湿地是地球上重要的生态系统，被誉为地球之肾。广义上讲各种类型的鱼塘也可划为人工湿地范围，但本文中所指湿地特指为了处理养殖废水而构建的人工湿地。
水质管理在传统水产养殖中被奉为首要管理目标，现实情况是由于相关法律法规的缺失很多养殖户的养殖废水未经处理，直排到附近的河道、沟渠。这种不负责任的养殖方式存在明显的风险，可能对环境构成威胁；养殖废水中的病菌很可能通过其他养殖户的取水而进入另外的养殖系统，威胁其他的养殖动物，甚至造成养殖动物疾病交叉感染。良好的水质才能保证养殖鱼类的健康，在当下食品安全日益受到消费者的关注，不伤害环境，不伤害养殖动物，不伤害人的无公害养殖成为水产养殖的发展方向，人工湿地的养殖水处理在其中扮演的角色越来越受到人们的重视。养殖废水通过人工湿地处理，其有机物、氮、磷、细菌总数、固体悬浮物、藻类、原生动物等物质得以高效移除，处理后的水符合养殖用水要求。
1 人工湿地的类型
常见人工湿地分为2种即水平流湿地系统和垂直流湿地，二者区别在于水平流湿地流水持续，且在湿地中水平流动，垂直流湿地污水进入具有间歇性，水流方向为垂直。其中水平流湿地又可分为表面流湿地和潜流式湿地2种。
1.1 表面流湿地
废水在土壤表面流动，此种湿地接近于天然湿地，成本最低，在水产养殖的实践中应用最为广泛，如湖北地区有些养殖户的养鱼池和藕池往往相邻，鱼塘中的水经养殖一段时间后，水质变差，此时渔民通过埋在池底的排水管向藕塘中间排放养殖废水，鱼塘的废水对于藕就是非常好的肥料，氨氮、硝酸盐都成为藕的营养源，促进其生长。附着在藕根茎部的各种菌类也能利用鱼塘中排入的有机物，固体悬浮物在进入藕塘后通过物理沉降及生物拦截亦大大减少。但是由于水在表面流动，填料及植物的根系不能得到充分利用，去污效果大打折扣。
1.2 潜流式湿地
养殖废水在填料中渗流，大大加大了养殖废水与湿地系统的接触面积，生物膜依附的面积变大，增加了养殖废物的吸收、转化能力。也是目前研究最为广泛的人工湿地，应用前景巨大。
1.3 垂直流湿地
废水流入具有间歇性，造价较高，目前国内研究较少。
2 人工湿地水处理的基本原理
养殖废水与湿地生态系统发生了一系列物理、化学、生物反应，最终使各种类型“废物”得以移除，回收符合要求的水源重新利用。
3 养殖废水的主要成分
经过一段时间的养殖，池塘水质变差需要排出处理，待处理的养殖废水由2部分组成，我们希望能得以回收的“清洁”水源；我们希望移除的“废物”，这部分废物主要有养殖动物的粪便、残铒等有机物，在水质指标上主要体现为COD及BOD，一些固体悬浮物（SS、TSS），氮（TN、NH4+-N、NO2--N、NO3--N），磷（TP、PO43—P）等。
4 人工湿地的构造
人工湿地系统由非生物环境及生物群落2部分构成，
4.1 生物群落
主要由2类生物群体组成：微生物群落，各种细菌、真菌、放线菌、原生动物，细菌的生物量占绝大多数；水生植物群落，目前应用较多的主要是水生维管束植物中的挺水植物，相关研究也比较多。一些水生植物的栽种如茭白、菱、藕在达到去污的目的同时还增加了经济收入。
4.2 非生物环境
主要指生物群落所能依附、附着的介质即填料，填料在为植物和微生物提供生长介质的同时，还能够通过沉淀、过滤和吸收等作用直接去除污染物，而填料的种类、级配等会直接影响沉淀、过滤和吸附的效果。除表面流湿地填料以普通土壤为主外，通常选用颗粒较大的填料，如大颗粒煤渣、砾石。因当前的人工湿地以挺水植物为主，氧气来源受限且加之耗氧细菌的作用，从湿地系统直接流出的水不宜直接引入养殖池中，应先引入集水曝气池，使溶氧水平提高到养殖用水要求方可使用。
5 人工湿地里的反应
流入人工湿地的养殖废水与湿地系统之间发生了一系列的反应而达到净化水质的目的。水生植物的根区是反应最为活跃的区域，填料、微生物、植物以及废水之间发生了一系列的物理、化学、生物反应，水生植物能将光合作用产生的氧气输送至根系区域，围绕着根区在宽松的介质中形成了有氧区域、厌氧区域，即提供了一个差异化的环境，为好氧、兼性和厌氧微生物的附着和聚集提供适宜的条件，使之成为微生物生存和工作的场所，各种类型的微生物各尽其能，互补、协同的去除不同类型的污物。养殖废水中磷的去除主要通过湿地床的截留、聚磷菌的过量吸收完成，悬浮物的去除主要依靠填料和植物根系阻挡截留即物理沉降和过滤。
6 人工湿地处理养殖用水效果
人工湿地对于养殖废水的处理能力因湿地类型、养殖品种、养殖密度、投饵摄食情况而有较大差异。对表面流人工湿地的研究表明人工湿地对NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO43—P、TN、TP和CODMn的平均去除率为76.91%、53.06%、60.88%、61.33%、54.22%、59.15%和41.69%。Carsten Schulz等对潜流型人工湿地处理虹鳟养殖废水的研究结果为TSS、COD、TN和TP的平均去除率分别为96.55%、68.95%、31.2%、58.75%。
7 人工湿地使用的几个关键问题
7.1 植物的选择
对于我国北方高纬地区，待选植物比较单一，常用的植物主要有芦苇、菖蒲，而长江流域及以南地区可选植物种类较多，特别是近年来，水生经济蔬菜的种植成为了渔民增收的好途径。选用植物的原则应当以当地常见水生维管束植物或湿生植物为主，根系发达，耐污能力强，对环境的变化适应性强且抗病虫害能力强。挺水植物适宜任何类型的人工湿地，对于表面流人工湿地可以适当的选用一些漂浮植物及浮叶植物。
7.2 面积问题
对于很多养殖户来说，实际养殖面积的缩小成为限制人工湿地应用的主要因素，但人工湿地处理过的水对于提高鱼类养成率，减少鱼类发病，提高鱼类品质等多方面都有好处，若权衡利弊，人工湿地仍是不错的选择，且人工湿地的合理设计往往会成为赏心悦目的一道景观，对于发展休闲渔业，促进渔业产业升级都有推动作用。
7.3 气候对人工湿地的影响
人工湿地中生物群落受气候影响比较大，特别是各种菌类，不同种类间最适温度有一定差异，在不同的月份水处理的效果可能会因环境变化而出现波动，有研究显示随着温度的降低湿地对NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO43—P、TN、TP的去除率基本表现为降低的趋势，能否筛选出对环境变化适应能力较强的生物群落成为影响水处理效果的重要因素。
7.4 水处理周期
现代水产养殖多为较高密度，水质变化较快，对于人工湿地的水处理能力有一定的要求，研究表明一般情况下，较频繁的养殖废水流入、输出，对于去除养殖废水中的TSS、COD能力的影响不大，但对于TN、TP的去除能力则随着水处理时间的减少而变弱，水力停留时间成为限制TN、TP去除和转化的关键因素。
在水资源短缺、水源水质较差的今天，人工湿地在水产养殖中的使用无论于己、于公都是很好的选择，人工湿地的类型，选用的植物、填料、微生物应该结合养殖区域的实际情况，具体操作。
作者简介：单喜双（1988-），男，吉林扶余人，硕士研究生，助教，主要研究方向：特种水产动物养殖。
