苔藓对空气污染的指示作用

苔藓对空气污染的指示作用一、苔藓的生理特点. 苔藓植物是一种结构简单的绿色植物 ,是水生向陆生的一种过渡形式 ,是高等植物中最原始的类群。它生 命力强,能忍受恶劣的环境条件,在高温、高寒、干旱和弱光等其它陆生植物难以生存的环境中生长繁衍,被 誉为先锋植物和拓荒者。苔藓植物通常个体低矮,解剖构造简单,只由单层或少数几层细胞组成。无真正的 根（只有具支撑作用的假根）和维管束组织,表面积大。植物体表无蜡质的角质层被覆,其背腹面均可直接接受 空气中的污染物。由于其具有植物体近轴端腐烂（即植物体接近地面的部分腐烂）、组织根本不与地表接触 等特殊生理现象,所以不从土壤或基质中吸收营养成分,而直接在体表进行气、水、营养物质等的交换,其营 养物质主要来自雨水和露水及大气尘埃撞击的沉积物。尤其是那些树干上附生的种类,几乎完全不受其基质 的干扰,因而它们对大气污染特别敏感,能很迅速地将浓缩于雨水与露水中的污染物质借其特定的受害病症 反映出来。据研究,苔藓植物对大气污染物的敏感性高出种子植物 10 倍之多。另外,苔藓植物由于分化程度 低,植物细胞生长势相对旺盛,常在茎、枝先端生长点休眠或死亡之后,更刺激茎、枝下部的分生组织的发育, 促使迅速发展出新的枝条茁长,以保持终年的常绿,因此可提供具代表性与应用性的全年性的指示与预报。二、工作内容1. 将某地分为三个区：A、B、C。2. 在各个区域内进行地毯式地搜索，调查苔藓的种类。要掌握全部苔藓名称并非易事，所以可以记录所知 道的苔藓的名称，不知名的可以简单的记录其种类数。3. 在各个区域内选定几个采样点，如市中心、工厂区、校园、公园或郊外。选择附生的树种，可以是樟树 白杨、银杏、悬铃木或者是樱树类、柳树类树种。在每个采样点附近选择三到五株处于通风、透光良好 位置的有苔藓附生的树木，调查每一棵树自茎基部至离地面 2.5米处附生于树干上的苔藓。4. 取样。将附生的苔藓植物连同其树皮一并切割下来，装入塑料袋中带回实验室。5. 对每个样点进行了样方测定和IAP（大气净度指数）值计算大气净度指数法利用苔藓植物对空气污染的敏感性为基础,而设计出来的一种计算大气纯净度的方法,公式为：IAP= ni =l（Qf ）/10式中：i1至n的自然数，表示某样区内的第i种苔藓植物；n某样区内所有附生的苔藓植物的种数；Q测试区内某种附生苔藓植物的生态指数;即在所有样区中,与某种附生苔藓植物共存的其他所有附生 苔藓植物种的平均数。其计算公式为:Q =甲种附生苔藓植物除外的其他所有与之共存的附生苔藓植 物种数和/甲种附生苔藓植物出现样区的总数；f在同一样区中的每一种附生苔藓植物，其覆盖度与出现频率的主观估计值。通常采用5级,根据所作的调查结果，计算出各样区的IAP值。6. 依据种类数的多少、IAP值把大气污染程度分为四级：严重污染区、轻度污染区、相对清洁区、清洁 区。7. 选择在市区分布范围较广、生长良好、对大气污染反应比较敏感的苔藓植物种类作为监测大气污染的指 示植物。三、苔藓对污染物的反应1. 二氧化硫.（SO2）是大气污染的主要污染物之一。SO2易溶于水形成H2SO3,并被植物吸进细胞，这些离子逐 渐积累，对细胞发生毒害苔藓植物对SO2污染的反应先在接触较多的叶尖开始失色，然后逐渐向下发展， 直到所有叶片和枝条都丧失叶绿素。据观察,完全退色的苔藓即使放回到原来的生长地,仍不能恢复过来, 这是由于叶绿素均被分解，细胞膜受到伤害，从而导致质壁分离的结果。高浓度的SO2还引起细胞质成分 的改变，促使K+从细胞中向外渗透,因此在SO2浓度超过0.17ppm的地方，苔藓则不能生长。2. 氟化物和臭氧.已知黄丝瓜藓、小皱蒴藓对氟化物有较强的抵抗能力,而木灵藓属的某些种对氟化物则较为敏感 ,受害后表现为叶尖变为褐色。在铝冶炼厂和磷酸厂周围常散发着氟化物,在这里生长的苔藓植物出现伤害 症状，且与工厂的距离成反比当氟的浓度为65ppm时,95%的叶端变成褐色。用臭氧熏气处理苔藓，并 比较熏气处理和未处理的叶片的再生能力 ,结果表明,顶端叶片再生能力比基部叶片再生能力强 ,再生百 分率或多或少与处理因数成反比。3. 金属离子. 苔藓植物能从周围环境中有效地吸收金属离子。一般情况下,苔藓植物不将金属离子直接吸收到细胞 中,而是以离子交换或以微粒的方式将金属积累在细胞之外,这是由于在其细胞壁上具有离子交换的部位, 在这部位上金属离子以一种类似于离子树脂交换的方式被束缚住。因此苔藓植物能将金属微粒吸附到植 物体表面上。扫描电镜下显示,曲尾藓和金发藓植物体常显得很粗糙,或具有许多细小的绒毛,这就是吸附 在其表面的金属微粒堆积而成。苔藓植物对铅污染很敏感，用含有0.7ppm的四乙铅的基质培养葫芦藓 的抱子，萌发将推迟2天;浓度提高到66 ppm,推迟12天;浓度为130ppm,90%的抱子则不能萌发或长成 一种短小的原丝体,但不继续生长。浓度提高到150ppm时，原丝体畸形，细胞内叶绿体减少，这是由于铅 影响细胞核分裂的缘故，金属对苔藓的毒性其强烈程度的顺序为HgPbCaCdCrNiZn四、繁殖方法苔藓植物可用分株、分芽或孢子播种繁殖，大量生产一般用分株或分芽繁殖法。1. 分株繁殖长江流域及以南广大地区，大都在 5 至 9 月进行。这时，气温高，雨天多，空气湿度大，植株 的生理功能非常旺盛，适宜绝大多数藓类生长发育，是分株繁殖的最佳时期。苔藓喜欢在偏酸性土壤上 生长，分株繁殖基质，可用黄泥、河沙和腐叶土各等份，充分混合，再经过严格高温消毒。分株繁殖的 具体方法是，将分离出的母体多株或成团栽植在基质中，保持高湿环境，大约一周后成活。之后其自身 可自然繁殖生长。2. 分芽繁殖苔藓营养生长和生殖生长期，叶、枝间潜伏着许多不定芽苞。这些不定芽，在吸收母体营养的 同时，自身也在不断地进行生理生化活动，发育出不定根，成为一株完整的小植株。如果将其切离母体 进行单独栽植，成活后继续生长，便是一株独立的植株。因此，可在苔藓生长的旺盛季节，挑选生长健 壮的不定芽，进行分芽繁殖，便可获得新株。五、栽培管理苔藓的栽培，有以下3种方法：一是穴栽，即五六株栽一穴，间隔一定距离种植在平整的地面上或石缝间； 二是片植，即将苔藓一片片铺设在预先平整好的土地上，稍作镇压，适当淋水，使之与土壤紧密相连； 三是断茎栽培，即将苔藓切成细段，均匀地散布在平整好的土地上，再覆上一层细土。栽植后的管理比较简单。 一是及时除草。刚栽植的苔藓植物竞争力低，其他高等植物容易侵入，因此刚栽植时除草很重要。当其 密被土壤后，杂草就几乎不能侵入了。二是调节湿度。栽植后要采用一些喷灌或喷雾装置适当增加空气湿度，以利于旺盛生长。 三是适当增加光照。苔藓虽耐阴，但生长季节也需要一定的光照。夏季气温高，光照强烈，在用遮阳网 创造遮阴和凉爽环境时，应在东西面有一些侧射光，以加快其生长。六、研究意义 理化分析判断环境污染及污染程度，无疑具有明确数据的优点。但是，不可否认，任何先进仪器尚难同时显 示出污染对生物或人体是否有害。因此，生物监测不应仅只是理化监测的辅助手段 ，本身亦具重要意义，应 成为常规监测的重要内容之一。