2013年8月1日

布袋蓮:一種可為淨化水質與沼氣原料之水生植物

高中生物課本中述及布袋蓮可用於生產沼氣氣體燃料,故為具生質能發展潛力的水生植物。是否可將布袋蓮作為淨化水質且為沼氣原料之水生植物呢?

作者/蔡文田(任教屏東科技大學生物資源研究所)

筆者時常帶親人回故鄉嘉義縣朴子市牛挑灣松梅社區。社區中有許多的池塘,池塘中佈滿了一些翠綠色的水生植物,其中最令人感到印象深刻的是會開紫藍色花的布袋蓮(學名:Eichhornia crassipes ( Mart.)Solm.;圖一)。事實上,布袋蓮原產地是南美洲的巴西地區,是一種分佈相當廣泛的漂浮性水生植物,故英語稱布袋蓮為water hyacinth,意旨為「水風信子」。由於它於開花時會呈現出大而美麗的紫色花朵,使整個花朵看起來特別耀眼顯目,如同藍紫色的火焰散落,因此又別稱「浮水蓮花」;此外,其外觀看起來有如「鳳眼」,所以又有人稱其為「鳳眼蓮」。由於受到許多人的喜愛,因此被引進到世界各地作為觀賞植物,或同時作為其它的農牧用途。布袋蓮在台灣地區出現的時間,最早可追溯到19世紀未左右,係由日本人以筆觀賞植物的需求而引進來台,故也是目前台灣最主要的外來種植物之一。
圖一:布袋蓮美麗的花朵。左圖攝於嘉義縣朴子市牛挑灣松梅社區;
右圖攝於屏東科技大學環境保護暨安全衛生中心。

布袋蓮的惱人危害
布袋蓮的引進原本是用來作為觀賞之用,但它極為強韌的環境適應力與傳播力,使得它可以在很短的時間內佈滿整個池塘水域的表面(圖二)。雖然布袋蓮開花時確實相當美麗而值得觀賞,但在其覆蓋之下,水體環境中的陽光穿透便因此減少了,導致水中的漂浮性與沈水性水生植物,甚至浮游性生物,因陽光不足或缺乏而造成生長遲緩甚至死亡,同時水中生物也會因缺乏食物營養源而難以繼續生存,造成水域環境的物種減少,嚴重不利於生物多樣性。
圖二:佈滿池塘的布袋蓮,攝於嘉義縣朴子市牛挑灣松梅社區。(作者提供)

另一方面,布袋蓮散佈在沼澤、河川、排灌水渠及水庫等水域,若其枯萎死亡後,所遺留下的植物殘體可能會阻塞河道水流,因此若環境要分解這些生質物體,須消耗許多的水中溶氧,致使水體缺氧,更會引起水庫湖泊的優養化,終使水域生態環境將遭受到破壞。近年來此一外來種植物的影響已經對於整體環境造成許多嚴重的危害,也引起地方政府水利、環保等單位的關注,這是當初引進時所始料未及的環境代價。

布袋蓮的淨化應用
雖然布袋蓮對水域生態環境有許多負面的影響,但也不是一無是處,畢竟「天生我材必有用」。以往人們會將其整株從水體中撈取後,予以脫水、曬乾,再加以絞碎,可作為漁牧飼料,用來餵養魚類或供禽畜食用,因為布袋蓮殘體含有高量的碳、氮等營養元素。近年來「自然生態汙水淨化系統」的成功案例,包括人工溼地,已經使此一生態工法獲得許多的應用,其中可利用快速生長之水生植物布袋蓮為人工濕地淨水系統的生物反應介質,最後使水資源充分迴流利用,避免溪流河川變成排水溝,而成為一個「水資源垃圾場」(圖三)。【更詳細的內容,請參閱第524期科學月刊】
圖三:大學校園內汙水人工溼地系統之標示。該設施利用布袋蓮等水生植物行汙水淨化,位於國立屏東科技大學環境保護暨安全衛生中心。(作者提供)

沒有留言: