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秦皇岛昌黎浮岛能构建稳定的微生态系统，通过水生植物根系的特殊作用营造多样化的微环境，促进各类微生物的繁殖与代谢，形成“植物-微生物-水体”的协同净化体系，显著水体的自净能力，实现生态系统的良性循环。水生植物根系是微生态系统构建的核心载体，根系在生长过程中会向周围水体释放氧气，这种泌氧作用使根系周围形成好氧微环境，溶解氧含量可达5-8mg/L，为好氧微生物如硝化细菌、秦皇岛昌黎当地芽孢杆菌等提供了充足的氧气和栖息场所；而在根系内部及远离根系的区域，氧气浓度较低，形成厌氧微环境，适合厌氧微生物如反硝化细菌、秦皇岛昌黎产甲烷菌等生存，这种好氧-厌氧复合微生态环境，为不同代谢类型的微生物提供了适宜的生存条件，使微生物群落结构更加丰富多样。根系表面会形成一层厚厚的生物膜，由细菌、秦皇岛昌黎真菌、秦皇岛昌黎本地藻类、秦皇岛昌黎本地原生动物等多种微生物组成，生物膜的比表面积大，吸附能力强，能有效吸附水体中的有机污染物和营养物质。微生物通过同化和异化作用降解污染物，好氧微生物中的硝化细菌可将水体中的氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮（硝化作用），厌氧微生物中的反硝化细菌则将硝态氮和亚硝态氮转化为氮气释放到大气中（反硝化作用），从而实现水体中氮元素的彻底去除，去除率可达40％-60％；对于水体中的有机污染物如COD、秦皇岛昌黎同城BOD，微生物通过分泌蛋白酶、秦皇岛昌黎本地脂肪酶、秦皇岛昌黎淀粉酶等多种酶类，将其分解为小分子有机物，再进一步分解为二氧化碳和水等无机物，完成有机污染物的矿化过程，COD去除率可达30％-50％。此外，微生物与植物之间存在共生关系，微生物分解污染物产生的无机物可为植物生长提供养分，植物通过光合作用产生的有机物又为微生物提供能量，两者相互促进，共同维持微生态系统的稳定。同时，这个微生态系统还能为小型水生动物如浮游动物、秦皇岛昌黎当地甲壳类等提供食物和栖息场所，进一步丰富生物多样性，生态系统的稳定性和自净能力，使秦皇岛昌黎浮岛的净化效果更加长效持久。