贵州老万场红土型金矿苔藓植物多样性及其生态恢复潜能研究
老万场红土型金矿属一种喀斯特崩塌堆积型金矿，是在贵州发现的第一个红土型金矿。经长期的破坏性矿石开采，使该矿区大量石灰岩露出地表，并形成大面积的新型石漠。实地考察发现苔藓植物成为老万场金矿受损矿体表面的优势植物。本文通过对该矿区苔藓植物的全面调查，共采集870份苔藓植物标本，经室内分析研究，该地苔藓植物具有下列生物多样性特征：(1)苔藓种类多样性由15科48属130种组成，其中苔类2科2属4种，藓类13科46属126种。丛藓科Pottiaceae、牛毛藓科Ditrichaceae、曲尾藓科Dicranaceae和真藓科Bryaceac为优势科；扭口藓属Barbula Hedw．和真藓属Bryum Hedw．为优势属。(2)石灰岩苔藓植物群落多样性较低，形成的纯群落较多；红土矿体苔藓植物群落多样性较高，形成混生苔藓植物群落较多；矿渣苔藓植物群落多样性较低，形成的群落多为混生群落。(3)生活型多样性含矮丛集型(70.77％)、高丛集型(12.31％)、垫状型(9.23％)、交织型(4.62％)、平铺型(3.07％)5种类型，其中以丛集型(包括矮丛集型和高丛集型)为主，占总生活型的83.08％。(4)区系地理成分多样性共含12种类型，除世界成分外，中国特有成分(25.77％)和北温带成分(22.68％)居多，其次是东亚成分(占21.65％)，温带亚洲成分(1.03％)、东亚至北美洲间断成分(1.03％)等成分所占比例很小。
本文还通过分析苔藓植物对重金属元素的富集特性、苔藓植物生物量和饱和吸水量、Hg2+和pH对藓类植物孢子萌发和原丝体生长发育的影响，以探索苔藓植物在矿山生态恢复中的作用。经分析研究发现：(1)利用原子吸收光谱法对该矿区四种藓类植物(土生对齿藓Didymodon vinealis(Brid．)Zander、皱叶毛口藓Trichostomum crispulumBruch in FA．Muell．、芽孢银藓Anomobryum gemmigerum Broth．、云南墙藓Tortulayunnanensis Chen)和两种维管植物(蜈蚣草Pteris vittataL．和紫茎泽兰Eupatorium adenophorum Spreng.)及其基质中Cr、Pb、Au、Cd、Ca．、Cu、Zn、Co、Hg和As10种重金属元素进行测定。依据国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)，该矿区Hg的平均含量超出国家三级标准4.83倍，As平均含量超出了15.88倍，说明老万场金矿土壤已被Hg和As严重污染。藓类植物重金属含量均高于所测的两种维管植物。富集系数计算结果显示，皱叶毛口藓和芽孢银藓对Au强烈富集，芽孢银藓对Cr、Zn和Co相对富集；云南墙藓对Pb相对富集。土生对齿藓对所测的元素的富集能力都较弱，但生物量较大，表现了很强的抗性。该矿区藓类植物对重金属的富集能力均强于蜈蚣草和紫茎泽兰。重金属含量相关性分析显示，Cr—As、Au—Cu在苔藓植物体的吸收中可能存在协同作用，Au—Hg，Cu—Hg可能存在拮抗作用。(2)土生对齿藓群落Didymodon vinealis Com．在石灰岩是主要的生产者，表现出极强的吸水能力，可利用其作为该矿区石漠化治理的素材。对生物量和饱和吸水量相关性研究发现，藓类饱和吸水量与生物量相关，生物量越大，吸水量越大，反之越小。(3)葫芦藓和土生对齿藓的孢子萌发和原丝体生长pH范围为5～8，Hg2+浓度范围为0～0.05mg/L；硬叶小金发藓的孢子萌发和原丝体生长pH范围为4～7，Hg2+浓度范围为0～0.1mg/L。它们在偏酸性的矿区环境中能忍耐较高的Hg2+浓度，在红土型金矿退化生态系统拓荒阶段起到重要的生态恢复作用。
苔藓植物;植物多样性;生态恢复;老万场红土型金矿
贵州师范大学
硕士
植物学
张朝晖
2009
中文
Q949.35;X171.4
113
2009-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）