喀斯特山地煤礦廢棄地幾種優(yōu)勢(shì)植物的重金屬耐性特征

龍健 , 冉海燕

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喀斯特山地煤礦廢棄地幾種優(yōu)勢(shì)植物的重金屬耐性特征

龍健1,*, 冉海燕2

1. 貴州師范大學(xué)蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心, 貴陽(yáng) 550001 2. 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 貴陽(yáng) 550006

對(duì)貴陽(yáng)花溪區(qū)麥坪鄉(xiāng)煤礦廢棄地進(jìn)行了野外調(diào)查, 對(duì)該地優(yōu)勢(shì)植物和土壤進(jìn)行了采樣, 測(cè)定樣品As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn的含量, 發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)植物雀稗(Kunth ex Steud.)地上部分Cu含量達(dá)到1058.12 mg·kg-1, 轉(zhuǎn)移系數(shù)2.89, 富集系數(shù)16.07。研究了雀稗在銅離子脅迫實(shí)驗(yàn)中的根系活力變化和葉綠素濃度變化, 雀稗根系活力隨實(shí)驗(yàn)進(jìn)行而逐漸降低, 銅離子濃度為500 μg·mL-1的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到第四周時(shí)TTC還原量達(dá)到最低值; 葉綠素濃度隨著銅離子濃度的增加而緩慢降低, 進(jìn)一步確認(rèn)當(dāng)?shù)赝林参锶赴迣?duì)銅離子有一定的耐受性。

煤礦廢棄地; 優(yōu)勢(shì)植物; 重金屬耐性

0 前言

重金屬污染土壤問(wèn)題近年來(lái)受到很多的關(guān)注，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì), 全國(guó)土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%, 其中受到汞、銅、鉛、砷等重金屬污染的耕地達(dá)到了10%以上[1]。在礦山開(kāi)采過(guò)程和尾礦的堆積過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物, 它們含有較高濃度的有毒重金屬, 是土壤非常重要的重金屬污染源。煤礦區(qū)由于煤矸石中重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響使得這一地區(qū)的生態(tài)問(wèn)題復(fù)雜多樣[2]。礦區(qū)土壤中重金屬元素種類(lèi)繁多, 包括Ｃd、Ｐb、Ｚn、Ｃu等[3]。目前治理土壤重金屬污染的方法有深耕法、客土法、施用石灰或螯合劑、電化學(xué)法、化學(xué)淋溶法和植物修復(fù)法等, 前面這些方法工藝復(fù)雜, 成本高, 土壤結(jié)構(gòu)和肥力易遭破壞, 對(duì)于低濃度、大范圍重金屬污染的土壤不適用[4], 而植物修復(fù)法具有對(duì)土壤環(huán)境擾動(dòng)少、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn), 是具有發(fā)展?jié)摿Φ木G色修復(fù)技術(shù)[1], 植物修復(fù)是利用植物的耐受、積累某種重金屬離子的能力來(lái)減少土壤環(huán)境中的重金屬污染物, 具體方法包括植物篩選, 微生物聯(lián)合植物修復(fù), 農(nóng)藝措施, 水分管理和植物修復(fù)劑, 其中植物篩選超富集植物是首要步驟。目前國(guó)內(nèi)用于篩選超富集植物的方法主要是野外調(diào)查法, 根據(jù)植物的一些特性選擇一些特殊的植物來(lái)測(cè)定它們對(duì)重金屬的富集特性, 利用土壤種子庫(kù)—重金屬濃度梯度法來(lái)篩選超富集植物, 其中土壤種子庫(kù)方法操作簡(jiǎn)單[5]。相關(guān)研究報(bào)道目前已篩選出幾百種重金屬超富集植物[4], 大部分是Ni超富集植物, 其他包括Co、Cu、Se、Zn和Mn的超富集植物都只有幾十種[6], 在中國(guó)發(fā)現(xiàn)的有海州香薷()[7]、鴨跖草()[8]、酸模(Linn)[9]、密毛蕨()[10]、印度芥菜(L)[11], 這些已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的銅超富集植物集中在鴨跖草科、唇形科、石竹科、馬齒莧科、莎草科等科屬, 且這些超富集植物均存在分布地域范圍狹小的問(wèn)題, 僅在特定生境中表現(xiàn)出超累積特性[12]。因此, 銅超富集植物的研究需要考慮生態(tài)型物種的篩選和分析, 喀斯特礦區(qū)土壤重金屬污染治理的植物篩選應(yīng)該在污染地進(jìn)行野外土著植物篩選, 并通過(guò)脅迫實(shí)驗(yàn)確認(rèn)有效的土著物種及其耐受性、富集性特征。

1 材料與方法

1.1 研究地優(yōu)勢(shì)植物調(diào)查

研究地位于貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)麥坪鄉(xiāng)煤礦廢棄地, 地理坐標(biāo)東經(jīng)106°30′35", 北緯26°28′33"。麥坪鄉(xiāng)煤礦資源豐富, 屬亞熱帶季風(fēng)溫潤(rùn)氣候, 平均氣溫14 ℃, 年均降雨量為1102 mm, 無(wú)霜期270 d, 森林資源豐富, 森林覆蓋率達(dá)28.6%; 礦藏富儲(chǔ), 有煤炭、石灰石、重金石、鐵礦石等。麥坪鄉(xiāng)位于貴陽(yáng)重要水源保護(hù)地“兩湖一庫(kù)”的阿哈水庫(kù)和紅楓湖之間的中間位置, 對(duì)該處煤矸石土壤進(jìn)行改良有助于防范土壤污染對(duì)重要水源地產(chǎn)生污染影響。研究地砂質(zhì)壤土, 植被覆蓋率低, 我們對(duì)該地采樣點(diǎn)煤矸石土壤及周?chē)匀欢ň拥膬?yōu)勢(shì)植物進(jìn)行調(diào)查, 對(duì)煤矸石土壤和優(yōu)勢(shì)植物的重金屬含量進(jìn)行測(cè)定分析。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)采樣地優(yōu)勢(shì)植物有薔薇科薔薇屬的野薔薇(Thunb.), 薔薇科懸鉤子屬的懸鉤子(L.f.), 殼斗科櫟屬的白櫟(Hance), 松科松屬的馬尾松(Lamb.), 木犀科女貞屬的大葉女貞(Ait.), 禾本科芒屬的五節(jié)芒((Labill.) Warb.ex Schum.et Laut.), 禾本科雀稗屬的雀稗(ex Steud.), 禾本科白茅屬的白茅((L.)Beauv.)。

1.2 研究地土壤pH值、有效磷、全氮和重金屬含量測(cè)定

按照梅花點(diǎn)法采集0—20 cm深度的土壤樣品, 四分法留樣帶回實(shí)驗(yàn)室, 自然風(fēng)干, 過(guò)篩, 電位測(cè)定法測(cè)定pH值, 0.5 mol·L–1NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定有效磷含量, 紫外分光光度法測(cè)定土壤含氮量, 采用原子吸收分光光度法測(cè)定土壤Cd、Cu、Pb、Zn含量, 原子熒光光譜法測(cè)定土壤Hg、As含量。同時(shí)在該研究點(diǎn)進(jìn)行植物樣方調(diào)查, 調(diào)查發(fā)現(xiàn)個(gè)體數(shù)量較多, 生長(zhǎng)較好的優(yōu)勢(shì)植物8種, 對(duì)這些優(yōu)勢(shì)植物物種進(jìn)行了采樣, 各選取5株, 帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了重金屬As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn含量的測(cè)定。帶回實(shí)驗(yàn)室后, 對(duì)植物樣品進(jìn)行清洗后殺青、風(fēng)干, 用切碎機(jī)粉碎過(guò)100目尼龍篩后進(jìn)行消解, 溶液定容搖勻后采用原子吸收分光光度法測(cè)定Cd、Cu、Pb、Zn含量, 采用原子熒光光譜法測(cè)定Hg、As含量。

1.3 研究地優(yōu)勢(shì)植物重金屬含量測(cè)定

對(duì)在廢棄地采集的八種優(yōu)勢(shì)植物進(jìn)行了野外調(diào)查和采樣, 帶回實(shí)驗(yàn)室后對(duì)As、Cd、Cr、Hg、Cu、Hg、Pb和Zn的含量進(jìn)行了測(cè)定, 為了解自然狀態(tài)下這些優(yōu)勢(shì)植物對(duì)這幾種重金屬的轉(zhuǎn)移及吸收效果, 采用轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)進(jìn)行分析, 公式[13-14]如下:

轉(zhuǎn)移系數(shù)(TF)=植物地上部分(或植物葉)的重金屬含量/植物地下部分的重金屬含量

富集系數(shù)(BCF)=植物地上部分(或植物葉)的重金屬含量/土壤重金屬含量

1.4 銅離子脅迫實(shí)驗(yàn)中雀稗根系活力與雀稗葉綠素含量的變化

在研究地播種雀稗種子一年后采集雀稗帶回實(shí)驗(yàn)室, 用Hoagland營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng), 將采樣回來(lái)的植株用自來(lái)水洗干凈后進(jìn)行水培, 預(yù)培養(yǎng)20天后進(jìn)行銅離子處理, 營(yíng)養(yǎng)液用0.1 mol·L–1的NaOH、0.1 mol·L–1的HCL調(diào)PH至5.8, 銅離子濃度為0 μmol·L–1、25 μmol·L–1、50 μmol·L–1、75μmol·L–1、100 μmol·L–1、250 μmol·L–1和500 μmol·L–1, 每個(gè)濃度梯度3個(gè)重復(fù)處理, 營(yíng)養(yǎng)液每7天更換一次。進(jìn)行雀稗根系活力的測(cè)定和雀稗葉綠素含量的測(cè)定。

1.4.1 雀稗根系活力的變化測(cè)定

(1)TTC標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作: 取0.4% TTC溶液0.2 mL放入大試管中, 加9.8 mL乙酸乙酯, 再加少許Na2SO4粉末搖勻, 則立即產(chǎn)生紅色的TTF。此溶液濃度為每毫升含有TTF80 μg。分別取此溶液0.25 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL置10 mL刻度試管中, 用乙酸乙酯定容, 即得到含TTF20 μg、40 μg、80 μg、120 μg、160 μg的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液, 以乙酸乙酯做參比, 在485 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度, 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(2)稱(chēng)取根尖樣品0.25 g, 放入小燒杯中, 加入0.4% TTC溶液和磷酸緩沖液(pH7.0)各2.5 mL, 在37℃下暗保溫1.5 h, 此后立即加入1 mol·L–1硫酸1 mL, 以停止反應(yīng)。(與此同時(shí)做一空白, 先加硫酸, 再加根樣品, 37 ℃暗保溫后不加硫酸)

(3)把根取出, 用濾紙吸干水分, 放入研缽中, 加乙酸乙酯1—2 mL, 充分壓按, 以提出TTF。把紅色提取液移入刻度試管, 并用少量乙酸乙酯把殘?jiān)礈?—3次, 皆移入刻度試管, 最后加乙酸乙酯使總量為5 mL, 用分光光度計(jì)在波長(zhǎng)485 nm下比色, 以乙酸乙酯做空白對(duì)照測(cè)出吸光度, 查標(biāo)準(zhǔn)曲線求出TTC還原量。

1.4.2 雀稗葉綠素含量的變化測(cè)定

稱(chēng)取新鮮(或干材料)的洗凈擦于的雀稗葉片0.2 g, 剪碎后放入25 ml容量瓶中, 加4.5:4.5:1(丙酮: 無(wú)水乙醇: 水)定容, 然后在低溫避光條件下靜止提取24 h(中間振蕩3次)。以4.5:4.5:1(丙酮: 無(wú)水乙醇: 水)為空白對(duì)照采用分光光度計(jì)測(cè)定, 在663 nm波長(zhǎng)下讀取吸光度(A)值測(cè)量葉綠素A, 663 nm波長(zhǎng)下讀取吸光度(A)值測(cè)量葉綠素B。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)用Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究地土壤pH值、有效磷和全氮以及重金屬含量測(cè)定分析

煤礦廢棄地砂質(zhì)壤土, 采樣點(diǎn)煤矸石土壤pH值、有效磷含量和總氮百分比, As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn含量測(cè)定結(jié)果如下表。As、Cd、Hg、Pb和Zn含量按《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618—1995的最低標(biāo)準(zhǔn)均未超標(biāo)。采樣點(diǎn)土壤酸化嚴(yán)重, pH算術(shù)平均值為3.84, 有效磷含量0.29 mg·kg–1, 土壤全氮百分比0.29%, 采樣點(diǎn)土壤銅離子含量算數(shù)平均值為65.83 mg·kg–1, 標(biāo)準(zhǔn)差16.82 mg·kg–1, 超過(guò)了土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618-1995)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 采樣點(diǎn)土壤pH值、有效磷和全氮以及重金屬含量

注: 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618—1995)。

2.2 研究地優(yōu)勢(shì)植物野外調(diào)查和重金屬含量測(cè)定分析

從表2和表3看到研究點(diǎn)優(yōu)勢(shì)植物對(duì)As、Cd、Cr、Hg、Hg、Pb和Zn的轉(zhuǎn)移能力和富集能力都有不同的表現(xiàn), 對(duì)As的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的有野薔薇、馬尾松、懸鉤子和白茅, 對(duì)Cd的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的有野薔薇、馬尾松和五節(jié)芒, 對(duì)Cr的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的有白茅, 對(duì)Cu的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的有雀稗和白茅, 對(duì)Hg的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的有大葉女貞、野薔薇、馬尾松、懸鉤子和五節(jié)芒, 對(duì)Pb的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的有大葉女貞、白櫟、馬尾松、懸鉤子和白茅, 對(duì)Zn的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的有大葉女貞、白櫟、馬尾松和懸鉤子。土著植物雀稗對(duì)銅的富集系數(shù)到達(dá)16.07, 轉(zhuǎn)移系數(shù)大于的1的雀稗和白茅都是禾本科, 其中雀稗地上部分銅含量達(dá)1058.12 mg·kg–1, 雀稗地下部分銅含量達(dá)到366.60 mg·kg–1。白茅地上部分銅含量達(dá)918.66 mg·kg–1, 白茅地下部分銅含量達(dá)到373.17 mg·kg–1, 這兩種禾本科植物作為當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)植物顯示出了良好的銅耐受性。

表2 研究點(diǎn)優(yōu)勢(shì)植物對(duì)As、Cd和Cr的富集特征

注: BCF為富集系數(shù); TF為轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。

表3 研究地優(yōu)勢(shì)植物對(duì)Hg、Pb和Zn的富集特征

注: BCF為富集系數(shù); TF為轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。

2.3 銅離子脅迫實(shí)驗(yàn)中的根系活力和葉綠素含量變化

隨著銅離子濃度的增加, TTC還原量(根系活力)急速降低, 銅離子濃度為25 μg·mL–1時(shí), TTC還原量(根系活力)降低幅度減緩, 相同銅離子濃度下雀稗根系活力隨實(shí)驗(yàn)進(jìn)行而降低, 銅離子濃度為500 μg·mL–1的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到第四周時(shí)TTC還原量達(dá)到最低。

圖1 銅離子脅迫對(duì)雀稗根系活力變化的影響

Figure1 Effect of copper ion stress on change of roots activity inKunth ex Steud

隨著銅離子濃度的增加, 葉綠素濃度降低, 不同銅離子濃度下的葉綠素含量都隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行而緩慢降低。

圖2 銅離子脅迫對(duì)雀稗葉綠素含量變化的影響

Figure2 Effect of copper ion stress on change of Chloro-phyll inKunth ex Steud

3 討論

研究地砂質(zhì)壤土酸化嚴(yán)重, pH算術(shù)平均值3.84, 土銅離子含量算數(shù)平均值65.83 mg·kg–1, 超過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618—1995的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在正常土壤中銅的含量一般為20—30 mg·kg–1[15], 在污染較嚴(yán)重的地區(qū), 如礦區(qū)附近土壤中的銅含量高達(dá)5000 mg·kg–1以上[16], 研究地是煤矸石為主的廢棄地, 銅含量來(lái)源可能是煤矸石, 煤矸石是無(wú)機(jī)質(zhì)和少量有機(jī)質(zhì)組成的混合物, 主要成分是SiO2, 其次是AL2O3, 還包括少量的鋇、錳、銅等金屬元素, 煤矸石的化學(xué)成分不穩(wěn)定, 不同地區(qū)的煤矸石成分變化較大[17]。所以, 此類(lèi)環(huán)境下的土壤理化分析結(jié)果只適用于在該地點(diǎn)開(kāi)展的分析研究。

植物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)越大, 重金屬?gòu)母肯虻厣喜康霓D(zhuǎn)運(yùn)能力越強(qiáng), 轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)大于1說(shuō)明植物地上部吸收重金屬含量大于地下部。植物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)移能力表征植物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)移能力, 與植物的生理、生化和遺傳等因素關(guān)系密切。超積累植物與其他植物最大的區(qū)別在于向上部轉(zhuǎn)移重金屬的能力[18], 轉(zhuǎn)移效率大于0.5的可以作為植物修復(fù)備選的物種[19-20-21]。研究點(diǎn)雀稗地上部分Cu含量達(dá)到1058.12 mg·kg–1, 轉(zhuǎn)移系數(shù)2.89, 對(duì)銅污染具有很好的耐受性和富集性。白茅地上部分的Cu含量達(dá)到918.61 mg·kg–1, 接近Cu超富集植物的定義標(biāo)準(zhǔn), 轉(zhuǎn)移數(shù)2.46, 可作為Cu污染修復(fù)的備選物種。銅污染的土壤較易生長(zhǎng)草本植物, 比如湖北黃石市西南20 km的銅綠山冶煉渣堆因自然選擇的作用, 形成了以草本植物為主體的良好植被[22], 這是因?yàn)楹瘫究浦参锓N子具有較強(qiáng)的傳播能力, 植物有較強(qiáng)的適應(yīng)性[23]。本研究中禾本科的五節(jié)芒、雀稗和白茅的銅含量都高于該地其他優(yōu)勢(shì)物種。礦業(yè)廢棄地除了具有重金屬污染的特征以外, 土壤貧瘠也是一大特點(diǎn), 禾本科植物種子具有較強(qiáng)的傳播能力, 有較強(qiáng)的適應(yīng)性, 在礦業(yè)廢棄地常見(jiàn)其作為自然定居的優(yōu)勢(shì)植物存在。所以禾本科植物較其他植物更適合用于植物修復(fù)。

植物對(duì)重金屬的富集系數(shù)是植物地上部分或葉的重金屬含量與土壤中該重金屬含量的比值, 是評(píng)價(jià)植物對(duì)重金屬富集能力的指標(biāo)之一[13]。富集系數(shù)用來(lái)評(píng)價(jià)植物將重金屬吸收轉(zhuǎn)移到體內(nèi)的能力大小, 富集系數(shù)越高, 說(shuō)明植物地上部分重金屬富集質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大[14]。從表2看到, 研究地優(yōu)勢(shì)植物的富集系數(shù)各不相同, 大葉女貞對(duì)Hg的富集系數(shù)最多為2.34, 野薔薇對(duì)Cu的富集系數(shù)最多是5.16, 白櫟對(duì)Zn的富集系數(shù)最多是4.29, 馬尾松對(duì)Cd的富集系數(shù)最多是19.38, 懸鉤子對(duì)Hg的富集系數(shù)最多是6.5, 五節(jié)芒對(duì)Cu的富集系數(shù)最多是9.96, 雀稗對(duì)Cu的富集系數(shù)最多是16.07, 白茅對(duì)Cu的富集系數(shù)最多是13.96?？紤]物種的富集能力以外, 植物生物量大小也是考慮修復(fù)物種的重要因素, 生物量越大, 富集效率越高, 越適合污染土壤的植物修復(fù)。

實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn), Cd的含量測(cè)定結(jié)果中轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的物種有野薔薇、馬尾松和五節(jié)芒。轉(zhuǎn)移系數(shù)是否大于1是Brook等對(duì)重金屬超富集植物的定義的標(biāo)準(zhǔn)之一, 有學(xué)者根據(jù)實(shí)際情況建議降低Cd超富集植物定義中對(duì)Cd含量的界定[24]。因此這三種植物可以在Cd污染的植物修復(fù)中給與考慮。另外, 本研究中對(duì)Zn的轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的植物有薔薇科、殼斗科、松科和木犀科, 沒(méi)有禾本科植物, 這個(gè)與聶亞平等總結(jié)的常見(jiàn)Zn超富集植物中沒(méi)有禾本科[25]的結(jié)論是一致的, 這兩個(gè)研究結(jié)果對(duì)于Cd、Zn污染土壤的植物修復(fù)研究有參考意義。

本研究地土著植物雀稗對(duì)銅的富集系數(shù)到達(dá)16.07, 轉(zhuǎn)移系數(shù)大于的1的兩種植物雀稗和白茅都是禾本科, 其中雀稗地上部分銅含量最大值達(dá)1058.12 mg·kg–1, 在銅脅迫實(shí)驗(yàn)中也表現(xiàn)出了雀稗對(duì)銅離子有較強(qiáng)的耐受性。目前發(fā)現(xiàn)的銅超積累植物有37種[26], 研究得較詳細(xì)的有海州香薷(), 其超積累效果也較好, 但生物量較小是其最大的缺點(diǎn)。鴨跖草()[27], 鴨跖草作為一種喜濕的草本植物, 并不適合在礦區(qū)干燥貧瘠的土壤上生長(zhǎng), 而且與海州香薷一樣, 它的生物量也較少[28]。本研究發(fā)現(xiàn)的自然定居植物雀稗在其他地點(diǎn)進(jìn)行的銅污染修復(fù)種可以作為備選物種, 因?yàn)椴煌鷳B(tài)型的同類(lèi)植物對(duì)同種重金屬的耐性和積累特性表現(xiàn)不一, 比如不同地區(qū)的鎘超富集植物龍葵植株體內(nèi)的鎘含量差異很大[29]。

在污染地進(jìn)行優(yōu)勢(shì)植物調(diào)查的眾多研究中出現(xiàn)了一些規(guī)律, 比如空間上超積累植物一般只生長(zhǎng)在礦山區(qū)、成礦作用帶或由富含某些化學(xué)元素的巖石風(fēng)化而成的地表土壤上, 構(gòu)成生態(tài)學(xué)島嶼, 且是不均勻分布的[26], 因此在礦山區(qū)對(duì)本地優(yōu)勢(shì)植物進(jìn)行分析是礦區(qū)進(jìn)行植物修復(fù)很重要的一步, 篩選超富集植物, 建立網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)資源共享是未來(lái)研究的一個(gè)方向[30]。本研究的分析結(jié)果適用于在本研究地開(kāi)展的植物修復(fù), 對(duì)于其他地點(diǎn)同類(lèi)環(huán)境下開(kāi)展的污染土壤植物修復(fù)具有參考意義, 尤其關(guān)注和利用土著禾本科植物在植物修復(fù)工作中有很好的現(xiàn)實(shí)意義。

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Heavy metal tolerance characteristics of several dominant species in coal mine wasteland of Karst mountain

LONG Jian1,*, RAN Haiyan2

1. Buckwheat Industrial Technology Research Center, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China 2. Plant Protection Institute, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550006, China

A field survey was carried out on the abandoned land of Maiping coal mine wasteland in Huaxi district, Guiyang city，by sampling the dominant species and soil and determining the content of As, Cd, Cu, Hg, Pb and Zn. It was found that the content of Cu in the dominant speciesKunth ex Steud. reached to 1058.12 mg·kg-1.The transfer coefficient was 2.89 and enrichment coefficient was 16.07.Effects of copper ion stress on chlorophyll and root activity inKunth ex Steud. were studied. Root activity decreased gradually with the experiment. The reduction amount of TTC reached the lowest value at the fourth week after the experiment with copper ion concentration of 500 g·mL-1was carried out.The chlorophyll concentration decreased slowly with the increase of copper ion concentration.It was further confirmed thatKunth ex Steud. was tolerant to copper ion as a native species.

coal mine wasteland; dominant species; heavy metal tolerance

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.02.028

X53

A

1008-8873(2019)02-212-07

2018-08-03;

2019-01-18

重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)研究(黔教科2011028號(hào))

龍健(1979—), 女, 貴州貴陽(yáng)人, 碩士, 副教授, 主要從事環(huán)境生態(tài)學(xué)研究, E-mail: 123714701@qq.com

龍健, 女, 碩士, 副教授, 主要從事環(huán)境生態(tài)學(xué)研究, E-mail: 123714701@qq.com

龍健, 冉海燕. 喀斯特山地煤礦廢棄地幾種優(yōu)勢(shì)植物的重金屬耐性特征[J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(2): 212-218.

LONG Jian, RAN Haiyan. Heavy metal tolerance characteristics of several dominant species in coal mine wasteland of Karst mountain[J]. Ecological Science, 2019, 38(2): 212-218.