全 文 ：西北林学院学报 ２０１５，３０（６）：２５０～２５４
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－７４６１．２０１５．０６．４５
狐尾藻对园林水景污染水体的净化作用
　收稿日期：２０１５－０６－１０　修回日期：２０１５－０７－１９
　作者简介：贾一非，男，硕士，研究方向：园林植物栽培Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｙｉｆｅｉ１２３＠ｖｉｐ．ｑｑ．ｃｏｍ
＊通信作者：袁　涛，女，副教授，博士，研究方向：园林植物应用与园林生态。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙ１２３ｔａｏ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ
贾一非１，袁　涛２＊，马映东３
（北京林业大学 园林学院，北京１０００８３）
摘　要：园林水景植物不仅能美化景观，其治理水体富营养化现象也不可忽视。利用水生植物狐尾
藻净化水体污染是近年来治理水质恶化的有效生态方法。以麦积区渭河城区段水面“翠湖”为研究
区域，以狐尾藻为去污材料，运用点抽样—水槽培养方法开展室外试验，试验时间在２０１４年６－９
月。结果表明，１～６０ｄ，水体总氮、总磷、铵态氮、化学需氧量浓度整体呈下降趋势，而试验后期水
体出现轻微的反弹污染；试验期始末，表层水体营养物质含量较底层的低。狐尾藻生命力强，适宜
条件下繁殖速度较快。为防止狐尾藻后期腐烂，水体二度污染，保证狐尾藻去污时间相对持久，需
对狐尾藻定期采割。
关键词：狐尾藻；园林水体；营养物质；净化
中图分类号：Ｓ７１４．６　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－７４６１（２０１５）０６－０２５０－０５
Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ　ｏｎ　Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ　Ｇａｒｄｅｎｉｎｇ　Ｗａｔｅｒｓｃａｐｅ
ＪＩＡ　Ｙｉ－ｆｅｉ　１，ＹＵＡＮ　Ｔａｏ２，ＭＡ　Ｙｉｎｇ－ｄｏｎｇ
（Ｌａｎｄｓｃａｐｅ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｓｃｈｏｏｌ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉｄｉａｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｉｌｅ　ｂｅａｕｔｉｆｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒｓｃａｐｅ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｑｕａｔｉｃ　ｐｌａｎｔｓ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔａｍｉ－
ｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒｓ　ｗｈｅｒｅ　ｔｈｅｙ　ｇｒｏｗ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ．Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｓｕｃｈ　ｐｌａｎｔ　ｓｐｅｃｉｅｓ
ｕｓｅｄ　ｒｅｃｅｎｔｌｙ．Ｔａｋｉｎｇ“Ｃｕｉｈｕ　Ｌａｋｅ”ｉｎ　Ｍａｉｊｉ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ　ｏｆ　Ｔｉａｎｓｈｕｉ，Ｇａｎｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ａｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ，
Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｊｕｎｅ　ｔｏ　Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　ｉｎ　２０１４．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ａｐ－
ｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ（ＴＮ），ｔｏｔａｌ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ＴＰ），ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｎｉｔｒｏ－
ｇｅｎ（ＮＨ４＋－Ｎ），ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｏｘｙｇｅｎ　ｄｅｍａｎｄ（ＣＯＤ）ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　１ｔｏ　６０ｄｏｆ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｓｌｉｇｈｔ　ｒｅ－
ｂｏｕｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｐｏｌｕｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌａｔｅｒ　ｓｔａｇｅ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｉｎ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｗａ－
ｔｅｒ　ｗｅｒｅ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｄｅｅｐ　ｏｎｅ　ａｔ　ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ　ｓｔａｇｅ．Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ　ｈａｓ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　ｖｉｔａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｂｒｅｅｄｓ　ｒａｐｉｄｌｙ
ｕｎｄｅｒ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｌｏｎｇｅｒ，ｔｈｅ　ｄｅ－
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｐｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　ａｖｏｉｄｅｄ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｉｍｐｅｒａｔｉｖｅ　ｔｏ　ｃｏｌｅｃｔ　ｎｅｗｌｙ
ｇｒｏｗｎ　ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ　ｒｅｇｕｌａｒｌｙ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ；ｇａｒｄｅｎｉｎｇ　ｗａｔｅｒ；ｎｕｔｒｉｅｎｔ；ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
　　现代园林崇尚各景观要素的空间契合，在东、西
方园林中，水景是造园中不可或缺的景观要素之一。
随着农业、工业的发展，城市化进程的加快，环境问
题日益显现，人们的身心健康严重受到影响，对高质
量休憩环境的需求愈加强烈，其中园林景观在满足
其娱乐休闲需求方面起着重要作用。然而，由于气
候波动以及人为干扰引发的局部微环境变化，导致
部分休憩区域遭到不同程度的破坏，比如园林水景
的水体污染。在园林水体中栽培水生植物，不仅可
以美化水体景观，还能与水质处理系统、生态系统保
护巧妙结合，其获得的生态、经济效益显著［１－２］。种
植水生植物能缓解水质恶化现象；一方面，植物直接
吸收大量氮、磷等营养元素供自己繁殖所需；另一方
面，水体微生物转化吸收氮、磷等营养盐类以间接促
进植物生长。水生植物通常以叶、根、茎等器官分别
吸附空气、水及底泥中的化学物质，其中叶主要吸收
空气中Ｏ２、Ｎ２、ＣＯ２ 等，根部以水体某些营养元素
如氮、磷、铵态氮及硝态氮等的吸取为主，并通过自
身新陈代谢作用将部分转化为可供其生长的营养物
质。当水生植物被移出水生系统时，被吸收的营养
物质则随之从水体中携带输出［３－６］，达到水净化目
的。因此，可种植水生植物以治理园林水景中水体
污染［７－９］。
狐尾藻（Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｌｕｍ　ｖｅｒｔｉｃｉｌｌａｔｕｍ），小二仙
草科（Ｈａｌｏｒａｇａｃｅａｅ），狐尾藻属为多年生草本沉水
植物，是园林中常使用的水生植物之一。狐尾藻细
叶簇生，毛羽状柱头挺于水面，根茎部多须根，叶腋
在秋季发芽能越冬，其生命力强。狐尾藻分布可贯
穿世界范围；我国南方多培育此物，在池塘、湖泊中
多见生长，亦净污也可作绿肥；但其自然生长条件可
延伸北京、内蒙等地，且多见于景观水体中。狐尾藻
属植物常见有４～５种，如小狐尾藻、穗花狐尾藻、轮
叶狐尾藻、三裂叶狐尾藻等。狐尾藻在我国北方地
区并未大量种植；西北地区干旱降水少，地表水欠
缺，其引种相对困难。近年，狐尾藻能净化水质的研
究备受学者们［３－１０］关注，一方面，植物品种的选择，
栽培措施的选择，形态生长特征的差异对去污效果
的影响；另一方面，狐尾藻与其他水生植物合理培植
能提高其净污能力。虽然有些研究涉及狐尾藻有改
善园林水生态系统的作用［１２－１３］及优化水体景
观［７，１４］，但仅是从艺术鉴赏的角度去说明。因此，开
展狐尾藻治理园林景观水体富营养化研究，为治理
西北相似地区园林水体污染以及园林水景植物的运
用提供依据。
１　材料与方法
１．１　研究区域
天水市隶属西北甘肃，是本省东南部的重要经
济发展区，属温带季风气候边缘附近的半湿润气候，
年降水量在４００～８００ｍｍ之间，素有“陇上江南”之
称，具备狐尾藻栽培的自然条件。选取麦积区渭河
城区段水面“翠湖”（深度为２．５ｍ）为研究基点，选
择狐尾藻为净污材料，设置模拟试验。
１．２　试验材料与设计
植物材料购于浙江云峰园艺公司，均为新采摘
再保鲜包装的健康植株，其年龄、单株长度大小均一
致。试验开始前将选购的狐尾藻叶片及根茎部泥土
等杂质用超纯水冲洗干净，放置保鲜袋于冰箱冷藏。
试验用水取自“翠湖”，该湖富营养化现象严重
（表１）。
取湖水分别注入白色硬质塑料水槽中（１ｍ×１
ｍ×１ｍ），一组试验，另组作为对照，重复３次。为
能真实模拟湖泊环境，捞取等量湖底底泥分别倒入
槽中（占槽体积１０％），再混合添加等量的泥炭土、
蛭石、珍珠岩，同时，在水槽壁划定槽蓄水比为８０％
标准水位线以确定水位。然后，将冷藏的大小比例
相当的狐尾藻按照５株／槽的标准任意放入试验组
植物槽中。在每株狐尾藻顶端１０ｃｍ处系明显标志
物以计算其生长量，对照组槽与试验组做相同处理，
但不放入狐尾藻。最后，将水槽放置在“翠湖”旁空
旷地，进行室外培育。
表１　“翠湖”富营养化水质
Ｔａｂｌｅ　１　Ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｂｏｄｙ　ｉｎ
Ｃｕｉｈｕ　Ｌａｋｅ （ｍｇ·Ｌ－１）
指标 ＣＯＤ　 ＮＨ４＋－Ｎ　 ＴＮ　 ＴＰ
范围 ４１．５～８０．２　 １．５～８．０　 ４．２～６．７　 ０．８～１．５
注：ＣＯＤ：代学需氧量，ＮＨ４＋－Ｎ：铵态氮，ＴＮ：总氮；ＴＰ：总磷。
当狐尾藻生长盖度达到７０％时，分别取试验组
与对照组水槽里的水样１００ｍＬ带回实验室进行化
验；随后每隔１５ｄ以同样方法定期取样测定并补充
湖水，同时撇去漂浮在水面的树叶等杂物。取水时，
遵循垂直两点取样法，即先在水表（Ｓ）取，再表层垂
直往下近水底（Ｇ）底泥表面处取；为减少试验误差，
每取样重复３次。试验从２０１４年６月开始，历时３
个月。
１．３　测试指标与方法
水质测试指标：总磷（ＴＰ）、化学需氧量（ＣＯＤ）、
总氮（ＴＮ）和铵态氮（ＮＨ４＋－Ｎ）。其中，总磷采用
过硫酸钾消解－钼酸铵分光光度法测定，ＣＯＤ采用
重铬酸钾法测定，铵态氮采用纳氏试剂比色法和蒸
馏滴定法测定，总氮采用过磷酸钾－紫外分光光度法
测定，试验组和对照组水质指标测定方法一致。运
用Ｅｘｃｅｌ２０１４分析处理数据、Ｏｒｉｇｉｎ９．０作图。
２　结果与分析
２．１　狐尾藻生长特征随时间变化分析
将第１次测定狐尾藻生物量的时间设为第１
天，随后分别测定与首次测定时间相隔３０、４５、６０、
７５ｄ与９０ｄ时狐尾藻的生物量。鉴于狐尾藻的生
长特征及外部环境条件基本相似，所以在３次重复
中只选择其中的１次分析单株叶片数、单株萌芽数
及单株长生长情况（图１）。结果表明，在１～３０ｄ，
狐尾藻萌生能力强，生长迅速；在３０～６０ｄ，狐尾藻
生长较之前缓慢，但其生长速率仍然很高，并在６０ｄ
达到最大生长量。之后随着部分成熟植株根茎、叶
部逐渐腐烂，萌株更新导致其生长量出现缓慢下降
趋势，在７５～９０ｄ，狐尾藻长势不及以前旺盛。
１５２第６期 贾一非 等：狐尾藻对园林水景污染水体的净化作用
图１　狐尾藻生长量随时间变化
Ｆｉｇ．１　Ｇｒｏｗｔｈ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ
２．２　水体中总磷与总氮含量浓度随时间的变化
试验组水体中的总氮和总磷含量浓度，底层的
始终高于表层，且随着时间的变化二者浓度整体上
均呈现逐渐降低的趋势，最终分别由７．０ｍｇ·Ｌ－１
降至３．０ｍｇ·Ｌ－１及由４．４ｍｇ·Ｌ－１降至２．４ｍｇ
·Ｌ－１。对于底层与表层的含量总氮含量，在１～３０
ｄ期间均迅速降低，在３０～６０ｄ期间浓度缓慢降
低，且在６０ｄ达到试验期间含量的最低点，分别约
为３．５ｍｇ·Ｌ－１和２．０ｍｇ·Ｌ－１，在最后的６０～９０
ｄ内，底层总氮含量先微量上升后有下降恢复到最
低值，而表层含量一直处于上升的趋势。同时，对于
底层与表层总磷含量，在１～７５ｄ期间内均呈现下
降趋势，分别由２．２５ｍｇ·Ｌ－１降至１．５０ｍｇ·Ｌ－１
及由０．７５ｍｇ·Ｌ－１降至０．５５ｍｇ·Ｌ－１，在７５ｄ至
９０ｄ，两者均呈现出上升的趋势（图２）。可见，狐尾
藻对水体总氮、总磷的去除水平分别为４９．５４％、
７６．１３％，除氮、磷效果较好。
图２　总磷、总氮浓度随时间的变化
Ｆｉｇ．２　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ　ａｎｄ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ
２．３　水体中化学需氧量随时间的变化
水体底层与表层的化学需氧量值随时间的变化
趋势均呈现先急后缓的下降状态。然而，同一观测时
间范围的不同水层面ＣＯＤ值却存在较大差异，如在１
～３０ｄ内，水底层ＣＯＤ下降趋势较水表层的要强烈；
而在３０～４５ｄ范围，水表层ＣＯＤ却比水底层的下降
趋势要明显。但也发现，水底层ＣＯＤ值在３０～７５ｄ
时呈微“凸”变化。总体而言，水底层的ＣＯＤ变化趋
势较强，而水表层的较缓和；水表层与水底层ＣＯＤ水
平分别降低了２１．４％、４６．２％（图３）。
图３　狐尾藻对水体ＣＯＤ的作用
Ｆｉｇ．３　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ　ｔｏ　ＣＯＤ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ　ｂｏｄｙ
２．４　狐尾藻对水体铵态氮的作用
在１～４５ｄ，水底层铵态氮相对水表层的下降趋
势强烈；在１～７５ｄ，水表层铵态氮平缓降低，而水底
层在４５～７５ｄ时却出现微弱的反弹升高。但同样
的在７５～９０ｄ时，水体铵态氮变化趋势均呈逐渐升
高。总体而言，在水中栽植狐尾藻能有效降低了水
体铵态氮含量，各层最终的去除水平分别表为
２２．３％与底为４４．１％（图４）。
图４　狐尾藻对水体铵态氮（ＮＨ４＋－Ｎ）的作用
Ｆｉｇ．４　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ　ｔｏ　ＮＨ４＋－Ｎ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ　ｂｏｄｙ
２．５　不同时间各水质指标的层间变化
狐尾藻治理园林水体富营养化的能力较强，水
体中的富营养盐类物质总磷、总氮、化学需氧量及铵
态氮的含量均降低，而且，狐尾藻在水底层去除作用
明显较之表层要强（图５）。具体而言，１～６０ｄ水体
层间总氮、总磷含量均下降，且下降趋势较之６０～
９０ｄ的明显。
２５２ 西北林学院学报 ３０卷　
注：ＴＰ：总磷，ＴＮ：总氮，ＣＯＤ：化学需氧量，ＮＨ４＋－Ｎ：铵态氮。
图５　不同时间各水质指标的层间变化
Ｆｉｇ．５　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒ　ｌａｙｅｒ　ｉｎ　ｗｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎｄｅｘ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｉｍｅ
３　结论与讨论
狐尾藻治理园林水体富营养化的能力较强，水
体中的富营养盐类物质总磷、总氮、化学需氧量及铵
态氮的含量均降低，而且，狐尾藻在水底层去除作用
明显较之表层要强究其原因除水体氮、磷态物质在
水中沉降［９，１７－１８］外，其与狐尾藻生长量变化可能
有关。
植物生长与水体氮、磷浓度的变化是相辅相成
的关系；水体氮、磷浓度增加，植物体内氮、磷富集量
升高，植物加快生长，反过来又有效降低水体中的
氮、磷浓度［１９］。一旦植物受外界不利因素干扰，植
物发育受阻，营养物质便在其体内继续富集，随后植
物体内营养超标而其被毒害以致腐烂死亡；植物死
亡后，体内的营养物质再次释放到水中，从而导致水
体反弹污染。本研究狐尾藻在１～６０ｄ生长较好，
６０ｄ后生长量下降，且６０ｄ后水体中总氮、总磷浓
度有轻微的升高变化，可能正是水体二次污染所致。
以往研究认为，光照条件下，狐尾藻对水体氮的吸收
能力高于黑暗环境［２０－２１］。狐尾藻在室外培植，光照
充足，植物光合作用所需太阳辐射较强，参与光合的
化学物质需求较多；同时，水体表、底层光环境不同，
１～９０ｄ水体表、底层氮浓度去除水平接近，总氮浓
度表、底层分别为５０％、５０．８％。
在富营养化湖泊中，弱光条件不利于解除铵胁
迫对沉水植物的影响；高光照条件下，植物体内碳资
源不断得到补充后，植物体中铵态氮不断向游离氨
基酸转化，最终被植物吸收利用［２２］；当然，高光照条
件引起植物体内碳水化合物的积累，对植物吸收铵
产生的能量效应，也能适度缓解水体铵态氮对植物
的毒害。本研究１～６０ｄ，水体铵态氮浓度基本呈下
降趋势，６０ｄ后铵态氮浓度变化趋势同总氮、总磷
的相似；可能也与试验后期水中氮、磷含量降低，植
物光合作用、有机物合成水平下降，叶片中蛋白质含
量逐渐下降有关［８，２３］。在沉水植物光合作用下，水
体中含有大量的溶解氧；随着狐尾藻茂盛生长，水面
透光强度下降，沉水植物光合作用减弱，水中溶解氧
降低［２４］，导致水体处在厌氧状态，加剧营养物质反
硝化作用促使铵态氮浓度升高，从而使得水体铵态
氮层间的浓度变化。在试验后期，狐尾藻生长逐渐
衰退，部分根茎尖端开始腐烂，导致水体底层ＣＯＤ
阶段性升高；相比水体表面，狐尾藻覆盖度高，植物
耗氧需求高于水底；植物仍能依靠叶面参与光合，且
直接接触大气获得氧，从而水底层ＣＯＤ较表层要
高。通常为缓解狐尾藻后期生长量的降低，延长狐
尾藻生长寿命，增加其去污时间，可定期采割。
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ｐｈｙｌｌｕｍ　ｓｐｉｃａｔｕｍ ａｎｄ　Ｃｅｒａｔｏｐｈｙｌｌｕｍ　ｄｅｍｅｒｓｕｍｆｒａｇｍｅｎｔｓ
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ｌｏｇｉｃａｌ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｅｄ　ｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒ－
ｎａｌ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１３，７（４）：１３５１－１３５８．（ｉｎ
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４５２ 西北林学院学报 ３０卷