氮明显下降。（2）影响硝态氮去除的因素。水生植物对硝态氮的去除效果最明显，因为水生植物优先吸收硝态氮，同时由于硝态氮是氮循环中微生物等作用的直接底物，是最活跃的氮形态，可以通过反硝化的过程被去除，所以水生植物对硝态氮的去除效果同时受微生物和植物吸收的影响。

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（3）影响氨氮去除的因素。有研究发现，水生植物对氨氮的去除效果与总氮、总磷及硝态氮相比，相对较差。这是因为水中氨氮减少有4个途径：①通过气态氨直接挥发；②水生植物的吸收、吸附；③发生硝化作用转化为硝态氮；④吸附到底泥。

1.2.2影响磷的去除

磷的去除，一方面是以磷酸盐沉降并固结在基质上的形式；另一方面是可给性磷被植物吸收。微生物对含磷化合物的转化在磷的净化过程中是一个限制性因子，而湿地中植物的存在会强化微生物对磷的积累。

（1）影响TP去除的因素。沉水植物富集TP的能力要好于挺水植物。

（2）影响正磷酸盐去除的因素.而沉水植物对APA有抑制作用，即沉水植物通过对APA的抑止减少正磷酸盐浓度。

1.3 水生植物会影响湖泊中沉积物磷释放

大型水生植物对底泥内源磷释放有抑制作用，主要表现在以下几个方面：

①改变水环境条件。研究表明，内源磷的释放受到水环境条件，如温度、溶解氧和氧化还原电位、pH、扰动等因素影响。而大型水生植物特别是沉水植物，对水环境条件如溶解氧、氧化还原电位、pH等都有重要影响。

②吸收作用。当水中有水生植物存在时，由于植物对磷的吸收，使觉积物中磷的含量有一定的减少，从而发生了磷在上覆水与沉积物之间的重新分配。

③吸附作用。大型水生植物的种植对湖泊底泥中的磷具有一定的吸附作用，可以降低底泥中磷的含量，改变底泥的化学物理特性，有助于降低底泥内源性磷释放强度。

④微生物作用。微生物对磷在植物--上覆水--沉积物中重新分配起到重要作用，而水生植物会影响微生物的种类及数量。有水生植物生长的沉积物的微生物生物含量要高于无水生植物的生物量含量。

3 对重金属的吸收净化

由于重金属的富集作用，水生植物可吸收富集水中的重金属污染物，从而达到一定程度净化水中重金属的效果。

4 抑制藻类生长

水体具有发育良好的水生植被就能强烈地抑制藻类的生长。

5 改善水质

水生植物对水体物理环境的改变作用显著，能有效改善水质，表现在以下几个方面：

①增加水中溶解氧。种态型的水生植物中，因为沉水植物所产生的氧所全部释放于水中，所以对增加水体溶解氧的贡献最大。

②pH值。研究发现，湿地内pH值的变化趋势与溶解氧变化趋势一致，而且沉水植物湿地内pH值明显要高于其它挺水植物湿地。

③改善水体透明度。水生植物可以促进水中悬浮物、污染物质沉积，同时能防止底泥颗粒物再悬浮，从而提高水体透明度。

④抑制沉积物的再悬浮。沉积物的再悬浮速率取决于风速、吹程和水深等因素。许多研究证明水生植物能大大降低由风浪引起的水运动，从而减少湖水运动对湖泊沉积物的影响。

6 保护生物多样性

水生高等植物发育良好有利于创造环境多样性，提高湖泊生态系统的生物多样性，

而生态系统的多样性又有助于提高生态系统的稳定性。水生高等植物能够从多方面影响浮游动物的生境，是影响浮游动物的种类组成、密度、多样性的重要因素之一。

7 水生植物消退对湖泊生态系统的影响

浅水湖泊生态系统退化的重要标志之一是大型水生植物的消失，尤其是沉水植物的消失。湖泊水生植物消亡后，水体浑浊，不利于靠视觉定位的凶猛性鱼类的捕食，从而减轻了对摄食浮游动物和底栖生物的鱼类的捕食压力，而对滤食性的鲤科鱼类影响不大，因此滤食效率较高的大型浮游动物（如枝角类）种群减少，减少了对藻类的滤食，从而为浮游植物发展提供了有利条件。浮游植物建立优势是导致水生态系统结构破坏和功能异化的过程，它导致水体溶解氧下降、透明度降低、鱼类及其他生物大量死亡，生物多样性下降。

8 水生植物过度生长带来的环境负效应

当然，除了一定的净化作用外，水生植物如果生长过旺等，也会对湖泊生态环境带来负面影响。

首先，大型水生植物过量生长，占据水体空间，使鱼类的生活活动空间减少，觅食困难，在阴雨天气鱼类在有限水体空间与水生植物互相争夺水中溶解氧，会出现大量死鱼现象。而且仲夏季节，水草繁茂的水域由于光合作用强烈，水中CO2被大量消耗引起潮水pH值骤然上升，也容易造成死鱼现象。

其次，大量水草死亡沉落水中腐烂、分解，在生长期吸收的营养盐又释放回水体，成为水体营养物质的内源污染。研究发现，水生植物凋落物腐烂分解过程中75%的N、80%的P 能在年内释放出来。

第三，水生植物残留湖中，不易分解的植物残体积累在湖底，会加速湖泊淤积和沼泽化。