摘要:苔藓植物由于其独特优势的生理和代谢特征,常被用来监测环境污染物质及污染程度的变化。自1968年第一届关于大气污染对动植物影响的国际会议上苔藓植物被推荐用作环境污染的生物指标物以来,很多发达国家已在这方面开展了大量研究,特别是在大气重金属沉降污染、水体污染等方面,并建立了许多具体的监测技术和方法。虽然国内对苔藓植物环境监测作用的研究工作开展得比国外晚,但是国内利用苔藓植物监测重金属污染的研究已处于世界领先地位,主要集中在物理化学分析技术的自动化和准确性。而国外对此的研究也还有待完善,但随着国内外学者对苔藓植物的进一步研究,相信今后用苔藓植物来指示重金属污染的方法将更加成熟便捷。
关键词:苔藓;重金属污染
1.前言
随着近几十年来城市化、工业化的加剧,环境问题越来越引起人们的注意,而大气污染又是环境问题中最为严重的问题之一。如何准确全面地监测大气污染、评价大气质量成为当前环境科学研究的热点。苔藓植物因其结构简单、吸附力强、取材容易,以及其独特的生理优势及代谢特征等优点而常被用来监测环境污染物质及污染程度的变化。
苔藓植物自1968年第一届关于大气污染对动植物影响的国际会议上被推荐用作环境污染的生物指标物以来,许多国家已在这方面开展了大量的研究,特别是在大气重金属沉降污染、水体污染等方面,而且建立了许多具体的监测技术和方法。Folkeson L分析研究认为不同种类的苔藓植物在同一生态环境下对重金属的积累能力也有较大的差异。Andrzej Kłos 等指出了苔藓中积累的金属浓度的一些季节性变化并根据数据分析结果提出金属浓度与时间和植物种类有不同的关系。
国内利用苔藓植物监测重金属污染的研究已处于世界领先地位,主要集中在物理化学分析技术的自动化和准确性。70年代末,吴鹏程和罗健馨首先在国内介绍了苔藓植物与大气污染的关系及利用苔鲜植物监测大气污染的方法。2000年以來,利用苔鲜植物来监测和评价大气污染的应用范围在不断扩大,研究的重点从二氧化硫转移到重金属。其中利用苔藓监测技术对上海市的监测较为完善。
2.苔藓植物的特性及其作用
苔藓植物是植物界中的一大类群是许多初生演替阶段的先锋植物和拓荒者,可在高寒、高温、干旱和弱光等其它陆生植物难以生存的环境中生长繁衍,在生物监测、水土保持、植被类型的指示和演替方面起着重要的作用。苔藓植物角质层不发达、植物体较小,但相对体表面积较大,且存在大量的阳离子交换点,能吸收溶解于其体表水中的矿质元素,因此对环境中重金属的反应敏感强度大约是种子植物的10倍。苔藓结构简单,没有真正意义上的根,茎中尚未分化出维管束,这些特点使它非常有利于吸收和富集大气沉降中的金属元素,而且不受土壤中其它元素干扰。
苔藓植物个体小,人类直接利用的种类不多,但苔藓植物在生态环境中的作用不容忽视。它不仅为其它生物营造出各种各样的生境,而且人类和其它生物需依赖它维持生态系统的平衡。随着经济建设快速发展,世界各地大量的矿山开采、水电开发等工程建设对土地、自然环境的破坏日益严重。积极开展工程建设领域以及农田生态系统苔藓植物的生态环境效应研究是今后值得十分重视的研究方向。
3.结论
针对不同的研究区域,主要研究结果为:
(1)总结该研究地区苔藓植物分布及主要重金属元素的空间分布特征并尝试分析其可能来源;
(2)分析对比该研究地区不同功能区苔藓主要重金属分布特征;
(3)为该研究地区生产生活布局提供参考建议,根据现有的国家和行业标准,开展城市环境安全性评估、探讨建立科学、实用的评价方法技术体系和评价标准体系。
参考文献
[1]Migaszewski Z M,Galuszka A,Crock J G,et al.2009.Interspecies and interregional comparisons of the chemistry of PAHs and trace elements in mosses Hylocomium splendens (Hedw.)B.S.G.and Pleurozium schreberi (Brid.)Mitt.from Poland and Alaska[J].Atmospheric Environment,43(7):1463-1473.
[2]Onianwa P C.2001.Monitoring atmospheric metal pollution:a review of the use of mosses as indicators[J].Environmental Monitoring and Assessment,71(1):13-50.
[3]Folkeson L.1979.Interspecies calibration of heavy-metal concentrations in nine mosses and lichens:applicability to deposition measurements[J].Water Air and Soil Pollution,11:253-260.
[4]Andrzej Kłos,Zbigniew Ziembik,Małgorzata Rajfur,et al.2018.Using moss and lichens in biomonitoring of heavy-metal contamination of forest areas in southern and north-eastern Poland[J].Science of the Total Environment,627:438-449.
[5]吴鹏程,罗建磬.1979.苔藓植物与大气污染[J].环境科学,(3):68-72.
[6]安丽,曹同,俞膺浩.2006.不同苔藓植物对重金属富集能力的比较[J].上海师范大学学报:自然科学版,35(6):64-70.
[7]安丽,曹同,俞鹰浩.2006.上海市小羽藓属植物重金属含量及其与环境的关系[J].应用生态学报,17( 8):140-149.
[8]吴玉环,黄国宏,高 谦,等.2001.苔藓植物对环境变化的响应及适应性研究进展[J].应用生态学报,12(6):943-945.
[9]Cameron A J,Nickless G.1977.Use of mosses as collectors of airborne heavy metals near a smelting complex[J].Water,Air and Soil Pollution,7(1):117-125.
[10]吴玉环,程国栋,高谦.2003.苔藓植物的生态功能及在植被恢复与重建中的作用[J].中国沙漠,23(3):215-220.
作者简介:白兴涛(1997-),男,汉族。山西吕梁人。硕士研究生,地球化学,成都理工大学地球科学学院,四川省成都市,610000。