宮 偉，韓 輝，佟 斌，楊 帆，焉志遠(yuǎn)

(1.黑龍江省科學(xué)院自然與生態(tài)研究所，哈爾濱 150040； 2.濕地與生態(tài)保育國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150040；3.黑龍江省特色動(dòng)植物利用工程技術(shù)研究中心，哈爾濱 150040)

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水污染治理中重要的資源型植物
——荻

宮 偉1,2,3，韓 輝1,2,3，佟 斌1,2,3，楊 帆1,2,3，焉志遠(yuǎn)1,2,3

(1.黑龍江省科學(xué)院自然與生態(tài)研究所，哈爾濱 150040； 2.濕地與生態(tài)保育國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150040；3.黑龍江省特色動(dòng)植物利用工程技術(shù)研究中心，哈爾濱 150040)

介紹了水體凈化中的重要資源植物——荻，列舉了其重要的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，分別從污染治理、水土保持、能源植物、飼料、醫(yī)藥、園林觀賞等多個(gè)角度，對(duì)荻的利用價(jià)值進(jìn)行了分析和探討。

水污染；資源型植物；荻

1 概述

現(xiàn)階段我國水污染情況非常嚴(yán)重，根據(jù)國家發(fā)布的《2015年中國環(huán)境狀況公報(bào)》，在全國900多個(gè)地表水質(zhì)控?cái)嗝?點(diǎn)位)的水質(zhì)監(jiān)測，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)斷面分別占64.5%、26.7%和8.8%[1]。在治理水體污染中，植物治理是一個(gè)重要措施。植物修復(fù)技術(shù)主要特點(diǎn)：利用植物的自然凈化功能，無二次污染，能改善水體富營養(yǎng)化水平，提高水體的自凈能力；對(duì)水體的各種主要污染物均有良好的處理效果。其中處理有機(jī)污染的最大優(yōu)勢是植物能同化大多數(shù)的化合物為二氧化碳或植物體自身的營養(yǎng)物質(zhì)，即使一些環(huán)境污染物在植物內(nèi)大量積累，也能通過收割植物處理而清除掉。局限性在于運(yùn)行條件高、處理時(shí)間長、占地面積廣、受氣候影響嚴(yán)重。

植物修復(fù)被認(rèn)為是極有發(fā)展?jié)摿Φ沫h(huán)境修復(fù)技術(shù)之一，關(guān)鍵在于因地制宜地優(yōu)選凈化功能好的植物，形成一個(gè)良好的生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)。其中荻作為我國大江南北廣泛生長的植物，在治理水體面源污染方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。它不但具有較好的生態(tài)學(xué)功能，還是一種重要的資源型植物，在生物能源、飼料、醫(yī)藥等方面都有重要的開發(fā)利用價(jià)值。

2 生物學(xué)特性簡介

荻(學(xué)名：Triarrhena sacchariflora(Maxim.)Nakai)：禾本科，荻屬，多年生草本植物。匍匐根狀莖，稈直立，高可達(dá)1.5 m，直徑約5 mm，節(jié)生柔毛。葉鞘無毛，葉舌短，具纖毛；葉片扁平，寬線形，邊緣鋸齒狀粗糙，基部常收縮成柄，粗壯。圓錐花序疏展成傘房狀，主軸無毛，腋間生柔毛，小穗柄頂端稍膨大，小穗線狀披針形，成熟后帶褐色，基盤具長為小穗2倍的絲狀柔毛；頂端膜質(zhì)長漸尖，邊緣和背部具長柔毛；穎果長圓形，8—10月開花結(jié)果。

荻廣泛分布于溫帶地區(qū)，在我國東北、西北、華北及華東均有分布，資源十分豐富。荻是中生性的，生長在湖畔灘涂、海濱港灣及內(nèi)陸的低洼地帶；山坡、撂荒多年的農(nóng)地、固定沙丘群以及荒蕪的低山荒丘上，常常形成大面積的草甸，繁殖力強(qiáng)，耐瘠薄土壤。

3 應(yīng)用價(jià)值

3.1 生態(tài)領(lǐng)域

植物地上部分對(duì)減少雨水對(duì)土壤的沖刷起緩沖作用，地下部分根系在降低對(duì)土壤的沖刷方面起決定性作用。直徑小于1 mm的細(xì)根著生豐富的根毛，起到錨定盤繞、固結(jié)土壤顆粒、提高土壤飽和滲透系數(shù)的功能，增強(qiáng)土壤的抗沖刷能力。荻草根系系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于根莖及其不定根系固定土壤的體積大，根莖及一級(jí)不定根為次級(jí)細(xì)根纏繞，為固定土壤提供了巨大的橫向支撐骨架。荻大多數(shù)根莖的平均長度約70 cm，根莖的擴(kuò)展和龐大的不定根系增強(qiáng)了其固土的機(jī)械力[2]。因此，荻有較強(qiáng)的固土能力，可有效減少水土流失。

人工生物浮床具有凈化水質(zhì)、創(chuàng)造生物棲息地、改善景觀作用，有一定的經(jīng)濟(jì)效益，在河流、湖泊或池塘等富營養(yǎng)化水域具有廣泛的應(yīng)用前景。荻由于生物量大、適應(yīng)性強(qiáng)、易于成活、吸收氮磷和凈化水體綜合功能較強(qiáng)，是經(jīng)常應(yīng)用的浮床植物。

盧進(jìn)登等[3]利用人工浮床在富營養(yǎng)化水體栽培了7種水生植物，成活率都在70%以上，2個(gè)月的生長期內(nèi)植物的生長量都超過20 kg鮮重/m2。浮床栽培荻、蘆葦?shù)戎参锏膬艋Ч^好，每m2的浮床可以使100 m3的水從Ⅴ類水質(zhì)凈化為Ⅲ類水質(zhì)(以總磷計(jì))。王麗霞[4]以荻、蘆葦、美人蕉、牛筋草、香蒲、水稻等為供試植物，采用人工浮床栽培技術(shù)研究供試植物的生長狀況及其對(duì)水體的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)荻的成活率和生長量都較高，適宜作為人工浮床植物。

3.2 經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域

3.2.1 能源植物

根據(jù)黑龍江省統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，黑龍江省原油從2002年開始，產(chǎn)量以4%的速度遞減，每年約減少180萬～200萬t，到2020年，石油產(chǎn)量將降至2002年產(chǎn)量的一半。煤炭已從20世紀(jì)90年代初的8 000萬t維持至今。而能源的需求量卻逐年攀升，能源消費(fèi)總量年平均增長5.6%。

黑龍江省要發(fā)展生物質(zhì)能源，就要利用各種非糧能源植物資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工中的廢棄物，也要充分考慮利用我國大量的荒山荒坡、鹽堿地、沙地等邊際土地資源，要保障發(fā)展生物能源原料的可持續(xù)供應(yīng)，特別是培育耐瘠薄、干旱、鹽堿的能源植物。荻在我省野生資源非常豐富、抗旱抗?jié)?、熱量值較高、生長迅速，是具有一定發(fā)展?jié)摿Φ牟荼灸茉粗参铩?/p>

荻是優(yōu)質(zhì)能源植物，它的光合效率高，生物質(zhì)量大；是多年生植物，可多次重復(fù)收割；易于晾曬干燥；可以利用溝邊河沿等廢棄地資源種植；抗性強(qiáng)，易管理、生產(chǎn)過程可以不使用農(nóng)藥、化肥，減少種植管理費(fèi)用，同時(shí)也減少了農(nóng)藥、化肥對(duì)環(huán)境造成的二次污染。

3.2.2 飼料

春季，荻草的嫩葉是牛、羊營養(yǎng)價(jià)值較高的青飼草，可供放牧利用。放牧后的殘茬，夏秋之際可割下調(diào)制干草。抽穗之后，莖葉逐淅堅(jiān)硬粗糙，適口性降低，盛夏，大家畜采食其地上部的1/2，秋季，采食地上部的1/3。

3.2.3 藥用

荻的地下莖可以入藥，能夠促進(jìn)婦女的生理機(jī)能恢復(fù)，達(dá)到改善膚質(zhì)、延緩衰老、推遲更年期綜合征的效果。

3.2.4 造紙

荻由于地上莖含有大量纖維，可以代替木材用于造紙和生產(chǎn)人造纖維板。生產(chǎn)實(shí)踐表明，荻的紙漿具有良好的抗拉強(qiáng)度、破裂強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及耐摺力，可作為優(yōu)良書寫或印刷紙的原料。

3.2.5 園林觀賞

荻耐濕抗旱，是優(yōu)良的兩棲觀賞植物，栽培在旱地，是優(yōu)良的觀賞草。荻和水體形成統(tǒng)一的整體，可以和蘆葦、香蒲、慈菇、荇菜等水生植物一起搭配種植，構(gòu)成園林藝術(shù)景觀。

4 未來應(yīng)用前景分析

荻是重要的資源植物，它在發(fā)展能源植物、飼料、藥用方面具有極大潛力，在水體污染治理、水土保持等方面也具有廣泛的生態(tài)價(jià)值。荻在我國廣闊的邊際土地——荒山、荒坡、溝塘、河渠等后備土地資源中有著極為廣泛的利用前景，因此，在我省大力推廣荻的栽培種植和深加工產(chǎn)業(yè)，將有助于促進(jìn)我省廣大農(nóng)村的農(nóng)副產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)促進(jìn)我省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極意義。

[1] 中國環(huán)境保護(hù)部《2015年中國環(huán)境狀況公報(bào)》網(wǎng)絡(luò)版[EB/OL].(2016-06)[2016-12]http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/qt/201606/t20160602_353078.htm.

[2] 楊朝東，張霞，萬勇，等.荻草根系統(tǒng)擴(kuò)展能力和固土作用的研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，6(03)：19-23.

[3] 盧進(jìn)登，陳紅兵，趙麗婭，等.人工浮床栽培7種植物在富營養(yǎng)化水體中的生長特性研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2006，(07)：58-61.

[4] 王麗霞.人工浮床栽培植物的生長與功能研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(16)： 6769-6770.

The important resource plant in water pollution control——Triarrhena sacchariflora

GONG Wei1,2,3, HAN Hui1,2,3, TONG Bin1,2,3, YANG Fan1,2,3, YAN Zhi-yuan1,2,3

(1.Institue of Natural Resource and Ecology, HAS., Harbin 150040, China; 2.National and Provincial Joint Engineering Laboratory of Wetlands and Ecological Conservation, Harbin 150040,China; 3.Characteristic Animal and Plant Utilization Engineering Technology Research Center of Heilongjiang Province,Harbin 150040,China)

This paper introduces the important resource of water purification—Triarrhena sacchariflora, listed its important ecological and economic value. It respectively analyzed and discussed its utilization value from pollution control, soil and water conservation, energy plants, feed, medicine, garden viewing and other angles point of view.

Water pollution; Resource type plant; Triarrhena sacchariflora

2017-01-29

國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)子課題“河岸緩沖帶濕地修復(fù)與入河控制技術(shù)集成”資助(2014ZX07201-009-005)

宮偉(1977-)，男，副研究員，碩士。

焉志遠(yuǎn)(1976-)，男，副研究員，博士。

X52

A

1674-8646(2017)08-0021-02