張建鋒 壽松濤 張慧萍 王榮嘉 劉曉晨

（1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 杭州 311400；2. 浙江省杭州市富陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 杭州 311400）

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了輝煌成就，同時(shí)環(huán)境問(wèn)題也日益突出，其中水污染問(wèn)題廣泛存在。太湖流域位于中國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，是該地區(qū)最重要的水源地。根據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2020[1]，太湖流域周邊省市地區(qū)的GDP 占中國(guó)總GDP 的20.2%。然而面源污染嚴(yán)重制約了該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展[2-3]。杭嘉湖平原位于太湖流域南部，錢(qián)塘江和杭州灣流域北部，以及天目山東部地區(qū)，主要包括嘉興市、湖州市大部分地區(qū)以及杭州市東北部地區(qū)。杭嘉湖平原河網(wǎng)密布，自古以來(lái)就是著名的“魚(yú)米之鄉(xiāng)”，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，然而大量的農(nóng)業(yè)化學(xué)品的使用，導(dǎo)致了該地區(qū)水環(huán)境污染嚴(yán)重[3]。田平等[4]對(duì)杭嘉湖平原農(nóng)田氮磷流失的研究表明，該地區(qū)淹水稻田氮素流失最大，為35.26 kg/hm2。王江飛等[5]的研究則表明，該地區(qū)大氣沉降中氮、磷沉降通量均處于較高水平，分別為4 884.70、65.46 kg/(km2·a)。這些情況表明，太湖流域尤其是杭嘉湖地區(qū)的水環(huán)境治理和保護(hù)任務(wù)都還十分艱巨。

雖然杭嘉湖為平原地區(qū)，但其水源地大多在山地丘陵區(qū)，雨季暴雨頻繁，因此極易在水源地發(fā)生水土流失[2]，引發(fā)水土流失型面源污染。目前，最為有效的辦法是建設(shè)水源區(qū)防護(hù)林，在坡地修建植物籬，一方面可以帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)收入，另一方面又不必額外施用化肥。因此，積極開(kāi)展縱深地帶等高固氮植物籬建設(shè)、水系岸帶生物防護(hù)技術(shù)、集水區(qū)人工濕地建設(shè)和污染水體修復(fù)技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)以源頭防治為主要內(nèi)容的生態(tài)修復(fù)，對(duì)于減少水土流失、改善水環(huán)境、保障飲用水安全具有重要意義。

1 面源污染研究歷程與進(jìn)展

近年來(lái)，隨著工廠廢水等點(diǎn)源污染的逐步控制，面源污染對(duì)水環(huán)境的破壞逐漸引起人們的關(guān)注，并成為生態(tài)環(huán)境的熱點(diǎn)問(wèn)題。上個(gè)世紀(jì)中下旬以來(lái)，美國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始農(nóng)業(yè)面源污染研究，內(nèi)容主要包括：降雨徑流的數(shù)學(xué)模型，不同面源污染的分類(lèi)以及面源污染物的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過(guò)程[6]。我國(guó)面源污染研究起始于20 世紀(jì)80 年代[7]，雖然起步較晚，但也取得了一些研究成果[8-9]。嚴(yán)寬等[10]在三峽庫(kù)區(qū)針對(duì)柑橘園的一項(xiàng)研究表明，春季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的施肥以及高強(qiáng)度的降雨，是導(dǎo)致該地區(qū)氮磷流失產(chǎn)生面源污染的重要因素。Cheng 等[11]在巢湖地區(qū)的研究表明，與森林覆蓋率低于25%的地區(qū)相比，森林覆蓋率高于75%的地區(qū)總氮流失量減少56.69%，總磷流失量減少53.46%。雖然目前有關(guān)面源污染的研究已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但總體上面源污染研究的重點(diǎn)還是放在了面源污染的過(guò)程及模型研究上，對(duì)面源污染控制技術(shù)的研究比較欠缺。因此，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染控制技術(shù)的研究很有必要。在農(nóng)業(yè)面源污染中，土地具有兩面性，一方面它是污染的受納體，直接受到污染的影響，自身性質(zhì)退化；另一方面土壤又會(huì)成為污染的釋放體，土壤受到污染后，被污染過(guò)的地表土能夠在風(fēng)力和水力的作用下，進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染以及水污染，并進(jìn)一步導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)問(wèn)題。因此，在控制農(nóng)業(yè)面源污染研究中，應(yīng)以保護(hù)土壤，減少土壤侵蝕為中心。

目前，國(guó)際上控制面源污染的主要方法是最佳管理措施[12-13]，主要包括3 個(gè)部分：源頭控制，過(guò)程攔截以及末端處理[14-16]。其中，在山丘區(qū)水源地構(gòu)建水源涵養(yǎng)林是十分有效的措施，能夠同時(shí)從源頭控制、過(guò)程攔截以及末端處理等三個(gè)方面控制面源污染。Wang 等[17]通過(guò)模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與荒地相比，麻櫟林能夠減少59.12%的氮素流失以及123.04%的磷素流失，刺槐林能夠減少73.12%的氮素流失以及186.90%的磷素流失，即通過(guò)林地建設(shè)，能夠從源頭上減少氮磷等面源污 染 物 的 流 失。Kumwimba 等[18]、Pierobon 等[19]以及Wang 等[20]都在研究中提到，在農(nóng)業(yè)排水溝中種植植物，能夠通過(guò)吸附、植物吸收、微生物的硝化與反硝化等多種作用，減少?gòu)搅鬟^(guò)程中的氮磷污染物，從而有利于面源污染的防治。Ouyang等[21]在美國(guó)密西西比州Yazoo 河下游流域的研究表明，森林面積增加2 倍，硝態(tài)氮和磷酸鹽的年流失量將會(huì)減少2 倍。這些研究表明通過(guò)林地建設(shè)，能夠從源頭、過(guò)程以及末端減少面源污染。因此，在面源污染治理中應(yīng)該進(jìn)一步推動(dòng)以林業(yè)工程為主的生態(tài)治理措施，同時(shí)從多個(gè)方面控制氮磷流失，以控制面源污染。

2 面源污染林業(yè)工程生態(tài)治理的基本原理

2.1 固結(jié)土壤減少水土流失

眾所周知，通過(guò)林冠層葉片和凋落物層，森林可以起到降雨阻滯和消散的作用，從而降低地表徑流的流速和流量，減少雨水對(duì)地表土壤的沖擊和侵蝕[22]。此外，由于樹(shù)木根系的存在，森林土壤一般具有良好的滲透性，能促進(jìn)地表徑流下滲，減少土壤侵蝕和水土流失。同時(shí)，林木的根系與泥土交織，纏綿穿插，深入基巖，能夠防止邊坡土體的滑落，有利于保持水土[23-24]。

森林對(duì)水質(zhì)和水環(huán)境影響方面的研究開(kāi)始較早。一般認(rèn)為，20 世紀(jì)40 年代，在美國(guó)密西西比河沖積流域上建立的林地被認(rèn)為是有關(guān)森林濕地的早期研究，也是森林對(duì)水質(zhì)和水環(huán)境影響的早期探索[25]，但這一時(shí)期的研究是不連續(xù)的，且文獻(xiàn)記錄較少。直到20 世紀(jì)60 年代，在美國(guó)密西西比河沖積平原開(kāi)展了一系列連續(xù)的森林對(duì)水質(zhì)影響的研究[25]，結(jié)果良好。一般認(rèn)為，我國(guó)的森林與水質(zhì)的研究開(kāi)始于20 世紀(jì)70 年代。由于在大小興安嶺地區(qū)、長(zhǎng)白山地區(qū)分布著大量的森林濕地，因此，我國(guó)早期有關(guān)森林與水質(zhì)的研究大多集中在東北地區(qū)[26]。早期的研究主要集中在土地利用對(duì)水文條件的影響上，后來(lái)開(kāi)始探討植被覆蓋與水量、水質(zhì)和徑流的關(guān)系，并進(jìn)行了過(guò)度采伐對(duì)水質(zhì)的影響等一系列比較研究[27-28]。目前，也有專業(yè)人員對(duì)森林的配置結(jié)構(gòu)展開(kāi)了相關(guān)研究。程浩[29]在杭埠河流域利用SWAT 模型，提出了不同地區(qū)最有利于減少面源污染的森林配置模式。他在研究中提到，山丘區(qū)森林配置的重點(diǎn)是涵養(yǎng)水源和減少水土流失。因此，在山丘區(qū)，森林一般要靠近河流，距離小于500 m，植被覆蓋度要大于75%，同時(shí)，應(yīng)以混交林為主。而在平原地區(qū)，由于需要考慮到經(jīng)濟(jì)效益，因此，植被覆蓋度一般小于25%，同時(shí)應(yīng)該靠近河流并以混交林為主。

2.2 攔截徑流減少污染物進(jìn)入水體

構(gòu)建等高固氮植物籬能有效減少污染物進(jìn)入水體。20 世紀(jì)中旬，美國(guó)農(nóng)業(yè)部提出了植物籬應(yīng)用的相關(guān)規(guī)程。1994 年以來(lái)，植物籬作為一種可行的水保措施在美國(guó)及其他國(guó)家得到廣泛應(yīng)用[30]。宋科等[31]對(duì)果園植物籬的研究表明，通過(guò)植物籬建設(shè)，能夠有效減少?gòu)搅髁浚?9.18%），同時(shí)降低總氮（16.74%）以及總磷（13.60%）的流失程度。黃小芳等[32]在三峽庫(kù)區(qū)針對(duì)植物籬的研究表明，植物籬建設(shè)不但能夠增加土壤養(yǎng)分含量，還能夠增加農(nóng)田抗蝕性。Adhikary 等[33]在印度東部地區(qū)的耕地上，建立了墨西哥丁香（Gliricidia sepium）和銀合歡（Leucaena leucocephala）植物籬，這兩種植物籬能夠分別增加土壤中3.8% ～4.7%以及3.7% ～ 5.3%有機(jī)碳含量。隨著人類(lèi)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，植物籬的設(shè)計(jì)觀念也已經(jīng)從單一的減少水土流失，發(fā)展到促進(jìn)陸地生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，增加和恢復(fù)生物多樣性。此外，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，植物籬在控制面源污染方面也發(fā)揮了重要作用。

除植物籬之外，發(fā)展坡地農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)，構(gòu)建喬灌草相結(jié)合的防護(hù)林帶也對(duì)防止水土流失具有積極作用。在杭嘉湖地區(qū)，林地經(jīng)營(yíng)集約化程度較高，在注重經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，造成了林分結(jié)構(gòu)單一。與混交林相比，純林林地保持水土和涵養(yǎng)水源的功能相對(duì)較弱。改造經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度高的經(jīng)濟(jì)純林的林分結(jié)構(gòu)，發(fā)展坡地農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)，建立復(fù)合結(jié)構(gòu)林帶對(duì)于減少水土流失具有積極作用。程平等[34]為減少板栗林的面源污染，針對(duì)性的開(kāi)展了研究，結(jié)果表明，通過(guò)增加地表植被的覆蓋，能夠減少水土流失，有利于面源污染的防治。與耕地相比，森林和草地均能有效減少面源污染。與水田耕地相比，水塘等景觀能夠受納污染物，一般被認(rèn)為是“匯”景觀，而前者自身能夠產(chǎn)生污染物，因此被認(rèn)為是“源”景觀[35]。基于這些原則，通常是優(yōu)化“源”景觀的土地利用規(guī)劃，增加綠色廊道的數(shù)量，加強(qiáng)“匯”景觀建設(shè)。這樣，一方面可以減少面源污染物的產(chǎn)生；另一方面促進(jìn)雨水的滲透，進(jìn)一步減少?gòu)搅鳌＿@樣，徑流中攜帶的污染物在遷移過(guò)程中不斷被阻擋、吸收并轉(zhuǎn)化為無(wú)害的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

植被緩沖帶一般是指與受納水域相鄰，具有特定結(jié)構(gòu)和寬度，具有一定保護(hù)作用，由草本、灌木和喬木中一種或多種植被組成的植被緩沖區(qū)域[36]。Dong 等[37]研究表明，植被緩沖帶降低了流量水力學(xué)(約56%～70%)，同時(shí)增加了流量阻力(1.2～1.5 倍)，從而減少了地表徑流對(duì)土壤的沖刷。同時(shí)他們的研究還表明，植被緩沖帶對(duì)于地表的保護(hù)作用要高于對(duì)地表徑流的攔截作用。Jab?ońska 等[38]在波蘭地區(qū)Pokrzywnica 河的研究表明，該地區(qū)的植被緩沖帶對(duì)于總氮的攔截效果達(dá)到了34%～92%，對(duì)于總磷的攔截效果達(dá)到了17%～63%。緩沖區(qū)的功能一般被認(rèn)為與寬度有關(guān)。許多研究人員對(duì)此進(jìn)行了研究并提出了不同的參考寬度[39-40]，例如Secoges 等[39]在研究中提到，當(dāng)植被緩沖帶寬度大于或等于15.2 m 時(shí)，就可以保護(hù)水體免受周邊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。Wang等[41]在云南滇池、洱海和撫仙湖地區(qū)探討了不同地區(qū)的植被緩沖帶的最佳寬度，研究表明，滇池、洱海和撫仙湖植被緩沖帶的最佳寬度分別為450、100 m和150 m。但是，緩沖區(qū)的有效寬度是緩沖區(qū)條件、管理目標(biāo)和河流特征的函數(shù)，應(yīng)根據(jù)特定區(qū)域確定。迄今為止，大多數(shù)關(guān)于緩沖區(qū)植被選擇都是針對(duì)木本植物穩(wěn)定堤岸、提高土壤滲透性和吸收以及吸附有毒化學(xué)物質(zhì)等目標(biāo)。但也有研究表明，草本植物和木本植物去除沉積物的能力基本相同，草本植物去除氮、磷的能力甚至比木本植物還要強(qiáng)。同時(shí)，考慮到植物自身生長(zhǎng)特性，有關(guān)植被緩沖帶植物選擇的研究還有待進(jìn)一步深入。從河岸保護(hù)的角度來(lái)看，傳統(tǒng)的河岸保護(hù)工程主要使用砂漿、干砌體、現(xiàn)澆混凝土或預(yù)制混凝土砌塊，立式混凝土擋土墻在城市河道堤防工程中應(yīng)用較多。在有植被覆蓋的河岸上，大部分植被生長(zhǎng)在帶有草皮的天然土壤上，徑流形成后，在遷移過(guò)程中將污染物和泥沙帶入土壤和堤壩，沿橋坡下沉或以洪水形式進(jìn)入受納水體。因此，許多國(guó)內(nèi)外的工程師和研究人員開(kāi)始研究生態(tài)護(hù)岸技術(shù)[42-43]，并通過(guò)橋梁的土壤加固和保護(hù)，增加土壤的滲透系數(shù)，促進(jìn)陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，盡可能減少水土流失，提高橋坡抗侵蝕、截留和吸收降雨徑流的能力。

2.3 污染物受納水體的自我凈化

濕地系統(tǒng)對(duì)于水質(zhì)具有良好的凈化效果。濕地系統(tǒng)主要包括天然濕地和人工濕地兩大類(lèi)。天然濕地一般占地面積大，由于從集水、分布、水力參數(shù)甚至濕地植被群組成等方面來(lái)看是一個(gè)難以控制的系統(tǒng)，因此，相關(guān)研究開(kāi)展較少。人工濕地模擬和增強(qiáng)了天然濕地的結(jié)構(gòu)和功能，工藝參數(shù)可以通過(guò)人工設(shè)計(jì)控制，形成了比較成熟的設(shè)計(jì)流程和技術(shù)規(guī)范[44-45]。在已建立的濕地污水處理系統(tǒng)中，植物、基質(zhì)和微生物在凈化中發(fā)揮著重要作用。使用合適的植物直接從水中吸收多余的養(yǎng)分是生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的一個(gè)重要方面。濕地植物通常是草本植物，主要包括蘆葦（Phragmites australis），香蒲（Typha orientalis）以及燈芯草（Juncus effusus）等[3]。Nandakumar 等[46]研究發(fā)現(xiàn)，人工濕地對(duì)水中氮、磷的去除效果受到季節(jié)的影響，總磷的去除效率在夏季最高（85.6%），冬季最低（55.2%）。此外，Roe-Sosa 等[47]研究表明，人工濕地對(duì)于總氮去除率為 (70 ± 1.5)%，總磷去除率為 (54 ± 6.5)%。

3 面源污染林業(yè)工程生態(tài)治理的主要技術(shù)

加強(qiáng)水源區(qū)防護(hù)林結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究，有助于調(diào)整現(xiàn)有林分結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其涵養(yǎng)水源和改善水質(zhì)的功能。通過(guò)采用水系岸帶生物防護(hù)技術(shù)和集水區(qū)人工濕地技術(shù)，能夠促進(jìn)對(duì)地表徑流中污染物生態(tài)攔截。結(jié)合在污染水體中應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)，利用植物生長(zhǎng)，吸收水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以減少進(jìn)入水系的污染物。這樣來(lái)看，從水系源頭、水流途徑、集水區(qū)、水源利用到污水凈化，都能夠采取林業(yè)措施，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的保護(hù)與改善。

3.1 水源涵養(yǎng)林結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)

杭嘉湖水源區(qū)主要位于山地丘陵區(qū)，土地利用方式以單一林分結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)純林及稻田為主，例如毛竹（Phyllostachys edulis）、茶園和板栗（Castanea mollissima）等。針對(duì)這種情況，如何既能保障農(nóng)民的收入水平，又能有效削減土壤營(yíng)養(yǎng)元素的流失，需要研究坡地土地利用優(yōu)化模式。對(duì)單一經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)林結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，改造為高度集中經(jīng)營(yíng)的復(fù)合經(jīng)濟(jì)林結(jié)構(gòu)（例如毛竹、茶園和板栗等混交），構(gòu)建多種經(jīng)營(yíng)模式，建立固氮植物籬，從而減少地表徑流的產(chǎn)生，同時(shí)減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)業(yè)化學(xué)品的使用量，有利于從源頭上減少面源污染物的輸入。蔡澤宇等[48]在安吉賦石水庫(kù)周邊對(duì)毛竹純林套種紅豆杉（Taxus wallichiana）、香榧（Torreya grandis）、紅茴香（Illici-um henryi）、朱砂根（Ardisia crenata）進(jìn)行林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)毛竹套種紅茴香模式對(duì)氮磷污染物的攔截效果最好，能夠減少78.8%的總氮流失和83.8%的總磷流失。Chu 等[49]在廣東東莞地區(qū)桉樹(shù)(Eucalyptusrobusta Smith)人工林基礎(chǔ)上，進(jìn)一步種植鄉(xiāng)土樹(shù)種改善林分結(jié)構(gòu)（種植鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種，間伐60%的桉樹(shù)，TEP；種植鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種，但不間伐，NEP）。與傳統(tǒng)桉樹(shù)人工林相比，TEP 和NEP 能夠分別減少44%～64%和24%～34%的TP 流失。這說(shuō)明通過(guò)對(duì)水源涵養(yǎng)林的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，能夠有效減少面源污染。

3.2 水系岸帶生物防護(hù)技術(shù)

對(duì)于集水區(qū)上游地表徑流引起的土壤有機(jī)物、化肥、農(nóng)藥等的流失，需要通過(guò)建立植被緩沖帶，加強(qiáng)生物防護(hù)，控制徑流量，對(duì)流失的水和土壤以及面源污染物（如氮和磷）進(jìn)行生態(tài)攔截。利用植物地上部分形成植被覆蓋，減少地表裸露面積以及外力與地表土壤直接接觸的面積，起到消能作用和斜坡保護(hù)作用；同時(shí)，利用植物根系和地表土壤相結(jié)合，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加地表土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，提高臨水坡面的抗侵蝕能力，減少坡面土壤流失，保護(hù)岸坡，減少面源污染。孫慧等[35]在太湖流域宜興段研究防護(hù)林對(duì)于氮磷等面源污染的攔截固定效果。研究表明，通過(guò)建設(shè)16 km2的湖岸防護(hù)林，每年至少能夠減少6.6 × 105kg 的氮素流失。Neilen 等[50]在澳大利亞昆士蘭地區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在河邊建立植被緩沖帶，能夠通過(guò)植物吸收和土壤微生物反硝化作用減少進(jìn)入河流水體的氮素，從而有利于控制農(nóng)業(yè)面源污染。這些研究都充分表明通過(guò)采用營(yíng)建防護(hù)林或者植被緩沖帶等生物防護(hù)技術(shù)，能夠有效攔截進(jìn)入水體的面源污染物。

3.3 集水區(qū)人工塘渠-濕地復(fù)合系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)

通過(guò)農(nóng)田塘渠和庫(kù)尾河口濕地復(fù)合系統(tǒng)，地表徑流中的大部分氮磷等面源污染物在池塘和渠道中被沉淀、過(guò)濾和吸收，水質(zhì)逐漸開(kāi)始得到凈化。水庫(kù)尾部下游的植物、微生物、土壤基質(zhì)和濕地會(huì)影響水中的污染物，進(jìn)一步通過(guò)微生物作用，植物吸附攔截作用等，對(duì)水質(zhì)進(jìn)一步凈化。汪慶兵等[45]在安吉縣深溪河流域建立人工濕地探究人工濕地對(duì)水質(zhì)的凈化作用。結(jié)果表明，人工濕地在降雨季節(jié)對(duì)于總氮的平均去除率為60.4%，對(duì)于總磷的平均去除率為78.6%。Ge 等[51]探究在天然濕地中添加黃鐵礦對(duì)面源污染的控制效果，結(jié)果顯示添加黃鐵礦能夠減少 (87.7 ± 14.2)%的總磷污染和(69.4±21.4)%總氮污染。實(shí)踐證明通過(guò)人工濕地建設(shè)能夠有效凈化水質(zhì)，削減面源污染物。

3.4 污染水體的植物修復(fù)技術(shù)

通過(guò)山地地表徑流及污染物生態(tài)控制技術(shù)、湖濱岸帶生物防護(hù)技術(shù)，可阻截大部分農(nóng)田、林地中流失的養(yǎng)分，但仍會(huì)有一部分養(yǎng)分進(jìn)入河道等水體。生態(tài)修復(fù)的一個(gè)重要方面是植物修復(fù)，即采用適宜植物對(duì)水中的過(guò)量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行直接吸收與轉(zhuǎn)化。通過(guò)在水面建造人工生態(tài)濕地或人工浮島，來(lái)吸收和充分利用農(nóng)田流失的養(yǎng)分。通過(guò)定期收獲，能夠有效減少水體富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。有研究表明蘆葦和香蒲都是常用的污染水體修復(fù)植物[10]。Dzakpasu 等[52]研究人工濕地中蘆葦和香蒲對(duì)氮磷去除作用，發(fā)現(xiàn)氮磷的去除量分別從第1 年的47.1%和17.6%增加到第2 年的52.3%和32.4%，其原因主要是隨著植物生長(zhǎng)量的增加，去除能力逐年提高。蔡澤宇等[53]通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究旱柳（Salix matsudana）新無(wú)性系A(chǔ)42 對(duì)不同磷濃度水體的吸收和凈化機(jī)制，發(fā)現(xiàn)旱柳能有效凈化水體中的磷素，其凈化效果與水體磷濃度呈正相關(guān)。同時(shí)研究表明在實(shí)際生產(chǎn)生活應(yīng)用中，對(duì)于磷濃度較低的水體，旱柳適合做短期凈化；對(duì)于磷濃度較高的水體，適合進(jìn)行長(zhǎng)期凈化。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源污染也越來(lái)越嚴(yán)重。本研究探討了面源污染林業(yè)工程生態(tài)治理的相關(guān)原理，通過(guò)從水源區(qū)防護(hù)林構(gòu)造技術(shù)及功能優(yōu)化、水系岸帶生物防護(hù)、集水區(qū)人工濕地及污染水體植物修復(fù)技術(shù)等幾方面采取林業(yè)工程措施，提高森林涵養(yǎng)水源、改善水質(zhì)等生態(tài)功能，同時(shí)，提高土地生產(chǎn)力，提高經(jīng)濟(jì)效益。此外，考慮到杭嘉湖地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況與獨(dú)特的自然條件，充分發(fā)揮植被作用，增強(qiáng)吸收土壤中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、緩解土壤過(guò)營(yíng)養(yǎng)化的效果，基于生態(tài)治理，能夠?qū)崿F(xiàn)改良土壤、涵養(yǎng)水源、保持水土等目標(biāo)。

然而由于大部分植物存在秋冬季節(jié)枯萎落葉的情況，枯落物分解能夠向周?chē)h(huán)境釋放氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，具有造成面源污染的潛在威脅。目前，對(duì)于秋冬季節(jié)枯落物分解對(duì)面源污染的影響研究相對(duì)較少，尚不清楚水生植物在秋冬季是否會(huì)因枯落物對(duì)水體造成二次污染。因此，下一步應(yīng)該著手開(kāi)展在秋冬季節(jié)水生植物枯落物分解的相關(guān)研究，選擇合適的植物配置模式，避免因枯落物分解造成對(duì)水體的二次污染。

通過(guò)比較系統(tǒng)地總結(jié)、分析，以期為森林發(fā)揮涵養(yǎng)水源、改善水質(zhì)作用和杭嘉湖地區(qū)林業(yè)工程建設(shè)提供參考，進(jìn)一步推動(dòng)鄉(xiāng)村振興和美麗中國(guó)建設(shè)。