水葫蘆的生態(tài)效應(yīng)及利用

1、水葫蘆的生態(tài)效應(yīng)及利用摘要：水葫蘆作為一種外來物種進入我國，廣泛放養(yǎng)于我國南方鄉(xiāng)村河塘，其繁殖能力極強，造成生物入侵。它導(dǎo)致航道阻塞、水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量下降、水體生物多樣性被破壞、水體污染等諸多負效應(yīng)。本文就水葫蘆的生物學(xué)特點、生態(tài)效應(yīng)、防治措施及其利用進行綜述，宜因地制宜，綜合治理，利用其有利方面，使水葫蘆化廢為寶，從根本上解決水葫蘆蔓延與危害的途徑，找出經(jīng)濟合理的防治和利用措施，提高水葫蘆資源化利用的可行性，以期達到較高的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞：水葫蘆 生物入侵 生態(tài)效應(yīng) 資源化利用水葫蘆，又名鳳眼蓮、洋水仙、水生風(fēng)信子等，屬雨久花科鳳眼蓮屬的多年生漂浮水生草本植物。水葫蘆是目前世界上

2、危害最嚴重的多年生雜草之一，原產(chǎn)南美的墨西哥。1901 年作為花卉引人我國，20世紀五六十年代的糧食極度短缺時期，水葫蘆廣泛放養(yǎng)于南方鄉(xiāng)村河塘，作為豬飼料推廣種植，也用于喂養(yǎng)家禽等，后逸為野生。目前,水葫蘆已廣泛分布于我國華北、華東、華中和華南的大部分省市, 其中尤以廣東、云南、江蘇、浙江、福建、四川、湖南、湖北和河南南部為重。近10年來，工業(yè)化使江河湖泊水質(zhì)惡化，水體富營養(yǎng)化程度提高，水葫蘆迅速蔓延，泛濫成災(zāi)。據(jù)統(tǒng)計, 每年水葫蘆災(zāi)害使中國蒙受802100億元的直接經(jīng)濟損失, 其中僅治理費用一項就高達5到10 億元人民幣。水葫蘆有利有弊，因此我們有必要研究水葫蘆的相關(guān)性質(zhì)，為水葫蘆的徹底有效

3、資源化利用，實現(xiàn)變廢為寶提供參考。1 水葫蘆的特點1.1 水葫蘆的發(fā)生特點 水葫蘆的生物學(xué)特點水葫蘆繁殖能力極強,它既能進行有性繁殖，又能進行無性繁殖，其中以無性繁殖為主。水葫蘆無性繁殖通過匍匐莖增殖, 在條件允許的情況下平均每5d 產(chǎn)生1棵新株, 按照這個速度計算, 1 株水葫蘆1 年之內(nèi)經(jīng)過繁殖就可以達到104 億株, 可以鋪滿140 hm2 的水面,鮮質(zhì)量可達28000t。水葫蘆也能開花結(jié)子進行有性繁殖，一支花序能結(jié)300 粒種子。種子的壽命為520 年，種子成熟后長成新植株，因此水葫蘆的數(shù)量呈幾何級數(shù)增長。 水葫蘆的生態(tài)適應(yīng)特點水葫蘆喜群生，往往形成單一的優(yōu)勢群落。其適應(yīng)性強,喜高溫濕

4、潤氣候,適宜在靜水或緩慢流動的水面生長，耐蔭蔽，在微弱的光照下就能生長；對水質(zhì)肥瘦要求不嚴；水葫蘆的生長對水中的養(yǎng)分和pH值的要求不高,但如水中鹽分含量超過0.06%時即死亡。最適合的生長條件為pH值為7,磷含量20ppm ,并有足夠的氮,最適宜溫度為2830。1.2 水葫蘆的生物入侵特點 強大的繁殖能力強大的繁殖特性、生態(tài)適應(yīng)性和競爭力水葫蘆兼有有性和無性兩種繁殖方式,水庫、湖泊、池塘、溝渠、流速緩慢的河道等是其最為適宜的生態(tài)環(huán)境,也常在稻田繁殖而成為害草,南方交錯縱橫的水網(wǎng)也成為水葫蘆傳播的有利途徑。水葫蘆具有耐堿性、耐肥、抗污染力強、天敵少、抗病力強等生長特性,在較寬幅的生態(tài)環(huán)境中易成為

5、優(yōu)勢種群,具有強大的入侵能力。 較寬的生態(tài)位水葫蘆的廣布性和適應(yīng)性都是比較強的。水面和泥地均可生長,對氣候條件要求也不嚴格,它的生長最低氣溫13,最適氣溫20-35,只要氣溫不低于5,水面不結(jié)冰就可安全越冬,如遇連續(xù)數(shù)日寒霜天氣,莖葉雖然受凍枯萎,但水中的潛伏芽仍然活著。福建沿海和兩廣地區(qū)幾乎可全年生長，長江流域也可生長9個月左右。2 水葫蘆的生態(tài)效應(yīng)2.1 正面生態(tài)效應(yīng)2.1.1 植株營養(yǎng)豐富水葫蘆植株營養(yǎng)豐富, 是良好的動物飼料。水葫蘆營養(yǎng)很豐富,含有十分豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、胡蘿卜素和微量元素。水葫蘆干中含糖44.8% ，粗蛋白質(zhì)18.8%，灰分16%。其常、微量元素含量如表1所示。2.

6、1.2 凈化污水水葫蘆是水質(zhì)凈化的能手。在適宜條件下，水葫蘆能從污水中除去鎘、鉛、汞、銀、鈷、鍶等重金屬元素。此外它還能吸收硝基苯、萘、多環(huán)芳烴、三肼等多種有毒物質(zhì)，對石油廢水中的有機污染物清除率可達95 %以上,而且還會而且還會向周圍環(huán)境分泌殺菌因子，令腐生菌、大腸桿菌的數(shù)量大大降低。利用水葫蘆凈化污水是一種低成本、節(jié)約能源、效益較高的簡易方法。2.2 負面生態(tài)效應(yīng)2.2.1 阻塞河道, 影響航運漂浮的水葫蘆隨水流一起運動,本身具有液固兩相流的特性。水葫蘆的存在大大增加了水流的阻力,一方面消耗水流的部分能量,另一方面增加了濕周長度,增大了阻力,從而降低了河道的行洪能力。水葫蘆大面積覆蓋著河道

7、和湖泊水面,大量植株在水面漂浮堆積在一起,嚴重堵塞航道,對航運造成不良影響。航道長滿水葫蘆,過往船只只得緩慢前行;被水葫蘆包圍的雜物極有可能將船只的螺旋槳纏住,對航運安全構(gòu)成嚴重威脅。另外，水葫蘆大面積覆蓋很多河道和湖泊水面, 影響水渠排灌。2.2.2 影響水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量 水葫蘆大量繁殖時可以掩蓋整個水面,一方面影響大氣與水中氣體的交換、降低光線對水體的穿透力, 影響水底生物增長。另一方面還使得水中pH 值和溶解氧濃度降低,CO2濃度增加, 破壞了水下生物的食物鏈, 降低水產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。2.2.3 減少水體生物多樣性由于水葫蘆覆蓋水面, 形成優(yōu)勢物種, 壓制了浮游生物的生長, 剝奪了其

8、它水生物種的生存權(quán)。水葫蘆的快速生長需要消耗大量水分和水中氧氣，使得水中pH值和溶解氧濃度降低，水中CO2濃度增高， 使水體變黑變臭，水生動植物大量死亡，水質(zhì)加速惡化；在水葫蘆入侵并泛濫成災(zāi)的淡水域,形成優(yōu)勢物種時，會降低光線對水體的穿透能力，影響水底生物生長，生物多樣性遭到嚴重的破壞, 一些本地水生物種幾乎瀕臨滅絕。水葫蘆大量繁殖,形成單一群落后,破壞了水體的生物多樣性,造成生態(tài)平衡失調(diào),以致釀成災(zāi)害。2.2.4 污染飲水資源水葫蘆大量覆蓋水面，降低了水體的含氧量和pH值，對水質(zhì)產(chǎn)生不良影響，為蚊類等害蟲提供適宜的滋生場所，加劇了生物污染和病菌傳播，污染供水水源及水環(huán)境，破壞水生生態(tài)系統(tǒng),甚

9、至威脅周圍居民和牲畜生活用水。2.2.5 影響人體健康水葫蘆富集重金屬之后,污染物質(zhì)經(jīng)過食物鏈各級生物的放大作用不斷積累, 其結(jié)果不僅危害魚類、水禽和牲畜,而且最終還會危及于人。對收集后的水葫蘆, 目前最常用的方法是將其收集后作為垃圾填埋, 這樣會產(chǎn)生大量的垃圾滲濾液造成危害，垃圾滲濾液在滲濾途徑中會溶解其他更具危害性的污染物而污染地下水等。另外，生長水葫蘆的水源周圍農(nóng)民取水灌溉蔬菜，蔬菜的質(zhì)量也受到影響，污染物質(zhì)經(jīng)過食物鏈各級生物的放大作用不斷累積,最終還會危及到人。3水葫蘆的利用3.1 處理污水水葫蘆驚人的增殖速度造就了它超強的凈化水質(zhì)本領(lǐng),龐大的須根不斷地吸收水中的污染物。水葫蘆對有機氯

10、農(nóng)藥的富集作用也很強，在水溫2628°C時，水葫蘆植株體內(nèi)六六六的含量可為周圍水環(huán)境中的6.5倍。利用水葫蘆這一特點，濕地中用水葫蘆處理廢水是解決目前水資源缺乏的一條重要途徑，它與傳統(tǒng)的污水處理方法相比，具有能耗低、易管理、無二次污染的優(yōu)點。它還有抑制有害藻類繁殖滋生的本領(lǐng)，在富營養(yǎng)化水體中水葫蘆的生長速度更快，能大量吸收水體中的營養(yǎng)成分而凈化污水。3.2 水葫蘆飲料及飼料水葫蘆含有十分豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、胡蘿卜素和微量元素。將水葫蘆干燥后碾制成粉; 或者通過應(yīng)用微生物工程和采用固體發(fā)酵技術(shù), 提高水葫蘆蛋白質(zhì)含量, 開發(fā)出以水葫蘆為原料、營養(yǎng)價值高、口味佳的微生物飼料產(chǎn)品;從中提

11、取營養(yǎng)素,加工提煉食品、保健品、藥品，實現(xiàn)變廢為寶。3.3 種植蘑菇水葫蘆含有比較豐富的纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪及灰分。研究表明水葫蘆用量占培養(yǎng)料20%80% 之間，基本不影響草菇菌絲的正常生長，可以部分替代稻草進行草菇栽培或替代糞草栽培姬松茸，張祖堂等就利用水葫蘆代替部分稻草栽培草菇，既可增加菇農(nóng)的經(jīng)濟收入，又可拓展為食用菌原料來源。3.4 沼氣資源水葫蘆是一種良好的沼氣發(fā)酵原料，一年連續(xù)多次采收，鮮草產(chǎn)量可達37.575 萬kg/hm2，可為沼氣提供大量原料，緩解沼氣原料的不足，經(jīng)發(fā)酵可生產(chǎn)沼氣0.344L/g，相當(dāng)于豬糞的產(chǎn)氣量。同樣重量的干水葫蘆與麥稈、玉米稈、向日葵稈和豬糞相比，干水葫蘆

12、所產(chǎn)的沼氣量最多。浙江同仁沼氣發(fā)電站先將水葫蘆與畜禽糞便混合在一起發(fā)酵, 生產(chǎn)出沼氣, 然后將沼氣與柴油輸入油氣混合發(fā)電機進行發(fā)電。水葫蘆可以改善原料的碳氮比例,提高沼氣產(chǎn)量。3.5 制作家具用經(jīng)過特殊加工的水葫蘆編制成的各種新型的環(huán)保家具及裝飾品，不僅成本低于藤制和土制家具，而且不含甲酫，價格也不貴。經(jīng)過處理后的水葫蘆家具還能將室內(nèi)多種有害氣體分解成水和二氧化碳，起到凈化環(huán)境的作用。3.6 制成膠黏劑將水葫蘆的纖維用作天然橡膠的填料, 所得橡膠產(chǎn)品的強度和模數(shù)增加, 張力下降,但產(chǎn)品的耐磨損強度低于摻混其他化合物的橡膠。武漢一家生物公司利用水葫蘆制成無毒的生物膠黏劑，廣泛用于復(fù)合地板中。這項

13、專利技術(shù)吸引了眾多企業(yè)的關(guān)注。3.7 土壤添加劑美國宇宙技術(shù)實驗室已證明水葫蘆能吸收大量的礦物質(zhì)及養(yǎng)料每噸鮮水葫蘆的肥效相當(dāng)11.5kg的硫酸銨,4.5kg過磷酸鈣,2.2kg硫酸鉀, 經(jīng)堆漚的肥料養(yǎng)分比農(nóng)家肥多3倍。經(jīng)研究還表明：水葫蘆的根有一種潛在的真菌, 能和其它植物組成共生關(guān)系, 這對于植物吸收利用非溶性磷酸鹽有重要作用。4 水葫蘆的治理對策4.1 制定相應(yīng)法律法規(guī)和政策水葫蘆作為一種外來物種，要防止外來生物入侵, 就必須對外來物種的引進立法, 從法制高度重視和管理生物入侵問題。從立法現(xiàn)狀看, 針對外來入侵物種的法規(guī)和條例還存在許多盲點和不足, 這與我國面臨的生物安全嚴峻形勢很不相稱,

14、 所以有必要從生態(tài)安全的視角來考慮制定專門的法律法規(guī), 并完善各部門的配套條例, 同時嚴肅執(zhí)法。4.2 人工防治水葫蘆人工防治主要是采取機械打撈，對水葫蘆危害較大的水面，可以使用相關(guān)機械將水葫蘆攪滅打碎，擴大水體的光照面積，加快水體的流動，確保養(yǎng)殖、捕撈及航運順利進行。另外，還可以人工打撈水葫蘆，它是目前解決水葫蘆問題的主要方法和途徑。4.3 生物防治生物防治是指謹慎地利用寄生范圍較為專一的植食性動物或病原微生物將水葫蘆種群控制在經(jīng)濟上、生態(tài)上、美學(xué)上可以充許的水平。生物防治效果持久、成本低廉，對環(huán)境安全。利用水葫蘆的天敵，水葫蘆象甲蟲、水葫蘆螨、水葫蘆盲蝽等控制其生長速度，減少水葫蘆的數(shù)量。

15、但生物防治有一定的生態(tài)風(fēng)險性，應(yīng)注意防止對本地其他物種造成危害。5 結(jié)語5.1 水葫蘆作為害草之一，根據(jù)水葫蘆的組成和生物學(xué)特性，最大的開發(fā)利用其有利方面，一旦形成產(chǎn)業(yè),將消耗大量的水葫蘆,也會吸引更多人去打撈水葫蘆,從而可能根除因水葫蘆過多而破壞生態(tài)平衡的后患,真正的體現(xiàn)出變廢為寶。5.2 我們在引進類似水葫蘆這樣外來物種時，更應(yīng)加強防范意識。必須高度關(guān)注外來物種在引進和推廣中所可能引發(fā)的生態(tài)安全問題。從法制高度重視生物入侵問題，成立相關(guān)的統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)組織，采取各種有效措施，防止外來物種的入侵。同時，要注意保護環(huán)境，減少水域富營養(yǎng)化，維護水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡，走可持續(xù)發(fā)展的道路。任何以破壞環(huán)境

16、為代價來獲得眼前利益的做法，其結(jié)果將是得不償失的。參考文獻1 劉念江. 吳莉宇. 水葫蘆防治方法研究進展J. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,26(5):66-70.2 吳虹玥, 包維楷, 王安等 外來物種水葫蘆的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)J. 長江流域資源與環(huán)境, 2004,13(1): 40-463 嚴國安, 任南, 李益鍵. 環(huán)境因素對鳳眼蓮生長及凈化作用的影響. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 1997, 64( 1):2-54 鄭再就.水葫蘆的危害及在污水處理中的應(yīng)用J.水利科技,2006(1):51-525 劉建, 黃建華. 謹慎引進植物警惕負面影響. 植物保護, 2002, 28( 4) : 51 536 楊鳳輝,

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