长期以来，生态学家和环境学家不断探讨治理水体富营养化的途径。但从技术原理上看， 可以将这些技术分为物理方法、生物方法和生态方法等。水生植物修复是生物方法和生态方法中通用技术。它是一种耗能低、效果好的新技术，具有生态环保特性。水生植物在水体生态系统中占有重要的生态位，它不仅能起到净化水体的作用，还能改善水体生态环境，促进退化水体生态系统的恢复。不同生活型、不同种类植物在水体生态系统中占据不同的生态位， 在水体生态修复工程中具有不同作用。
1 水生植物修复富营养水体的机制
水生植物的存在可以提高水体净化的效率。植物可以直接从水层和底泥中吸收氮、磷,并同化为自身的结构组成物质，从而加快了水体中氮、磷营养物质的去除，但这种同化作用并非植物去除水体中氮、磷的全部途径。植物促进富营养化水体的净化的作用机制还表现在化感作用、与微生物协同作用等几个方面。
1.1 吸收富集作用
富营养水体中的无机氮(氨氮)作为植物生长过程中不可缺少的物质被植物直接摄取，合成蛋白质与有机氮；磷作为植物必需的营养元素，水体中的无机磷在植物吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA等有机成分。王超等利用黄花水龙修复太湖水体，室内试验结果显示,夏季黄花水龙对总氮去除率约为60%，对总磷去除率约为25%，冬季黄花水龙对总氮和总磷去除率分别约为23%和20%；夏季和冬季黄花水龙对氨氮和硝氮亦有良好的净化效果。宜兴林庄港现场观测显示,7～10月引种黄花水龙的河段水体中总氮和总磷的去除率为10.2%～19.6%和23.4%～41.6%。肖兴富等利用金鱼藻、黑藻和马来眼子菜等沉水植物修复洋河水库。结果表明，沉水植物对磷的吸收能够有效地保持底泥中磷的含量，经50天后,水体中TN、NH+4-Ｎ、TP、PO3-4-Ｐ和CODＭｎ平均去除率分别为36.3%、70.5%、54.6%、65.4%和43.1%。植物体内氮磷等营养物质的含量升高使水体中营养物质减少，间接影响了水体中浮游藻类的生长。
1.2 化感作用
化感作用是一种植物通过向环境释放化学物质而对另一种植物(包括微生物)所产生的有害或有益的作用。研究表明，作为一种竞争阳光、营养物质和生存空间的有效手段，水生植物会向水体中释放化感物质以抑制浮游藻类的生长。清华大学在国际上首次从大型挺水植物芦苇中分离并鉴定出的化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(EMA)对藻类的抑制作用具有高效性和选择性，对铜绿微囊藻和蛋白质小球藻有很强的化感抑制作用。汤仲恩等研究狐尾藻、马来眼子菜、苦草3种沉水植物对5种富营养化淡水藻类：衣藻、铜绿微囊藻、纤细席藻、四尾栅藻、小球藻的化感抑制作用。研究表明，这3种沉水植物对这5种富营养化淡水藻类均有不同程度的抑制作用，特别是马来眼子菜对铜绿微囊藻、四尾栅藻和小球藻有明显的抑制作用。
1.3 其它生态功能
水生植物群落的存在，为水生物多样性、优势种群的变化提供了条件。首先，水生植物为微生物和微型动物提供了附着基质和栖息场所，一些微型动物，大量捕食浮游藻类，有效控制藻类的群体数量。研究表明，有植物的水体中，细菌数量显著高于无植物系统，植物的根系分泌物还可以促进某些嗜磷、氮细菌的生长，促进氮、磷的释放和转化，从而间接提高净化率。其次，水生植物为水体中微生物降解污染物质提供所需的氧。有研究表明,水生植物的输氧速率远比依靠空气向液面扩散速率大,植物的建筑新闻输氧功能对降解污染物好氧的补充量远大于由空气扩散所得氧量。最后，水生植物的存在减小了水中的风浪扰动，这为悬浮固体的沉淀去除创造了更好的条件，并减小了固体重新悬浮的可能性。在以水生植物为挺水植物的茎和叶以及浮水植物的根还可以减缓水流速度和消除湍流，以达到过滤和沉淀泥沙颗粒、有机微粒的作用。如在种有芦苇的水池中,其水中悬浮物减少30%，氯化物减少90%，有机氮减少60%，磷酸盐减少20%，氨氮减少66%。
2 影响修复效果的因素
2.1 植物物种的差异
不同的植物，生长速率不同，对营养物质的需求和吸收能力不同，对微生物生长的促进作用不同，因而净化水体的能力也各不相同。林连升等研究了轮叶黑藻、伊乐藻和金鱼藻三种沉水植物对富营养化池塘养殖水的修复作用。试验研究表明，这三种藻类对水体中的氮磷均有良好的净化效果。对氮磷的去除能力为：轮叶黑藻﹥伊乐藻﹥金鱼藻。丁惠君等研究了菖蒲、鸢尾、美人蕉等三种湿生植物对微囊藻的化感作用。试验结果表明，菖蒲的抑制作用最强，鸢尾次之，美人蕉最弱[12]。
2.2 水体富营养化的差异
在富营养化程度不同的水体中,植物修复的能力也有差异。在一定的浓度范围内,水生植物的净化率随水体中N、P等物质的含量增加而加大[13]。随着氮、磷初始浓度的降低,降解速率常数相应增加,但两者的变化趋势不同。水体中磷的去除速率取决于植物生长速率和植物组织中的磷浓度,植物体中磷的浓度越高,植物去除水体中磷的能力越强[14]。
于曦等研究了槐叶萍对不同富营养化水体的修复作用。研究结果表明，尽管槐叶萍在不同富营养程度的水体中都生长良好，但是，对轻度富营养化水体的净化效果远高于对重度富营养化水体的净化效果，在轻度富营养化水体中生长最好[15]。宋关玲等对适用于青萍的富营养水体进行研究，研究表明，青萍在不同程度的富营养水体中均能生长，但其适合生长于磷质量浓度在0.2-5mg/L(尤其是0.5mg/L左右)的水体环境中，适合应用于富营养化水平较高的水体环境中[16]。
2.3 植物种植方式对修复效果的影响
利用不同植物的生长特性进行适当配合种植有可能提高水体的总体净化效率。在一些藻型富营养化水体中，恢复原有水生植被，特别是沉水植被恢复受到极大限制。利用飘浮植物、挺水植物作为先锋物种，抑制藻类生长，吸收营养物质，净化水体，可以为沉水植物引植创造条件。由于不同的水生植物对不同污染物的净化率不同,多种植物组合比单种植物能更好地对水体净化，不同水生植物不同时期的生长速率及代谢功能不同，净化水体的效果较好。植物的组合具有合理的物种多样性，从而更容易保持长期的稳定性，而且也会减少病虫害。黄蕾等研究水芹菜和微齿眼子菜可作为构成双层次群落结构的优选植物种类，用于修复太湖地区富营养化水体。
2.4 其它因素
除了上述因素，还有一些因素会影响水生植物修复富营养水体，如，温度，透明度和微生物等。水生植物对污染物的吸收受温度的制约,当温度处于植物适应的范围内时,随着温度的升高植物的生长速度加快,其对水体中氮、磷等营养物质的去除效果也随之增强。夏、秋季节,许多喜温水生植物处于生长旺盛期,同时也表现出较高的净化效率,这是由于水生植物的净化能力与其自身的生长状况及新陈代谢有关。但对于耐寒植物来说,情况却相反,在寒冷季节对水体中污染物有较高的净化率,如水芹、聚草等。
水体透明度表示光线在水体中的透射深度,其大小随水体和其中悬浮物、浮游藻类对入射光的吸收和散射的差异而变化水体透明度会影响其中水生植物的生长状况,大量的研究结果表明,在水体的一定深度存在光补偿点和补偿深度,只有在光补偿(点)深度以上,沉水植物才能进行正常的光合作用和呼吸作用,植物才能生长。
3 结语
采用水生植物净化富营养化水体,具有投资少、运转费用低、节省能源、基本无二次污染等特点。但和所有处理技术一样，利用水生植物修复富营养化水体也存在其自身局限性。如处理时间长、占地面积大及受气候影响严重等。今后对水生植物水体修复的研究应该着重加强以下几方面：（1）不同生境条件下水生植物的生理生态研究；（2）不同条件下水生植物的最优选型和最优群落配置的研究；（3）低透明度污染水体和行洪河道水生植物生存的研究；（4）不同水生植物对于不同污染因子的生存阈值问题.
