随着经济持续快速的发展,湖泊、河流等水体污染越来越严重。利用沉水植物净化水质具有简单高效、低能耗和低投资的优点,对解决水体污染问题有良好的效益。本研究根据植物对湖南气候的适应性以及对污水的净化效果,选取金鱼藻、轮叶黑藻、矮生苦草3种沉水植物作为试验材料,设置8个试验系统,分别为系统1(金鱼藻)、系统2(轮叶黑藻)、系统3(矮生苦草)、系统4(金鱼藻-矮生苦草)、系统5(金鱼藻-轮叶黑藻)、系统6(轮叶黑藻-矮生苦草)、系统7(金鱼藻-轮叶黑藻-矮生苦草)、对照组,研究了不同植物配置模式对模拟水质的净化效果,将筛选出的优势植物配置应用在松雅湖示范工程,监测其1年的水质,分析污染物随时间的动态变化趋势,旨在为水环境改善工作中沉水植物种类的选择和水体生态系统的相关应用提供理论与技术支撑。主要研究结果如下:(一)不同沉水植物模式对模拟水质净化效果比较分析(1)各组合模式中矮生苦草的株高增幅和生物量净增量都低于单一模式,矮生苦草与金鱼藻、轮叶黑藻两种植物的生长特性存在竞争关系。相比矮生苦草与金鱼藻,轮叶黑藻在不同系统中株高增幅均为最大。(2)7种植物系统对CODcr、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)的去除率均显著高于对照(p<0.05),分别介于22.76%～46.54%、21.58～80.08%、73.46～84.33%、87.61%～91.97%,水中溶解氧(DO)含量稳定在11 mg/L左右,叶绿素a(Chla)浓度<10 mg/m3,说明沉水植物能有效抑制藻类生长,具有良好的净化水质作用。(3)各系统不同时期的DO与pH存在极显著性正相关关系(p<0.01),各植物系统生物量总增量与TP去除率呈极显著正相关性(p<0.01),与TN去除率呈显著正相关性(p<0.05)。(4)对NH3-N去除率、TN去除率、TP去除率、Chla抑制率、生物量增长率、CODcr去除率和DO提升率7个指标的隶属函数综合分析表明,7个植物系统净化水质能力由强到弱依次为:系统5>系统1>系统6>系统3>系统7>系统2>系统4。(二)沉水植物对松雅湖示范工程水质净化效果研究将模拟试验筛选出的3种优势模式系统:系统5(金鱼藻-轮叶黑藻)、系统1(金鱼藻)、系统6(轮叶黑藻-矮生苦草),分别应用于松雅湖示范工程的区域1、区域2、区域3,进行沉水植物配置模式对水质净化效果研究,验证模拟试验筛选出的优势沉水植物对实际水质具有良好的净化作用。(1)示范工程的3个水区域中,DO、CODMn、TN及NH3-N均能达到地表水Ⅲ类水标准,TP均能达到地表水Ⅳ类水标准,pH值在春夏季有部分超过9,但秋冬季在6～9正常范围内,透明度(SD)有显著提高,水中Chla<10mg/m3,综合营养值(TLI)范围在35.36～44.04之间,均处于中营养状态,发生藻类爆发水华风险较小,能满足松雅湖水质要求,说明沉水植物配置对3个区域的均对水质净化有良好效果。(2)示范工程区水体TN、TP为主要污染物,沉水植物配置对3个区域的TN、TP均有一定的净化效果,其中区域1的TN、TP平均去除率均为最高。因此,在松雅湖全湖治理中,可以优先考虑金鱼藻-轮叶黑藻组合模式。