人工湿地 (Constructed Wetland) 是指人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，其设计和建造是通过对湿地生态系统中的物理、化学和生物作用等优化组合来进行污水处理。它一般由人工基质和生长在其中的水生植物组成，是一个独特的生态系统。该技术1987年引入中国，20世纪90年代快速增长，到2006年全国有200多个人工湿地系统在运行, 这还不包括专门用于研究的试验系统 (Liu&Ge, 2009) 。植物是人工湿地的重要组成部分，不但可以去除水体中的污染物, 加速营养物质的循环和再利用, 还能维持及美化湿地环境, 改善区域气候, 促进生态环境的良性循环。本文主要阐述人工湿地中植物的功能和选择植物的原则, 为人工湿地地构建提供理论参考。
1 湿地植物的功能
1.1 吸收净化功能
湿地植物根系能吸附、吸收和利用污水中的营养物质，在去氮除磷方面发挥重要的作用, 并能富集重金属和一些有毒有害物质 (陈玉成, 2003) 。
1.1.1 去氮
污水中的氮以有机氮和无机氮2种形式存在, 其中无机氮 (主要是NH4+和NO3-) 被植物吸收利用, 作为生长过程中不可缺少的营养物质;部分有机氮被微生物分解成氨氮后, 也能被植物吸收利用, 植物将吸收的氮素合成蛋白质等有机氮。有研究表明, 与未种植植物的人工湿地相比, 种植了植物的人工湿地硝化作用较强, 显示出更强的去氮能力 研究发现，在处理轻度富营养化水的人工湿地中，植物吸收对氮的去除起着主要作用；氮素积累主要集中在植物的地上部分， 所以通过对植物地上部分的收割可有效地将氮从湿地系统中去除。
1.1.2 除磷
无机磷也是植物必需的营养元素，废水中的无机磷被植物吸收及同化，转化成腺嘌呤核苷三磷酸 (ATP) 、脱氧核糖核酸 (DNA) 和核糖核酸 (RNA) 等有机成分，然后通过植物的收割而移除。对有植物和无植物湿地系统进行比较，有植物湿地系统春夏季磷的平均去除率在60%以上，即使在冬季也能达到40%以上，出水水质稳定，而无植物湿地系统磷的去除率仅为28%，且植物的生长状况直接影响去除效果；Cui等 (2011) 用种植风车草 (Cyperus alternifolius) 的垂直流人工湿地系统处理生活污水，风车草的生物量每增加1 000 g，其地上部分TP积累量增加4.9 g；宋英伟等 (2009) 针对太湖富营养化进行的人工湿地试验表明，人工湿地种植植物后对TN、TP的去除率比无植物状态时分别提高13.6%和19.5%。
1.1.3 净化有机污染物
人工湿地中有机污染物的净化是植物和微生物共同作用完成的，其降解机制主要有3方面：转化、结合和分离。在潜流人工湿地系统中，与未种植植物的系统相比，植物生长越茂盛的系统对COD的去除率越高，且旺盛的植物还消除了由于水深引起的COD去除率变化 (Villasenor et al, 2011) 。研究表明, 水葱 (Schoenoplectus lacustris) 可使食品厂废水的COD降低70%~80%，使BOD降低60%~90%， 而茭白 (Zizania latifolia) 和慈姑 (Sagitarria sagittifolia) 对城市污水的BOD去除率可达80%以上，芦苇 (Phragmites australis) 、香蒲 (Typha latifolia) 、眼子菜 (Photamogeton distinctus) 和凤眼莲 (Eichhornia crassipes) 等对石油废水的有机物去除率可达95%以上；藨草 (Scirpus triqueter) 也能有效处理采油废水，吸附多种难降解的有机污染物 。
1.1.4 去除重金属
植物可通过根部直接吸收水溶性重金属，还能通过改变根际环境来改变污染物的化学形态，达到降低或消除重金属污染物化学毒性和生物毒性的作用。Cheng等 (2001) 通过垂直流人工湿地处理低浓度重金属污水的试验证明，风车草能吸收富集水体中大约1/3的铜和锰，对锌、镉和铅的富集也在5%~15%；陈明利等 (2008) 研究发现，种植凤眼莲和水蕹 (Ipomoea aquatica) 的湿地与对照组相比，对Cd2+去除率可以提高65.3%，Zn2+去除率可提高43.7%，明显提高2种重金属的去除效率。
1.2 维持湿地环境
人工湿地系统中的植物在维持湿地环境方面也发挥着重要作用，它降低了水流速度, 为悬浮物沉淀创造了良好条件，减少基质侵蚀和污染物再悬浮的风险，增加了水流和植物表面的接触时间 。植物能防止湿地被淤塞，由于植物根和根系对介质的穿透作用，增强了介质的疏松度，使得介质的水力传输得到加强和维持 。根在根区死亡腐烂后， 留下的管形孔或沟，在一定程度上增加和稳定了土壤的水力传导性。植物在表面流人工湿地冬季运行时起支撑冰面的作用 ， 当枯死的植物残体被雪覆盖后，植物则对基质起到很好的保护作用，避免湿地基质结霜、冻结, 使湿地系统在冬季仍具有一定的净化能力 ，但另一方面，在春季它也使土壤温度相对较低 。另外，湿地中植物覆盖使光线比较稀疏，阻碍了植物覆盖下水中藻类的生产，这种特性在浮萍系统中较为常见 。植物的生长能调节湿地周围的小气候，美化生态环境，为鸟类和爬行类动物等提供栖息地 。同时，它还能够阻滞沙尘、清新空气、降低噪声，为人们提供更舒适的生活环境 。
