苔藓植物对三种恶劣土壤环境的适应性研究.docVIP

PAGE  PAGE 9 苔藓植物对三种恶劣土壤环境的适应性研究 　　摘要：指出了苔藓植物结构简单，对土壤环境的变化反应敏感，是良好的生物指示植物。通过文献调查和采用室内模拟实验的方法，分析了苔藓植物对富含酸、碱和重金属三种恶劣土壤环境的适应性。结果表明：苔藓植物对恶劣土壤环境的适应性较差，但对三种恶劣土壤环境的适应性特征各不相同；比较而言，苔藓对酸性环境的耐受力最差，对重金属的富集能力和耐受力较差，但对碱性环境表现出一定的适应性。以上结果可为当地苔藓植物的多样性保护以及合理利用苔藓植物进行环境污染监测提供参考。 　　关键词：苔藓植物；恶劣土壤环境；适应性；酸性；碱性；重金属 　　中图分类号：S435.111.3+15 　　文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）05-0033-03 　　1 引言 　　苔藓植物结构简单，是高等植物中最原始的陆生植物类群。我国有记载的苔藓植物有125科、572属，共约3460种[1]，分布于从热带赤道到严寒极地的广阔空间，对维持全球生态系统的平衡发挥着重要作用。苔藓植物的生长及其矿质元素是否受生长基质的影响一直是一个争论的焦点。一种观点认为，苔藓植物生长受基质的影响小，苔藓植物中所含的元素来源于大气，因为苔藓植物没有根和维管束组织，组织不与地表接触，不能从基质中吸收营养[2，3]。另一种观点认为，生长基质对苔藓植物的生长和富集能力有显著影响，因此苔藓植物常用于指示寻找矿藏资源或作为一种生物修复手段用于吸收土壤中的重金属[4]。有关苔藓与环境适应性的研究多探讨苔藓对生态环境的指示作用，缺乏对苔藓植物的分布格局及相关环境条件的详细资料[5]。因此，要充分发挥苔藓植物的生态平衡效益，就有必要对苔藓植物的土壤环境适应性开展深入研究。 　　通过文献调查和取样观察试验法，在总结苔藓植物的生物反应性特征及其环境相关性研究现状的基础上，具体分析苔藓植物对富含酸、碱和重金属三种恶劣土壤环境的适应性。 　　2 研究方法 　　2.1 实验材料 　　实验与苔藓植物对酸的单项检测试验方法相同，取样时间和地点相同，两项实验同时开展[6]。所有苔藓植物样本均于2015年9月2日采集自宜昌市某居民生活小区的绿化地带阴凉潮湿的苔藓生长优势区。该小区属于城市住宅区，东面靠山，阴凉湿润，具有喜阴植物生长的良好条件，苔藓植物生长旺盛。所采苔藓主要为真藓，植物体密集丛生，灰绿色为主。将苔藓生物结皮及其生活的土壤基质一起整片取回，等份切成4块，每块的面积约为2 cm×3 cm。 　　实验仪器：①四个相同型号和尺寸的透明塑料杯，单个容量约为180 mL；②混合型酸，主要含有盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）和有机酸，总体浓度约为1 mol/L；③碱（Ca（OH）2），浓度约为0.5 mol/L；④重金属污染模拟物，主要使用废弃电池提取液和硫酸铜（CuSO4）混合液。重金属污染模拟物的总体浓度不予表示，用量总计为一节5号电池、5滴硫酸铜（CuSO4）和10 mL蒸馏水；⑤自来水。 　　2.2 实验方法 　　实验采取对照实验的方法，分为一个对照组和三个实验组。将四份苔藓的土壤基质样品除杂，主要是除去附着其上的非苔藓杂草。然后将四份带基质的苔藓分别置入四个塑料杯。第一杯（Cup1，简称C1）为对照组，在实验过程中添加适量蒸馏水，保持原样。其余三杯分次添加上述的混合型酸、碱和重金属污染模拟物，且塑料杯分别识别为C2、C3、C4。实验从2015年9月2日开始，至10月1日截止，持续30天，其中分别于9月2日，9月12日，9月22日三次添加完成。每次向C1添加适量蒸馏水，向C2添加3 mL酸液和3 mL水，向C3添加3 mL碱液和3 mL水，向C4添加重金属污染模拟物总量的1/3。 　　2.3 实验测定 　　采用观察测定和日记记录法，如实记录包含三种不同添加物的苔藓植物在不同阶段之间的变化。每次添加完成后，从当日开始，每日定时进行观察记录，比较对照组和实验组之间苔藓植物的差别，主要观察内容为苔藓植物及其土壤基质在形状、色泽等视觉性外观方面的变化，以判断苔藓植物对恶劣土壤环境的适应程度。 　　3 研究结果 　　由表1可知，与对照组苔藓植物相比，实验组的苔藓植物及其土壤基质在不同的恶劣环境下，颜色和形状均发生了不同程度的变化。 　　首先，对照组C1的苔藓植物在整个实验期间生长良好，保持嫩绿色，土壤基质保持原形，总体情况最好，表明了苔藓植物在正常土壤环境下的优秀适应力。其次，实验组C2在三次添加混合型酸的过程中，酸与土壤成分发生反应，均有少量刺激性气体产生，苔藓植株颜色和形态变化明显。9月2日第一次添加混合型酸的两日后（9月4日），真藓样品的植株全部变成枯黄色，濒临死亡。六日后（9月8日），