李 峰，馮明雷，陳宏文*，魯秀國(guó)

(1.江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，330029，南昌；2.華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，330013，南昌)

湖泊濕地水質(zhì)凈化功能研究進(jìn)展

李 峰1,2，馮明雷1，陳宏文1,2*，魯秀國(guó)2

(1.江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，330029，南昌；2.華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，330013，南昌)

濕地具有強(qiáng)大的水質(zhì)凈化能力。作為一種典型的濕地，湖泊濕地同樣在水質(zhì)凈化方面有強(qiáng)大的生態(tài)效益，在維護(hù)湖泊生態(tài)平衡和水質(zhì)穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要作用，因此很有必要對(duì)湖泊濕地的水質(zhì)凈化功能展開(kāi)深入的探討。在簡(jiǎn)要概述了濕地水質(zhì)凈化功能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了湖泊濕地在湖泊水質(zhì)凈化中的功能，并對(duì)其影響因素等進(jìn)行了分析，繼而對(duì)湖泊濕地水質(zhì)凈化功能的研究方面進(jìn)行了展望。

湖泊濕地；水質(zhì)凈化；氮磷；重金屬；生態(tài)系統(tǒng)

0 引言

湖泊濕地，即是因湖泊而形成的濕地，是以Cowardin提出的成因分類(lèi)法為依據(jù)而對(duì)濕地進(jìn)行的分類(lèi)[1]。它也指由陸地到湖面水體的過(guò)渡帶，并以濕生植物為標(biāo)志，是湖泊與其周?chē)h(huán)境的物質(zhì)和能量交換通道，在湖泊營(yíng)養(yǎng)平衡和生物生產(chǎn)方面起著極其重要的作用[2]。湖泊濕地的水質(zhì)凈化功能是湖泊的重要生態(tài)功能之一，研究表明，鄱陽(yáng)湖濕地具有涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄洪水功能、調(diào)節(jié)氣候、降解污染、固定C和釋放O2、控制侵蝕、保護(hù)土壤、營(yíng)養(yǎng)循環(huán)和生物棲息地等生態(tài)功能，其濕地降解污染功能一項(xiàng)價(jià)值可達(dá)139.6億元[3]，對(duì)長(zhǎng)江中下游生態(tài)系統(tǒng)維持十分重要。

我國(guó)幅員遼闊，湖泊數(shù)量眾多、類(lèi)型全、分布廣。據(jù)《中國(guó)湖泊志》[4]記載，20世紀(jì)90年代全國(guó)共有面積大于1.0 km2的湖泊2 759個(gè)，總面積91 019.6 km2，而到2010年這一數(shù)據(jù)降低為2 693個(gè)(不包括干鹽湖)，總面積81 414.6 km2[5]?？梢?jiàn)，我國(guó)湖泊數(shù)量和面積呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，同時(shí)湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題更加突出。以鄱陽(yáng)湖為例，2006年農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染負(fù)荷N、P已達(dá)到湖區(qū)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的93%和97%[6]，對(duì)鄱陽(yáng)湖富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生重要影響，因此，加強(qiáng)湖泊保護(hù)研究刻不容緩。

世界范圍內(nèi)在20世紀(jì)初即開(kāi)始有濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究，20世紀(jì)50年代開(kāi)始著手對(duì)濕地凈化功能的研究[7]，在我國(guó)則相對(duì)較晚，濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的相關(guān)研究始于20世紀(jì)70年代。隨著近年來(lái)對(duì)湖泊濕地的研究大量增加，尤其是在對(duì)鄱陽(yáng)湖、洞庭湖、太湖等大型淡水湖泊的保護(hù)研究方面，取得了大量成果，主要包括水質(zhì)的演變分析、生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值的評(píng)估、常見(jiàn)濕地植物凈化水體的研究等等。本研究簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)外湖泊濕地凈化氮、磷、重金屬和懸浮物的研究進(jìn)展，總結(jié)了影響湖泊濕地凈化功能的主要因素，并探討湖泊濕地凈化功能未來(lái)的研究方向，提出了湖泊濕地的保護(hù)的若干建議。

1 濕地水質(zhì)凈化功能概述

濕地的水質(zhì)凈化功能即濕地的自?xún)艄δ埽侵笣竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)通過(guò)自身的自然生態(tài)過(guò)程和物質(zhì)循環(huán)作用，將水體中的污染物質(zhì)(如氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì))予以吸收、轉(zhuǎn)化、再分配，使水體得以?xún)艋哪芰8-9]。自?xún)裟芰κ呛饬繚竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)是否健康的重要標(biāo)志，同時(shí)濕地的自?xún)艄δ芤彩菨竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)功能最為重要的體現(xiàn)，恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的自?xún)裟芰κ菨竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的基本任務(wù)。有不少學(xué)者為了證明濕地有強(qiáng)大的水質(zhì)凈化功能進(jìn)行過(guò)諸多研究，如李云鵬[10]等就對(duì)向海自然保護(hù)區(qū)境內(nèi)的堿地泡子的凈化水質(zhì)能力做了研究，發(fā)現(xiàn)堿地泡子濕地對(duì)22個(gè)水質(zhì)參數(shù)有凈化作用，平均凈化率為52%。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為作為湖泊濕地核心的湖濱帶可以通過(guò)截留水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)凈化水質(zhì)，是湖泊濕地的一道天然屏障，在水質(zhì)凈化方面有無(wú)法被替代的作用。對(duì)衡量天然濕地水質(zhì)凈化功能的研究，目前還處于起步階段，學(xué)者多采用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外模擬等方法，或者在進(jìn)出濕地處做水質(zhì)監(jiān)測(cè)，通過(guò)水質(zhì)對(duì)比來(lái)表述天然濕地的水質(zhì)凈化功能，但這些方法難于真實(shí)反映出湖泊的自?xún)裟芰?，尤其一些大型湖泊的自?xún)裟芰?，所以?duì)這方面的研究屬于一個(gè)難點(diǎn)。

由于濕地系統(tǒng)是一種介于水生植物處理和土地處理之間的自然污水處理系統(tǒng)，較為特殊，故其對(duì)污染物質(zhì)的去除作用也十分復(fù)雜。從宏觀的角度上看，一般認(rèn)為是物理、化學(xué)及生物化學(xué)作用協(xié)同影響的結(jié)果。物理作用主要包括機(jī)械吸附、過(guò)濾和沉積?；瘜W(xué)作用主要包括離子交換、絡(luò)合和水解等。生物化學(xué)作用是濕地去除有機(jī)物的主要作用，主要包括微生物的分解作用和植物根系的吸收作用等。對(duì)此，有一些學(xué)者通過(guò)研究來(lái)確定濕地凈化功能的作用，如郗敏[7]等認(rèn)為當(dāng)徑流進(jìn)入流域濕地后，濕地去除污染物質(zhì)的過(guò)程主要有沉積過(guò)程、過(guò)濾過(guò)程、吸附過(guò)程、沉淀過(guò)程、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程。李紅艷[11]等認(rèn)為扎龍濕地的水質(zhì)凈化作用主要包括沉淀作用、離子吸附作用，碳酸平衡、氧化還原平衡、生物化學(xué)作用、生物吸收作用等。國(guó)外還有學(xué)者認(rèn)為生物沉積和生物同化輸出是湖泊濕地凈化功能的主要作用，這兩種作用不僅能保護(hù)自身水體，而且能對(duì)過(guò)往的水體進(jìn)行水質(zhì)凈化[12]。

2 湖泊濕地對(duì)水質(zhì)凈化的功能

2.1凈化氮磷的研究

一般排放進(jìn)入湖泊濕地的氮以有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮2種形式存在，無(wú)機(jī)氮主要包括氨態(tài)氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮等，基本都是以溶解形態(tài)出現(xiàn)，而有機(jī)氮?jiǎng)t為溶解態(tài)和固態(tài)。濕地去除氮的作用包括土壤的吸附和過(guò)濾、氨揮發(fā)(pH>8)、植物吸收、微生物硝化和反硝化作用等[13]。磷是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的重要元素之一，又是導(dǎo)致湖泊濕地及下游水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因。水體中磷的存在形式包括溶解有機(jī)磷和顆粒有機(jī)磷、溶解無(wú)機(jī)磷和顆粒無(wú)機(jī)磷。濕地系統(tǒng)對(duì)磷的去除機(jī)制十分復(fù)雜，目前尚未明晰，許多生物和非生物過(guò)程都會(huì)影響濕地對(duì)磷的去除。學(xué)者采用了貯留凈化率、質(zhì)量守恒定律、野外試驗(yàn)?zāi)M等多種方法從宏觀角度對(duì)我國(guó)一些湖泊濕地的凈化能力進(jìn)行了研究，成果詳見(jiàn)表1，總體上表明湖泊濕地凈化氮磷的能力顯著。目前學(xué)術(shù)界已初步達(dá)成共識(shí)，就氮的吸收轉(zhuǎn)化而言，硝化與反硝化作用占主導(dǎo)地位[14]，就磷的遷移轉(zhuǎn)化而言，主要是通過(guò)土壤顆粒對(duì)磷的吸附與沉淀作用進(jìn)行的[15]，這些作用共同維持著氮磷的凈化。

表1 國(guó)內(nèi)湖泊濕地凈化氮磷的部分研究成果

目前，由于開(kāi)展實(shí)際研究的湖泊較少且類(lèi)型不全，僅限于一些大型的淺水淡水湖泊，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。隨著湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的日益突出，對(duì)湖泊濕地去除氮磷的機(jī)制研究將成為未來(lái)的熱點(diǎn)。

2.2去除重金屬的研究

當(dāng)污水中的重金屬進(jìn)入湖泊濕地后，可對(duì)湖泊濕地造成一定程度的毒害作用，對(duì)此，一些湖泊濕地植物逐漸演化出一套特定的生理機(jī)制來(lái)脫毒。一般而言，這類(lèi)植物是通過(guò)螯合和區(qū)室化等作用來(lái)耐受并吸收富集受污水體中的重金屬，以此達(dá)到對(duì)水體中重金屬的去除。已有大量研究表明，濕地植物對(duì)重金屬的富集能力決定了濕地對(duì)重金屬的凈化能力，并且濕地植物的科屬不同，其對(duì)重金屬的富集能力也會(huì)有所不同，對(duì)此，吳艷紅[22]等通過(guò)研究對(duì)比龍感湖湖濱濕地和湖泊沉積物中元素的含量和時(shí)間序列，得出湖濱濕地可以明顯攔截湖沼中的金屬元素。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)湖泊濕地去除重金屬污染的研究主要是選取湖泊濕地中常見(jiàn)的植物，轉(zhuǎn)移至人工濕地中進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究，然后將部分研究成果用于濕地的重金屬污染修復(fù)中。如李鳴[23]等以鄱陽(yáng)湖濕地為研究對(duì)象，對(duì)濕地中22種植物富集重金屬的能力進(jìn)行了分析研究，得出灰化苔草、飛廉、小竊衣、南荻、一年蓬、鼠曲草等植物可以作為鄱陽(yáng)湖濕地重金屬污染修復(fù)植物的選擇對(duì)象，對(duì)鄱陽(yáng)湖濕地的重金屬污染防治起到很大作用。而董萌[24]等則是針對(duì)洞庭湖濕地中土壤鎘的污染現(xiàn)狀，分析了湖濱帶優(yōu)勢(shì)植物的鎘富集特征及其修復(fù)效果，取得了相似的部分研究成果與上述李鳴的研究成果相同。這方面的研究在國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了一個(gè)熱點(diǎn)。

2.3去除懸浮物的研究

懸浮物作為污染物的吸附或攜帶載體，是有機(jī)物的主要來(lái)源。水體中的懸浮物一般來(lái)自入湖河流或因風(fēng)浪來(lái)自湖泊底泥，而對(duì)一些過(guò)水性湖泊而言，大量的懸浮物質(zhì)會(huì)隨入湖水體進(jìn)入湖泊，同時(shí)也會(huì)帶入有機(jī)物[25]。湖泊濕地對(duì)懸浮物質(zhì)的去除主要靠沉淀作用來(lái)完成，河水流入濕地時(shí)，會(huì)被分散到了巨大的面積，從而大大降低了入湖水體的流速；另外，濕地中的水生植物也會(huì)減小水中風(fēng)浪的擾動(dòng)，加之湖濱濕地中植被根部的阻滯作用，都在一定程度上降低了水流速度，使得入湖的懸浮營(yíng)養(yǎng)顆粒或膠體沉降到底泥中。由于污染物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)常粘結(jié)在沉積物上，便和沉積物一并沉積下去，成為濕地植物的養(yǎng)料，并被吸收，然后經(jīng)化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終被植物儲(chǔ)存起來(lái)。有學(xué)者實(shí)地考察過(guò)湖泊濕地去除懸浮物的效果，如向軍[26]等對(duì)太湖水體中的顆粒懸浮物靜沉降規(guī)律做了研究，得出太湖懸浮物的沉降速率在0.002～0.005 cm/s之間，從一定程度可以證明湖泊濕地能夠去除懸浮物；又如李紅艷[11]根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)扎龍濕地上游西側(cè)邊緣匯入的某一帶的懸浮顆粒物高達(dá)1 192.0 mg/L，而濕地核心區(qū)懸浮顆粒物降至18～19 mg/L，去除率達(dá)98.4%。

3 湖泊濕地水質(zhì)凈化功能的主要影響因素

隨著人們對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的日漸關(guān)注，對(duì)湖泊濕地水質(zhì)凈化功能影響因素的研究也在逐漸興起，這些研究對(duì)湖泊濕地的保護(hù)與水質(zhì)凈化功能的修復(fù)起到關(guān)鍵作用。參考國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果，本研究認(rèn)為影響湖泊濕地水質(zhì)凈化功能的主要因素為植物、水文條件、微生物、土壤和污染負(fù)荷等，這些因素互相影響互相制約，共同維持著湖泊的水質(zhì)凈化功能。

3.1植物因素

湖泊水生植物能夠不同程度地清除受污水體中的氮、磷及重金屬，在凈化水質(zhì)中得到了密切的關(guān)注。因?yàn)橹参镌谒|(zhì)凈化方面有巨大的作用，用濕地植物凈化污染物質(zhì)的研究已經(jīng)成為了目前的一個(gè)熱點(diǎn)研究。如尹峻嶺[27]等通過(guò)對(duì)衡水湖水生植物的研究，得出衡水湖水生植物有促淤防蝕澄清水質(zhì)功能和抑制藻類(lèi)等功能。也有學(xué)者研究了哪些植物因素可以影響濕地水質(zhì)凈化，比如李莎莎[28]認(rèn)為濕地湖濱植物群落物種組成和空間格局對(duì)濕地水體凈化功能具有重要作用，而徐德福[29]等研究后認(rèn)為濕地植物生物量是吸收氮磷的主要影響因素，此外，周露洪[30]等利用穩(wěn)定同位素示蹤方法，發(fā)現(xiàn)湖泊濕地中常見(jiàn)的沉水植物苦草能增強(qiáng)底泥對(duì)氨氮的滯留能力從而達(dá)到凈化水質(zhì)的作用。

3.2水文條件

水文是濕地環(huán)境中最重要的因子之一，對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的影響十分明顯。湖泊水文條件主要包括進(jìn)出水體流量、水位、水溫、面積、水體流速等。它能直接改變湖泊濕地的理化性質(zhì)，進(jìn)而影響到濕地的物種組成及豐度、第一生產(chǎn)力、有機(jī)物質(zhì)的積累和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)等。如湖泊濕地的干濕交替變化可以增加土壤對(duì)磷的滯留作用[31]。同時(shí)，系統(tǒng)對(duì)污染物的凈化也與水溫有關(guān)，這主要是因?yàn)殡S著氣溫升高，植物和微生物的生理活性也會(huì)隨之升高，這有利于污染物的去除。如有外國(guó)學(xué)者通過(guò)研究認(rèn)為當(dāng)水溫降低時(shí)，濕地對(duì)磷的去除率也會(huì)降低[32]。水位對(duì)湖泊濕地凈化功能的影響也非常明顯，如張葆華[33]等發(fā)現(xiàn)淺水位蘆葦濕地與深水位蘆葦濕地相比對(duì)氮磷的去除率更高，但后者對(duì)氮磷的去除速度更快。此外，濕地面積、濕地與流域面積比等也是污染物凈化的重要因子。研究發(fā)現(xiàn)濕地面積越大，其去磷的效果就越好于去除懸浮物的效果[34]。濕地與流域面積之比和濕地蓄水時(shí)間的長(zhǎng)短也決定了濕地對(duì)污染物的吸收功能[35]，濕地與流域面積之比大，蓄水時(shí)間長(zhǎng)，濕地對(duì)污染物的吸收率高；反之，濕地遭到大規(guī)模圍墾而破壞，濕地與流域面積之比劇減，其對(duì)入湖污染物的攔截能力也大大降低。

3.3微生物因素

微生物對(duì)湖泊濕地水質(zhì)凈化功能的影響非常明顯。大量研究表明湖泊濕地土壤中有數(shù)量極多的好氧、厭氧及兼性的微生物，而水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過(guò)沉降后，進(jìn)入底泥中，隨后轉(zhuǎn)移進(jìn)濕地土壤里，其在濕地土壤中的降解和轉(zhuǎn)化主要都是靠微生物來(lái)完成的。一些好氧微生物可將有機(jī)物分解為可被植物吸收的硝酸根、磷酸根、硫酸根等離子，而一些厭氧微生物可將有機(jī)物分解為CO2、CH4、H2S、NH3、PH3等可揮發(fā)出去的氣體[7]。陳博謙[36]等通過(guò)模擬研究表明微生物對(duì)降低水體污染負(fù)荷的作用十分重要。李淑英[37]等通過(guò)研究表明，水體中TN的去除是微生物與水生植物共同作用的結(jié)果，微生物的作用明顯。微生物對(duì)湖泊水質(zhì)凈化功能的影響不容忽視。

3.4土壤因素

土壤是許多化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的媒介，同時(shí)也是大部分植物的養(yǎng)分庫(kù)，當(dāng)土壤具有較好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)時(shí)，微生物種類(lèi)和數(shù)量也會(huì)較多，這對(duì)污染物質(zhì)的去除非常有利。濕地土壤凈化污染物質(zhì)的作用主要有吸附與吸收作用、離子交換作用、氧化還原作用和代謝分解作用等[7]。陳博謙[38]等通過(guò)室內(nèi)模擬濕地的方法表明，在不考慮植物因素的條件下，土壤-微生物系統(tǒng)對(duì)受污水體的污染物質(zhì)依舊有較好的去除效果，這便肯定了土壤因素的重要性。此外，國(guó)外也有學(xué)者通過(guò)研究表明濕地土壤具有攔截過(guò)濾氮磷的作用[39]。另外，土壤硝酸鹽濃度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤溫度和土壤氧化還原電位等因素會(huì)影響湖泊濕地的反硝化作用[40]。

3.5污染負(fù)荷

污染負(fù)荷也是湖泊濕地凈化功能發(fā)揮的重要影響因素。如王沛芳[41]等就以長(zhǎng)江中下游湖泊水體中典型沉水植物苦草作為研究對(duì)象，就其對(duì)不同濃度氮的凈化效果做了研究，表明在氮濃度不同的條件下，苦草對(duì)氮的凈化作用具有明顯的差異。此外，多數(shù)學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明氮磷比例是影響氮、磷去除效率的重要環(huán)境因素?？笛嘤馵42]等對(duì)裸甲藻的研究發(fā)現(xiàn)，氮磷比為6:1時(shí)是其生長(zhǎng)的最佳營(yíng)養(yǎng)鹽條件。胡綿好[43]等通過(guò)研究表明，聚草在低氮磷比2:1時(shí)生物量最大，而黃花水龍?jiān)谥械鹊妆?0:1～20:1時(shí)生物量最大，喜旱蓮子草在較高氮磷比20:1～40:1時(shí)生物量最大。國(guó)外的Friendlander[44]等研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)妆葟?.5增加到20.0時(shí)，江蘺的生長(zhǎng)速率明顯提高，與徐永健[45]等的研究結(jié)果基本一致。因此，為維護(hù)湖泊濕地生態(tài)健康，除了保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還應(yīng)加強(qiáng)外源污染負(fù)荷控制。

3.6其他因素

除了污染負(fù)荷外，還有其他外界因素可以影響湖泊濕地的凈化功能，如季節(jié)、大氣等。萬(wàn)曉紅[46]等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)不同月份里白洋淀排放氧化亞氮的量不同，這說(shuō)明了不同季節(jié)里湖泊濕地的硝化和反硝化作用程度不同，即不同季節(jié)里湖泊濕地凈化氮元素的效果也會(huì)不同。此外，大氣中的O2、CO2等氣體濃度對(duì)土壤中的微生物的生物量以及微生物總數(shù)量有影響，如有研究表明隨著CO2濃度的升高，與植物去除磷密切相關(guān)的微生物如解磷細(xì)菌的數(shù)量也會(huì)隨之增加，從而直接影響著湖泊濕地凈化磷元素的效果[47]。

4 結(jié)論和建議

隨著近年來(lái)我國(guó)湖泊污染加劇，湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)功能逐漸被人們認(rèn)識(shí)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)濕地水質(zhì)凈化功能的研究也日益增多，湖泊濕地對(duì)水體氮、磷、重金屬、懸浮物等的凈化功能已得到證實(shí)，植物、水文條件、微生物、土壤和污染物濃度是影響湖泊濕地水質(zhì)凈化的關(guān)鍵因素。然而湖泊生態(tài)系統(tǒng)十分復(fù)雜，其生態(tài)功能的發(fā)揮機(jī)理研究尚不明確，水質(zhì)凈化功能的研究還處在相對(duì)宏觀的水平，且被研究的湖泊數(shù)目較少，衡量湖泊濕地的凈化功能的尺度不一，更沒(méi)有建立起完整的科學(xué)理論和方法體系。鑒于此，建議從以下幾方面加強(qiáng)研究。

1)將全國(guó)主要湖泊歸入統(tǒng)一監(jiān)測(cè)管理，建立國(guó)家級(jí)湖泊濕地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，加強(qiáng)湖泊濕地環(huán)境監(jiān)測(cè)，為湖泊濕地科學(xué)的研究由定性描述轉(zhuǎn)為定量研究提供數(shù)據(jù)支撐。此外，統(tǒng)一湖泊濕地水質(zhì)凈化功能的衡量標(biāo)準(zhǔn)，并使之規(guī)范化。

2)定量化深入研究湖泊濕地水質(zhì)凈化功能的作用機(jī)制。包括宏微觀尺度、影響機(jī)制、凈化負(fù)荷等多方面的研究，廣泛運(yùn)用遙感、同位素示蹤、微生物生態(tài)學(xué)等研究方法和技術(shù)手段，揭示湖泊濕地水質(zhì)凈化的影響方式和作用機(jī)理，為湖泊濕地的保護(hù)管理提供技術(shù)支持。

3)注重與人工濕地的研究相結(jié)合。對(duì)湖泊濕地凈化功能的研究，有利于人工濕地工程在污水凈化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，反過(guò)來(lái)，對(duì)人工濕地的研究也有助于深化湖泊濕地水質(zhì)凈化功能的認(rèn)識(shí)。

4)加強(qiáng)湖泊濕地對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化及藻類(lèi)水華的抑制機(jī)理研究。在控制入湖污染負(fù)荷的基礎(chǔ)上，恢復(fù)湖泊濕地生態(tài)功能是控制湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化的根本方法，應(yīng)針對(duì)當(dāng)前湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化及藻類(lèi)水華突出的環(huán)境問(wèn)題，重點(diǎn)研究湖泊濕地在控制水體富營(yíng)養(yǎng)化及抑藻方面的機(jī)理研究，如微生物調(diào)控、植物協(xié)同等。

[1] Cowardin L M,Carter V.Golet F C,etal.Classification of wetlands and deepwater habitats of the United State[J].US Fish and Wildlife Service,FWS/OBS,1979,79(31):125-138.

[2]Whigham D.Ecological issues related to wetland preservation,restoration,creation and assessment[J].The Science of the Total Enviroment,1999,240:31-40.

[3]崔麗娟.鄱陽(yáng)湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估研究[J].生態(tài)學(xué)雜志,2004,23(4):47-51.

[4]《中國(guó)湖泊志》編委會(huì).中國(guó)湖泊志[M].北京:科學(xué)出版社,1998.

[5]楊桂山,馬榮華,張路,等.中國(guó)湖泊現(xiàn)狀及面臨的重大問(wèn)題與環(huán)保策略[J].湖泊科學(xué),2010,22(6):799-810.

[6]黃秋萍,黃國(guó)勤,劉隆旺.鄱陽(yáng)湖生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、問(wèn)題及可持續(xù)發(fā)展對(duì)策[J].江西科學(xué),2006,24(6):517-544.

[7]郗敏,劉紅玉,呂憲國(guó).流域濕地水質(zhì)凈化功能研究進(jìn)展[J].水科學(xué)進(jìn)展,2006,17(4):566-573.

[8]Ostroumov S A.On the biotic self-purification of aquatic ecosystems Elements of the theory[J].Doklady Biological Sciences,2004,39(6):206-211.

[9]Vagnetti R,Miana P,Fabris M,etal.Self-purification ability of a resurgence stream[J].Chemosphere,2003,52:1781-1795.

[10]李云鵬,李怡庭,劉景哲,等.松嫩平原湖泡濕地水化學(xué)特征及凈化水質(zhì)作用研究[J].東北水利水電,2001,19(11):39-56.

[11]李紅艷,章光新,李緒謙,等.扎龍濕地水質(zhì)凈化機(jī)理分析[J].地理科學(xué),2012,32(1):88-93.

[12]王學(xué)雷,劉興土,吳宜進(jìn).洪湖水環(huán)境特征與湖泊濕地凈化能力研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版),2003,49(2):217-220.

[13]姚鑫,楊桂山.自然濕地水質(zhì)凈化研究進(jìn)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2009,28(5):825-832.

[14]Bachand P A M.Denitrification in constructed free-water surface wetlands[J].Ecological Engineering,2000,14:17-32.

[15]Gray S,Kinross J,Read P,etal.The nutrient assimilative capacity of maerl as a substrate in constructed wetland systems for waste treatment[J].Wat Res,2000,34(8):2183-2190.

[16]康文星,席宏正,袁正科.洞庭湖濕地凈化污染物的研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2008,22(3):146-151.

[17]尹發(fā)能.論洞庭湖濕地對(duì)污染物的凈化作用[J].福建地理,2004,19(2):1-5.

[18]宋君.烏粱素海濕地水質(zhì)污染特征及水體自?xún)裟芰μ接慬D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2010:39-44.

[19]陳小鋒,揣小明,曾巾,等.太湖氮素出入湖通量與自?xún)裟芰ρ芯縖J].環(huán)境科學(xué),2012,33(7):2310-2314.

[20]韓濤,翟淑華,胡維平,等.太湖氮、磷自?xún)裟芰Φ膶?shí)驗(yàn)與模型模擬[J].環(huán)境科學(xué),2013,34(10):3862-3871.

[21]尹澄清,蘭智文,晏維金.白洋淀水陸交錯(cuò)帶對(duì)陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的截留作用初步研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1995,6(1): 76-80.

[22]吳艷紅,王蘇民,R w Barttarbee.龍感湖小流域元素時(shí)空分布及濕地?cái)r截功能探討[J].濕地科學(xué),2003,1(1):33-39.

[23]李鳴,吳結(jié)春,李麗琴.鄱陽(yáng)湖濕地22種植物重金屬富集能力分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2008,27(6):2413-2418.

[24]董萌,趙運(yùn)林,庫(kù)文珍,等.洞庭湖濕地8種優(yōu)勢(shì)植物對(duì)鎘的富集特征[J].生態(tài)學(xué)雜志,2011,30(12):2783-2789.

[25]任瑞麗,劉茂松,章杰明,等.過(guò)水性湖泊自?xún)裟芰Φ膭?dòng)態(tài)變化[J].生態(tài)學(xué)雜志,2007,26(8):1222-1227.

[26]向軍,逄勇,李一平,等.淺水湖泊水體中不同顆粒懸浮物靜沉降規(guī)律研究[J].水科學(xué)進(jìn)展,2008,19(1):111-115.

[27]尹俊嶺,張學(xué)知,張家興.衡水湖水生植物水質(zhì)凈化效應(yīng)研究[J].南水北調(diào)與水利科技,2009,7(5):128-130.

[28]李莎莎,田昆,劉云根.不同空間配置的濕地植物群落對(duì)生活污水的凈化作用研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010,19(8):1951-1955.

[29]徐德福,徐建民,王華勝,等.濕地植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中氮、磷吸收能力研究[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2005,11(5):597-601.

[30]周露洪,谷孝鴻,曾慶飛,等.螺-草水質(zhì)凈化系統(tǒng)氮素環(huán)境歸趨的實(shí)驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué),2012,33(12):4307-4315.

[31]Venterink H O.Impact of drying and rewetting on N,P and K dynamics in a wetland soil[J].Plant and Soil,2002,243:119-130.

[32]Coveney M F.Nutrient removal from entropic lake water by wetland filtration[J].Ecological Engineering,2002,19(2):141-159.

[33]張葆華,吳德意,葉春,等.不同水深條件下蘆葦濕地對(duì)氮磷的去除研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2007,30(7):4-6.

[34]Cohen M J,Brown M T.A model examining hierarchical wetland networks for watershed stormwater management[J].Ecological Modeling,2007,210:179-193.

[35]Woltemade C J.Ability of restored wetlands to reduce nitrogen and phosphorus concentrations in Agricultural drainage water[J].Journal of Soil and Water Conservation,2000,(3):303-309.

[36]陳博謙,尹澄清.污水凈化濕地模擬系統(tǒng)中的細(xì)菌和藻類(lèi)的生態(tài)分布研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1998,18(6):634-639.

[37]李淑英,周元清,胡承,等.水生植物凈化中微生物變化及凈化效果研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2009,32(11):75-80.

[38]陳博謙,王星,尹澄清.濕地土壤因素對(duì)污水處理作用的模擬研究[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),1999,12(1):19-21.

[39]Pavel E W,Reneau R B,Berry D F,etal.Denitrification potential of nontidal riparian wetland soils in the Virginia coastal plain[J].Water Research,1996,30(11):2798-2804.

[40]萬(wàn)曉紅,周懷東,劉玲花.濕地反硝化作用研究進(jìn)展[J].中國(guó)水利,2007(9):38-40.

[41]王沛芳,王超,王曉蓉,等.草對(duì)不同濃度氮凈化效果極其形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律[J].環(huán)境科學(xué),2008,2(4):890-895.

[42]康燕玉,梁君榮,高亞輝,等.氮、磷比對(duì)兩種赤潮藻生長(zhǎng)特性的影響及藻間競(jìng)爭(zhēng)作用[J].海洋學(xué)報(bào),2006,28(5):117-122.

[43]胡綿好,袁菊紅,向律成,等.不同氮磷比對(duì)多年生水生植物生長(zhǎng)特性影響的研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2011,5(11):2487-2493.

[44]Friendlander M,Levy I.Cultivation of Gracilaria lemaneiformis in outdoor tanks and ponds[J].Journal of Applied Phycology,1995,7(3):315-324.

[45]徐永健,陸開(kāi)宏,管保軍.不同氮磷濃度及氮磷比對(duì)龍須菜生長(zhǎng)和瓊膠含量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2006,22(8):209-213.

[46]萬(wàn)曉紅,周懷東,王雨春,等.白洋淀湖泊濕地氧化亞氮的排放通量初探[J].生態(tài)環(huán)境,2008,17(5):1732-1738.

[47]Marilly L.Influence of an elevated atmospheric CO2content on soil and rhizosphere bacterial communities beneath lolium perenne and trifolium repens under field conditions[J].Microbiology Ecology,1999,28:39-49.

ProgressontheWaterPurificationFunctionsinNaturalLakeWetlands

LI Feng1,2,FENG Minglei1,CHEN Hongwen1,2*,LU Xiuguo2

(1.Jiangxi Academy of Environmental Sciences,330029,Nanchang,PRC;2.East China Jiaotong University.School of Civil Engineering and Architecture,330013,Nanchang,PRC)

Generally,natural wetlands have strong water purification ability.Lake wetland,as an important wetland ecosystem,also have a strong eco-efficiency in high water quality purification,which plays a significant role in maintaining the ecological balance of lake and water quality stability.The research progress on water quality purification function in lake wetlands were reviewed in this paper,including the representation and mechanism of water quality purification and the relevant factors on pollutants′degradation of lake wetlands were summarized.And prospect the future research of water quality purification of lake wetlands.

lake wetlands;water purification ability;Nitrogen and Phosphorus;heavy metals;ecosystem

2014-07-28;

2014-08-26

李 峰(1989-)，男，江西九江人，碩士研究生，主要從事鄱陽(yáng)湖水質(zhì)和水生態(tài)研究。

江西省科技重大專(zhuān)項(xiàng)——鄱陽(yáng)湖科學(xué)考察(20114ABG01100-3-13)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——水位波動(dòng)節(jié)律改變后大型通江湖泊中優(yōu)勢(shì)水生植物體內(nèi)碳氮代謝的生理響應(yīng)機(jī)理研究(31200360)。

10.13990/j.issn1001-3679.2014.05.012

X171.1

A

1001-3679(2014)05-0624-07

*通訊作者：陳宏文(1971-)，男，研究員，江西南昌人，主要從事湖泊流域水環(huán)境保護(hù)研究。