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2025 , Vol. 23 >Issue 5: 1111 - 1120

DOI: https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.20240188

综述

植物收割对人工湿地系统的影响研究综述

  • 张在鑫 , 1 ,
  • 李文颖 1 ,
  • 郑琳琳 2 ,
  • 姜腾龙 2 ,
  • 段嘉玮 1 ,
  • 余佳蓉 1 ,
  • 孔强 1 ,
  • 王倩 1 ,
  • 赵聪聪 , 1, *
展开
赵聪聪，副教授。E-mail:

张在鑫(2001—)，男，山东省淄博人，硕士研究生，从事人工湿地水处理研究。E-mail:

收稿日期: 2024-07-09

  修回日期: 2025-07-25

  网络出版日期: 2026-03-12

版权

版权所有©《湿地科学》编辑部2025
张在鑫, 李文颖, 郑琳琳, 等. 植物收割对人工湿地系统的影响研究综述[J]. 湿地科学, 2025, 23(5): 1111-1120 [Zhang Z X, Li W Y, Zheng L L, et al. A review of the effects of plant harvesting on constructed wetland systems. Wetland Science, 2025, 23(5): 1111-1120
收起

A review of the effects of plant harvesting on constructed wetland systems

  • Zhang Zaixin , 1 ,
  • Li Wenying 1 ,
  • Zheng Linlin 2 ,
  • Jiang Tenglong 2 ,
  • Duan Jiawei 1 ,
  • Yu Jiarong 1 ,
  • Kong Qiang 1 ,
  • Wang Qian 1 ,
  • Zhao Congcong , 1, *
Expand

Received date: 2024-07-09

  Revised date: 2025-07-25

  Online published: 2026-03-12

Copyright

Copyright ©2025 Wetland Science. All rights reserved.
Fold

摘要

湿地植物是人工湿地系统发挥水质净化功能的重要组成部分。人工湿地中的植物枯萎后不及时收割会引发二次污染，甚至造成湿地堵塞，影响湿地系统稳定运行。本文综述了植物收割对人工湿地系统运行效果的影响，分析了植物收割影响污染物去除的机理，总结了不同种类植物的收割管理策略。植物收割对水质影响的季节性波动显著，春夏季收割可稳定提升人工湿地系统化学需氧量、总氮等污染物的去除效果，秋冬季收割则有利于总磷和氨氮的去除，但对化学需氧量、总氮的影响波动性较大。收割不仅会直接影响植物的生产力和生物学特征，还能通过改变植物根系泌氧水平、基质酶活性等间接影响湿地理化环境和微生物代谢过程，从而对植物−微生物−基质耦合作用和污染物的地球化学循环过程产生影响。植物收割对人工湿地运行的影响主要取决于收割时间、收割方式、收割频次、收割程度以及植物种类，在进行植物收割时应根据植物类型、湿地实际情况等选择适宜的收割策略。

本文引用格式

张在鑫 , 李文颖 , 郑琳琳 , 姜腾龙 , 段嘉玮 , 余佳蓉 , 孔强 , 王倩 , 赵聪聪 . 植物收割对人工湿地系统的影响研究综述[J]. 湿地科学, 2025 , 23(5) : 1111 -1120 . DOI: 10.13248/j.cnki.wetlandsci.20240188

Abstract

Under the background of environmental protection, constructed wetland, an ecological technology, is widely used in advanced treatment and ecological purification of various surface water bodies because of its low carbon, low consumption and high efficiency. Plants are considered to be important parts of constructed wetlands and play an important role in the process of water purification. Due to the growth characteristics of wetland plants, if the withered wetland plants can not be harvested in time, they will lead to secondary pollution, and even cause wetland blockage, which will affect the stable operation of wetland system. This paper summarized the influence of plant harvesting on the operation effect of constructed wetland system, analyzed the mechanism of plant harvesting affecting pollutant removal, and finally summarized the harvesting management strategies of different kinds of plants. This paper makes up the blank of this part through narration, which will better guide the harvesting process of constructed wetland plants. The seasonal fluctuation of plant harvesting on water quality is significant. Harvesting in spring and summer can stably improve the removal effect of pollutants such as chemical oxygen demand and total nitrogen in the system, while harvesting in autumn and winter is beneficial to the removal of total phosphorus and ammonia nitrogen, but the impact on chemical oxygen demand and total nitrogen fluctuates greatly. In terms of plant species, harvesting submerged plants is more conducive to removing four conventional pollutants (chemical oxygen demand, total nitrogen, total phosphorus, and ammonia nitrogen) compared to emergent plants, which facilitates better purification of constructed wetland water bodies. At the same time, through the second excavation of the article, it is found that there is a certain correlation between wetland plant species and seasons during harvesting. In addition, harvesting not only directly affects the productivity and biological characteristics of plants, but also indirectly affects the physical and chemical environment and microbial metabolism process of wetlands by changing the oxygen secretion level of plant roots and the activity of substrate enzymes, thus affecting the plant-microorganism-substrate coupling effect and the geochemical cycle process of pollutants, which makes the change of water purification efficiency in constructed wetlands. The influence of plant harvesting on the operation of constructed wetland mainly depends on harvesting time, harvesting mode, harvesting frequency, harvesting degree and plant species. When harvesting plants, appropriate harvesting strategies should be selected according to plant types and actual conditions of constructed wetlands, striving to achieve the optimal solution.

尾水深度处理是保障国家水质安全、控制水生态环境健康风险的关键。高级催化氧化、活性污泥等传统的污水处理技术虽然效率高，但需要较多物耗和能耗，且高碳问题突出[1]。在“双碳”目标下，人工湿地这一生态技术，因其低碳低耗、经济高效的特点，被广泛应用于多种地表水体的深度处理与生态净化[2]。植物是人工湿地实现其净化功能的重要部分。湿地植物多为多年生草本植物，冬季枯萎倒伏后若不及时收割清理，植物残体会在基质中累积导致基质堵塞，引发二次污染并缩短湿地运行寿命[3]。植物收割作为人工湿地系统的管理方式之一，对维持人工湿地系统正常运行有着重要作用。基于文献计量学原理，在中国知网学术期刊总库内以“湿地植物收割”为检索词，检索了2005—2024年的文献，得到符合研究主题的文献33篇。对符合条件的文献进行系统梳理及可视化分析，发现湿地植物收割与人工湿地、水质净化、微生物、根系泌氧、收割管理、季节变化等关键词密切相关，是领域内的主要关注点。基于此，本文综述了湿地植物收割对人工湿地系统水质净化功能的影响和机理，尤其是植物种类与收割季节的影响，并分析了不同收割因素在维持人工湿地正常运转过程中的作用。旨在为人工湿地植物收割策略的制定、人工湿地植物的科学管理以及更好地保障人工湿地工程的稳定运行提供科学依据。

1 人工湿地植物概述

人工湿地植物生长具有明显的季节性特征。芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)等一般自春夏迅速生长，秋冬枯萎衰亡并逐步腐败；菹草(Potamogeton crispus)等湿地植物则在秋季发芽、冬春生长，夏末死亡。有研究指出[4]，植物枯萎衰亡时产生的适量腐败物可作为反硝化过程的碳源，为微生物活动提供电子供体和能量，以提高脱氮效率。同时，由于植物生长过程中根系对基质的穿透作用，腐烂根系留下的孔隙，可增强基质疏松度，增加或稳定湿地的水力传导性[5]。但衰败的植株若长期大量存在，则可能引起二次污染，导致基质堵塞，缩短人工湿地的运行寿命[6]。
科学管理人工湿地中的植物是确保湿地稳定运行的关键。通过对植物的管理和配置可实现湿地的优化运行，如利用芦苇、菹草等植物季节性生长特性的差异构建人工湿地，可实现系统全年稳定运行，冬季氮、磷等污染物的去除效率可比常规湿地提高5.0%~18.0%[2]。植物配置还要考虑湿地植物的净化能力、耐受阈值及环境适应能力。例如，芦苇的耐盐能力较强，对氨氮的耐受阈值是苦草(Vallisneria natans)的80倍[7]，因此可用于高盐或高氨氮水体的处理。此外，植物的生态效益和经济附加值也是进行人工湿地植物配置时需要考虑的重要因素[8-9]。
适宜的植物管理还能促进植物更新，维持人工湿地的净化能力。例如，火烧可快速清除植物残体，促进植物萌发更新，但不利于碳减排且会导致植物资源的浪费[10]。相比火烧，植物收割是更理想的措施。植物收割既可以彻底移除吸收至植物体内的污染物，又可以刺激植物再生，有利于提高湿地系统对污染物的去除效率[11]，且更加契合人工湿地低碳运行和管理的要求。

2 人工湿地植物收割对污染物的去除效果

2.1 植物收割对氮磷的去除效果

植物与人工湿地的脱氮除磷性能关联紧密，植物收割对氮磷的去除效果较为显著(表1)。不少研究发现，夏秋季进行植物收割效果较为理想，夏季收割芦苇后湿地氮同化量可提高0.24倍[12]，秋季收割菰(Zizania latifolia)、菖蒲(Acorus calamus)等也可提升水质，其中菖蒲人工湿地系统磷去除率提升了95.3%[13]。冬季收割也可以从一定程度上提高基质脱氢酶活性，使氨氮去除率明显提升[14]。但也有文献指出[15]，冬季不收割，残留的枯枝烂叶在为系统保温的同时还可充当碳源促进反硝化，反而可以提高氮去除率。这种季节性差异主要与湿地植物在不同生长时期的生物量及氮磷含量有关，因此对收割时期的选择极为重要。
1 Purification effect of plant harvesting on wetland pollutants

植物收割对湿地污染物的净化效果

地区 湿地类型 植物种类 收割时间 收割程度 去除效果 参考文献
注：−表示文献中未提及。
西安 表面流
人工湿地		 芦苇 秋季(11月) 基质表面
以上20 cm		 总氮、氨氮、总磷去除率分别
提高了5.4%、5.6%、6.6%		 [16]
大理 自然湿地 芦苇、菰 秋季 基质表面 对氮、磷去除效果提升明显，
移除氮8.5 t/a、磷1.7 t/a		 [17]
长沙 生态沟渠 粉美人蕉(Canna glauca) 6月和9月 基质表面 多次收割生物量、氮、磷去除量是
单次收割的3.6~6.7倍		 [18]
黑三棱(Sparganium stoloniferum)、
灯芯草(Juncus effusus)		 5月、9月和11月
野天胡荽(Hydrocotyle vulgaris)、
狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)		 4月、6月、
9月和11月
济南 潜流人工湿地 芦苇 夏季(7月)
秋季(11月)		 基质表面
以上15 cm		 夏季收割提高，冬季收割降低化学
需氧量、氨氮的去除		 [19]
中国南方某市 生态浮床 穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、
南美天胡荽(Hydrocotyle verticillata)		 − 基质表面 收割去除氮磷114.7 g/(m2·a)，
显著高于不收割条件下的17.8 g/(m2·a)		 [20]
长沙 表面流
人工湿地		 粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum) 夏季(7月)
冬季(1月)		 新生芽
每隔2~4周		 提高氮去除率，对低强度废水氮
去除贡献近100.0%		 [21]
英国 自然湿地 浮萍(Lemna minor) 夏秋季节 整株 去除约39 kg磷 [22]
荷兰 水培湿地 穗状狐尾藻 春季(5月)
秋季(9月)		 基质表面
以上20 cm		 收割湿地对氮、磷、钾去除量略
高于6 g/m2、1 g/m2、3 g/m2		 [23]
西班牙 表面流
人工湿地		 宽叶香蒲(Typha latifolia) 秋季 水面上2 cm 总悬浮固体(TSS)和生化需氧量(BOD)
出水浓度分别降低了37.3%和49.2%		 [24]
美国 表面流
人工湿地		 芦苇 秋季 基质表面 收割后每个湿地单元的磷含量
平均降低7.9 mg/kg		 [25]
美国 自然滨海湿地 香蒲 夏季(7月) 基质表面
以上20 cm		 相较于未收割，收割使基质
水氨氮浓度下降了约2 mg/L		 [26]

2.2 植物收割对有机污染物的去除效果

夏秋季节收割基质表面的草本植物可以有效降低出水有机污染物的浓度(表1)，特别是一些LogKow(辛醇/水分配系数对数值)值较低或难降解有机污染物(如PAHs)，它们经由吸附和吸收累积作用被湿地植物根系截留后，通过主动运输转运至茎叶[27]，通过收割地上部分最终实现从湿地系统彻底移除。但也有研究发现，收割对有机污染物去除有不利影响。如程铭等[28]研究发现，收割芦苇和香蒲后，湿地化学需氧量(COD)去除率下降了20.5%，这可能是由收割导致的根系泌氧速率和微生物代谢速率降低所致。因此，收割对有机污染物的去除效果与有机物的特性，尤其是可降解性密切相关。

2.3 植物收割对重金属的去除效果

重金属可以通过根细胞的质膜运输，以植物能耐受的浓度储存在湿地植物体内[29]，因此可以通过收割实现重金属的移除，并且多次采收后，即使重金属生物富集因子降低[30]，但仍是其从湿地系统彻底移除的重要策略。重金属移除效率主要与植物种类和污染物特性有关，部分植物对特定污染物具有较强的积累能力，如水蓼(Persicaria hydropiper)对锰具有富集作用，其叶部金属元素含量可达24 447.2 mg/kg[31]，香蒲和美人蕉(Canna indica)对水中的镉有较强富集能力，富集系数可达12130.3[32]。

2.4 植物收割对污染物去除效果的关键影响因素

基于文献数据的统计分析发现[16,33-48]，收割季节和植物种类是影响污染物去除效果的关键因素。通过计算收割前后污染物的去除量(图1和图2)，并进一步分析两者在影响收割后污染物去除效果中的作用。由于夏季和冬季收割较为常见，因此将收割季节划分为春夏和秋冬，可发现收割季节对湿地运行存在显著影响。与秋冬季收割相比，春夏季收割可实现对各类污染物去除的稳定提升，占文献总数量的57.9%，尤其是COD和总氮的去除率稳定提高了4.0%~35.3%和5.0%~69.1%，这与植物再生长、基质酶活性及微生物丰度增加密不可分；秋冬季收割使总磷和氨氮的去除率分别提升了4.0%~51.1%和0.4%~71.8%，但对COD和总氮的影响波动性较大(图1a和图2a)，经计算，两者的标准差(σ)分别达到了13.3和15.5，造成这种结果的部分原因可能是植物收割增加了水面大气复氧过程，有利于聚磷菌好氧吸磷以及微生物的硝化作用[24]。因此，总磷和氨氮在全年均可通过收割实现去除效率的提升，而COD和总氮的去除主要依靠春夏收割。这表明收割可促进植物对营养元素的吸收，同时对污染物代谢产生动态影响。植物收割会带走部分微生物，打破湿地系统的稳定性，导致初期污染物去除效率降低，但随着植物的再生，水质净化效果可能会逐渐提升[19]。
1 Variation in pollutant removal rate after harvesting across different seasons (a) and types of plants (b)

不同季节(a)、不同类型植物(b)收割后污染物去除率变化量

[16, 33-48]。]]>

2 Changes of pollutants after harvesting in different seasons (a) and plant types (b)

不同季节(a)、不同类型植物(b)收割后污染物的变化

16, 33-48]中的数据绘图。]]>

从植物类型来看(图1b和图2b)，沉水植物收割后水质指标波动较小(σ =3.68)，其对COD和总氮的去除率提升较高，最高可达到35.3%和69.1%，而挺水植物收割后水质指标的波动性更强(σ =6.62)，仅对氨氮的去除效果优于沉水植物，高了约6.1%。这可能是因为沉水植物多在夏季进行收割，收割后有充足的空间进行再生长，因此很好地提升了去除率，7月底收割白洋淀水草使水体富营养化程度从轻度/中度富营养降到了贫/中营养[40]；而挺水植物收割条件复杂，多集中在生物活性下降的秋冬季，收割行为打破了湿地的生态平衡，从而导致污染物去除效率降低，12月收割风车草(Cyperus involucratus)后，重铬酸钾指数(CODcr)与五日生化需氧量(BOD5)去除率大幅下降[41]。
对文献数据进行二次挖掘[16,33-48]，发现可根据不同植物的生长习性进行收割，沉水植物多在春夏季进行收割，挺水植物一般在其成熟后的秋冬季进行收割。相关分析表明，水体中COD、总磷、总氮和氨氮的去除效率与被收割植物的类型存在显著的季节性关联：春夏季节进行植物收割后污染物去除效率的变化与收割沉水植物后污染物去除效率的变化呈正相关(R=0.91)，秋冬季节进行植物收割后污染物去除效率的变化则与收割挺水植物后污染物去除效率的变化呈显著正相关(R=0.98)。可见，在收割作业中，不同季节与植物类型对水质产生的影响存在一定的相关性。

3 植物收割影响人工湿地污染物去除的机理

3.1 植物收割影响下的植物吸收过程

收割对植物再生以及植物酶活性等的影响是改变植物吸收能力的重要原因。刘臣等[14]发现，夏季收割芦苇后，即使仅恢复61.0%的生物量，也能产生41.1 mg /(m2·d)的氮同化量，远高于未收割组。植物被收割可以促进植物根系活动及再生，在阈值内的胁迫压力作用下形成补偿性生长[49-50]，同时使污染物蓄积的靶器官更加活跃，从而提高污染物吸收去除效率。收割损伤还能够诱导植物细胞分裂分化能力增强，在收割处形成愈伤组织，新产生的组织合成代谢活动提高，从而使污染物的去除率上升[51]。
收割引起的植物化感作用是影响有机物代谢过程的重要机理。如芦竹(Arundo donax)收割后根系释放的加氧酶加快了PAHs苯环结构崩解，促进PAHs从湿地中去除[52]。收割还能优化湿地光照条件，增强植物对紫外线的接收从而引起植物体内部分酶活性增加，如湿地植物体内的过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性等[53]，以此可以缓解或抵御自由基伤害，保证收割后细胞代谢活动和污染物吸收能力保持在正常水平，从而维持湿地正常运行。

3.2 植物收割影响下的微生物代谢过程

植物收割会导致微生物群落结构和优势菌种发生变化。植物收割可以提高湿地微生物多样性，促进细菌丰度的提高，尤其是在水质净化过程中对氮和有机物去除起关键作用的变形菌门(Proteobacteria)占比上升[42,54]。植物收割还会降低植物的遮光作用，提高水体透明度，促进光合细菌、蓝细菌等微生物繁殖，增强系统内产氧性光合作用及其他好氧代谢过程[55]。收割扰动以及植物残体清理为湿地复氧提供了有利条件，植物根系泌氧量上升，DO含量上升，促进了好氧细菌(如鞘氨醇单胞菌属、黄杆菌属[55])和兼氧菌的生长繁殖，加速了微生物对有机物的利用。
微生物的代谢受植物根际环境中根系分泌物、根系泌氧的影响显著。收割会改变植物的根际环境，引起根系分泌物释放，其可以钝化重金属，降低生物有效性[56]，并为微生物生长和污染物代谢提供能量来源与电子供体[14,33]；同时收割可以使根系泌氧能力提高，水体含氧量上升[14]。研究发现[52]，芦竹收割后，DO升高，微生物好氧作用增强，对部分PAHs的去除率可提高10.4%~21.2%。然而植物−微生物系统的响应机制是复杂的，吴新宇等[57]发现，植物收割引起的根系泌氧增加和碳源减少，会对反硝化过程产生不利影响，使湿地中的氮累积量更高。

3.3 植物收割影响下其他污染物去除过程

植物收割会引起湿地理化环境产生变化(图3)，导致污染物去除效果的差异。植物收割可以增强湿地内部通风，提高大气复氧能力，加速湿地土−水−气界面的物质交换过程，还能延缓湿地基质堵塞，防止植物残体沉积而阻碍基质截留、沉淀污染物[16]。收割引起的基质酶活性变化也是影响污染物去除效果的重要原因。研究表明[58]，湿地基质有机质的形成与退化、营养物质循环等过程都与基质酶活性密切相关，对植物进行适当收割可增加基质中酶的活性，促进湿地体系对氮、磷的去除。曾梦兆等[34]研究发现，植物收割后基质中的酶活性(脲酶、磷酸酶、蛋白酶)会随植物生长先升高后降低，最后趋于收割前的水平，同时总氮、总磷去除率也会随着酶活性的改变而变化。
3 Effects of plant harvesting on constructed wetland system

植物收割对人工湿地系统的影响

收割可显著减少植物对湿地表面的遮光作用，植物根系分泌物与其他溶解性有机物在一定强度太阳光照射下会产生激发三线态溶解性有机质(3DOM*)、单线态氧(1O2)、羟基自由基(•OH)等活性物质，这些物质能与水体中的有机污染物发生电子传递或能量转移反应，促进其光解，提高去除效率[59]。此外，大面积植物收割会对湿地温度产生影响，降低湿地的保温效果[60]，基质温度降低使得反硝化细菌活性下降，从而抑制冬季反硝化作用，降低湿地氮去除量。因此，植物收割对污染物去除的影响是多方面的，可通过对植物−微生物−基质的耦合影响，改变人工湿地理化环境和生物代谢过程，影响污染物质的地球化学循环过程，并最终影响其在人工湿地系统中的去除效率。

4 植物收割管理策略

4.1 植物收割时间

收割时间是湿地植物管理中最重要的参数。国外研究发现[61]，通过优化收割时间，可实现虉草(Phalaris arundinacea)湿地系统氮、磷去除率分别提升42.0%、37.0%。依据不同植物的生长特性及对氮、磷等营养物质吸收特征的差异，可以大致确定植物的最适收割时间。沉水植物在春夏季收割，挺水植物在秋冬季进行收割为宜。黑三棱和粉美人蕉分别在5、6月收割最佳[18]；芦苇在11月收割可有效提高净化效率[16]；沉水植物在生长初期到枯萎前期收割，均能提高污染物去除率[62]，如4月菹草被收割后仍会吸收水体NH4+-N以供自身生长，但沉水植物枯萎后一周内必须收割完，否则植物体内的氮、磷会快速释放回流到湿地中[45]。需注意的是，植物收割时间的确定与被移除的污染物有关，同种植物对不同污染物的吸收规律不同。

4.2 植物收割方式

刈割是湿地植物重要的收割方式，包括手工刈割和机械刈割[6]。机械刈割速度快，刈割面积大，可节省人力资源，适用于多种植物类型[63]，但其扰动作用强，会增加水体浊度，降低DO浓度[40]。手工刈割精细化程度高，对复合型或小型湿地有突出的操作优势，且目前湿地植物收割后打捆、分选、贮运等环节无法避免人力成本，因此采用人工方式进行收割管理仍是主流。对于收割方式的选择，需根据实际情况确定，如湿地面积及类型、植物种类及布设、设备入场程度、收割资金预算等。潜流湿地植物收割前需进行排水，并采取保护措施，防止湿地堵塞；表流湿地收割前应降低水位，待表层干燥后收割，避免其破坏基质，不具备降水条件时可采用工具船或人工收割。

4.3 植物收割频次

收割频次是影响植物生长和污染物去除效率的重要因素。通常只收割挺水植物的地上部分，可一年一到两收。沉水植物生长速率快，在生长期收割后可迅速恢复，因而可多次收割。左进城等[64]发现，黑藻(Hydrilla verticillata)春夏季连续收割，均能当季恢复。黄鑫星[65]对绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)进行连续收割，发现地上部分生物量与收割次数呈显著正相关。这都表明收割能促进植物快速再生，使湿地中氮、磷同化吸收被彻底去除。经证实[61,66]，植物重金属积累量会随季节波动，很难在一年之中找到最佳收割点，应根据其季节性变化规律进行多次收割，以实现重金属的有效去除。可见，应根据植物和污染物的种类确定植物收割频次，从而在保证植物正常生长的同时最大限度地移除污染物。

4.4 植物收割强度

挺水植物生长周期长、生物量大、收割后恢复较慢，一般根据湿地环境采用不同的留茬高度移除地上部分植株；沉水植物再生能力强，可采取部分收割方式移除顶部植株，控制生长高度，延缓植株死亡时间，促进植物萌发和恢复[48]。一般按照株高百分比设定收割强度，收割段占株高的比例越小越容易恢复。粉绿狐尾藻在保持15%和30%株高收割时，短期内分枝数和生物量会降低，但株高会缓慢超过收割前的水平，而收割强度超过株高75%时，其生长受到抑制，水体TN浓度上升为未收割组的2倍[47]。

5 问题与展望

人工湿地因其低碳低耗、经济高效的特点，成为实现“双碳”目标的重要技术。植物是其净化功能实现的重要部分，适宜的植物收割管理方式是服务人工湿地系统污染物持续稳定去除的重要保障。经济投入和产出是影响收割管理的主要制约因素。随着人工成本和机械化程度的不断提高，未来运用机械代替人工刈割将成为趋势，但人工收割凭借其精细化作业的特点并不会完全被取代，尤其对于一些复合型或小型湿地仍具有突出的操作优势。植物生物质资源再利用可形成资金反哺。收割后的植物可用来造纸、生产饲料、制备生物质吸附剂以及进行能源化利用等[49,67]，但由于湿地植物相较于陆生植物存在燃烧效率低、污染物含量高等劣势，资源产量低且收集转运成本高，难以作为稳定的工业原料来源，因此亟待研发低能耗、高产出、产品市场潜力大的湿地植物生物质资源再利用技术。
在湿地管理过程中，收割时间通常设定在湿地植物成熟枯萎的季节，因为植物生长过程中会通过根系持续吸收并富集污染物，此时进行收割可实现污染物去除量的最大化。然而，不同类型的湿地植物因其生命周期的差异，最佳收割时间并不一致。因此，根据植物类型确定收割时间显得尤为重要。沉水植物一般在春夏季节进入成熟期，以菹草为例，其凭借春季充足的光照和凉爽的水温快速生长繁殖，临近夏末时，则迅速衰老并腐烂死亡[45]。因此，建议在春夏季节完成沉水植物的收割作业。挺水植物则与大多数陆地植物类似，成熟枯萎期多集中在秋冬季节，建议在该季节及时完成收割，以避免植株腐烂造成二次污染。值得注意的是，收割后为植物的生长恢复期，其水质净化能力减弱，加之收割扰动作用，直接冲击湿地系统植物−微生物的耦合作用，可能出现水质波动。逐步收割或间隔收割的方式可以弱化大面积收割的冲击，但会出现收割时间、面积等难以确定，收割时长过长等新问题。当前新污染物治理已成为国家污染防治攻坚战纵向推进的重要要求，中国共产党中央委员会与中华人民共和国国务院先后颁布了包括《新污染物治理行动方案》在内的多项政策文件，作为新污染物进入自然水环境的最后一道生态屏障，人工湿地技术对控制新污染物环境影响具有重要意义。依托于植物对新污染物的吸收富集和转运，以收割方式移除可能是实现其从水相中彻底去除的重要途径，但这对植物资源的后续处理和处置提出了更高的要求，以规避由此可能引发的生态风险与污染物质转移。
今后还需根据湿地植物类型、湿地地形特点和污染物管理要求选择适宜的收割时间以及经济合理、方便快捷、因地制宜的收割方式，大力推广湿地植物的综合利用，形成产业链，利用好植物−动物−微生物共存、共生的关系，为开发“绿色能源”、助力“双碳”提供有效途径。

6 小 结

植物收割可以有效提升湿地污染物的去除效率，但不同污染物的去除效果会因收割季节不同而呈现差异，春夏季收割可稳定提升系统COD、TN等的去除效果，秋冬季收割则有利于TP和NH4+-N的去除。沉水植物收割后水质指标变化优于挺水植物收割，尤其是COD和TN。不同季节与植物类型对水质产生的影响存在一定相关性。收割直接影响植物的生长代谢过程，并通过影响植物根系泌氧、基质酶活性等影响湿地微生物活动，对植物−微生物−基质产生耦合影响，影响污染物质的地球化学循环过程。收割对湿地运行的影响主要取决于收割时间、收割方式、收割频次以及收割强度，在湿地工程运行过程中应根据实际情况选择适宜的收割策略。

参考文献

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