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翅碱蓬用于生态修复的研究进展

摘要:翅碱蓬作为抗逆性较强的盐生植物,广泛应用于退化滨海湿地生态修复中。在综述大量文献研究的基础上,根据盘锦滨海湿地翅碱蓬的实际情况,介绍关于翅碱蓬生态修复研究的进展情况,并展望该技术的发展与应用前景。

关键词:翅碱蓬;滨海湿地;生态修复;研究进展

中图分类号:X173 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2015)10-0005-03

翅碱蓬(SuaedaheteropteraKitagawa)又称黄须菜、碱蓬草,叶条形、半圆柱形,肉质,主要生于盐湖边、碱斑地、碱性草地及滩涂湿地,在盐碱重地区生长时叶呈红色,植物分类上属黎科黎属,为一年生噬盐草本植物,抗逆性强,具有极强的观赏性、食用性和药用性。翅碱蓬是中国北方滩涂湿地的优势物种,在中国北方盐碱地上广泛分布,在保护海洋生态环境、净化污水等方面有着重要作用。翅碱蓬是滨海地区重要的生态资源和景观资源,其野生区域也是国家珍稀鸟类的繁殖基地。作为滨海湿地的先锋植物,翅碱蓬的生长在调节区域气候、改善湿地生态环境、增加当地旅游收入等方面起着重要的作用。实施退化滨海湿地翅碱蓬生态修复技术,不仅可以提高湿地生态功能,同时也增强了湿地景观效果,对于促进区域经济可持续发展具有十分重要的意义。

1翅碱蓬在污染物去除修复方面的研究进展

作为滨海河口湿地分布的主要物种之一,翅碱蓬在生态恢复、污染物去除等方面发挥着重要的作用。我国学者在翅碱蓬与盐分的关系、翅碱蓬生长对重金属和有机污染吸收程度及对土壤理化性质的影响等方面做了很多研究工作。在翅碱蓬与盐分的关系方面,李悦等人认为翅碱蓬植株中的可溶性糖和可溶性蛋白与盐浓度呈抛物线关系:在可承受盐浓度范围内,为了适应盐胁迫,可溶性糖和可溶性蛋白积累增加;超出可承受范围后,植株受到损伤则减少。刘兴通过NaCl溶液对翅碱蓬种子的萌发试验得出结论:翅碱蓬种子能耐受很高浓度的盐胁迫;高盐浓度对翅碱蓬种子萌发具有明显的抑制作用,随着盐浓度逐渐增高,发芽率降低,萌发时间延长,当盐浓度达到一定高度时,萌发完全受到抑制。在重金属和有机物吸收方面,朱鸣鹤等人研究表明:翅碱蓬对常见重金属(Cu,Zn,Pb,Cd)等具有积累作用,4种常见重金属总量在根际沉积物中高于非根际沉积物,且其体内重金属含量均高于潮滩背景值,秋季及时收割可有效降低滩涂湿地重金属含量。何洁等人通过水培翅碱蓬试验发现:单一重金属溶液和混合重金属溶液对翅碱蓬吸收重金属会产生不同的影响;并在滩涂湿地重金属研究中发现:翅碱蓬对Cu,Pb均具有一定的耐受性,在一定浓度范围内,翅碱蓬能累积吸收Cu和Pb,并且对高浓度Pb表现出了很强的耐毒能力,但过高浓度会加速植株老化甚至死亡。高世珍等人研究发现:翅碱蓬对有机氯农药、多环芳烃、十溴联苯醚和多氯联苯均能累积吸收,并在各个器官分布不同,吸收能力的强弱也与滩涂土壤中有机质含量有关。何洁等人研究认为:翅碱蓬适用于低浓度石油污染土壤的植物修复,其可通过提高自身的活性来抵御石油的毒害,而对于高浓度石油污染也有一定的抵御能力,但无法持久维持。在改良土壤理化性质方面,王艳等人通过研究发现:翅碱蓬湿地的退化导致了土壤中C,P素的大量损失,明显影响到N,P及有机质的生物地球化学循环。林学政等人研究认为:在滨海盐渍土上种植翅碱蓬可有效降低土壤电导率,增加有机质含量和根际土壤微生物数量,对于改善滨海湿地生态环境有明显的效果。与国内研究比较,国外相关报道较为少见,查阅国外文献未见相关报道,仅见美国一则关于盐生植物海蓬子农业化生产的报道。综上所述,国内外在翅碱蓬重金属和有机物污染修复等方面的研究较为深入,但从滨海河口植被恢复的翅碱蓬的栽培学角度出发,研究在不同环境因素条件下翅碱蓬的生长状况的相关文献较为少见。

2翅碱蓬生态恢复环境因素的研究进展

2.1品种因素

分子系统选育已作为一种新方法用于品种选择上。澳大利亚学者采用核糖体DNA标记的方法,初步筛选出4种耐盐性强的相思树。盘锦属于滨海湿地,盐碱重,在品种选择上要广泛搜集引进不同环境区域的翅碱蓬种源,运用分子标记方法,选育抗盐、抗旱等抗逆性强的品种,从种质上解决抗盐问题,提高翅碱蓬的抗盐能力,扩大翅碱蓬的生长区域。

2.2土壤因素

土壤是翅碱蓬生长的基础条件,土壤理化性质的好坏直接影响翅碱蓬的生长状态。经调查了解发现:滩涂湿地地势低洼地段,土壤含盐量高,翅碱蓬不生长或长势不好;地势高的地段,土壤含盐量低,翅碱蓬能较好生长。另外,适当施用有机肥料可有效改良土壤理化性质。刘树等人研究认为:施肥可有效促进翅碱蓬生长,施基肥的翅碱蓬与对照相比株高明显增高,呈极显著的正相关;同时,肥料的施用提高了土壤通透性,降低了土壤盐度。

2.3水分因素

水分是翅碱蓬生长的重要影响因素之一。A鄄maresh等人认为:藜科植物具有较强的抗旱能力,在缺水条件下,抗氧化系统可调节其体内的水分平衡;另外,翅碱蓬耐水淹能力也很强,将翅碱蓬根浸泡在淡水中可维持生命数月,在没顶6d后仍能存活。CuiBaoshan等人研究认为:翅碱蓬生长的最佳水位深度为0.42m。在盘锦地区,充足的淡水资源既可以满足翅碱蓬各项生理活动的需要,又能起到调节盐分浓度的作用。2000年左右,盘锦红海滩湿地出现了大面积退化消失,主要原因就是1999—2002年间盘锦地区干旱少雨,以及之前修建的拦海大坝影响了淡水资源及时补充滩涂湿地,导致水盐失衡,盐度超出了翅碱蓬耐盐极限而最终致其死亡。

2.4盐度因素

盐度是翅碱蓬生长的主要限制因素之一。LiJiang等人研究认为:不同色度的翅碱蓬种子耐盐能力不同,棕色翅碱蓬种子的耐盐能力要高于黑色翅碱蓬种子;土壤盐浓度的高低,直接影响翅碱蓬生长发育的好坏,同时也影响盘锦湿地景观视觉冲击效果。宋洪海等人研究认为:随着盐度的增高,翅碱蓬叶片形态和颜色也逐渐发生变化,叶片强烈肉质化,通过显微镜下和X-射线扫描分析,可看到翅碱蓬叶片中有比较突出的盐腺,颜色由绿色逐渐过渡到红色,当土壤盐含量在10(10.31)g/kg时,翅碱蓬叶片变为红色,当土壤盐度达到16g/kg时,植株出现死亡。由此可见,土壤盐度必须调控在合理范围之内,才能既保证翅碱蓬的成活,又充分体现滨海湿地红艳似火的景观效果。另外,有研究表明,采用盐胁迫和热休克组合的方式,能够改变翅碱蓬蛋白质的表达,使得植物的代谢方式发生变化,可通过这种方式,掌握其胁迫的适应机制,进而培养出高抗盐、抗热性品种。

2.5管理措施

田间管理是保证翅碱蓬正常生长和生长区域面积稳定的重要手段,包括灌溉、施肥、间苗、除草等多种措施。根据翅碱蓬所处的生长环境,可因地制宜采取具体的管理措施。通过对种植翅碱蓬区域进行田间管护,可有效改善翅碱蓬的生存环境,促进翅碱蓬群落健康发展。另外,翅碱蓬种子埋藏的深度对翅碱蓬幼苗的成活和生长有着直接关系。研究表明,翅碱蓬种子的埋藏深度不宜过深,一般情况下翅碱蓬种子埋深在2~5mm最为适宜。

3翅碱蓬在湿地生态修复与景观建设中的应用前景

目前,植物修复技术已发展成生态修复技术中的一项重要内容,作为低投入性、高环保性的绿色技术,受到国内外学者的普遍关注和重点研究,一些成熟的技术已成功运用到退化湿地的修复和重建上。以盘锦滨海湿地为例:每年到春夏季节的时候,盘锦滨海湿地独特的地理条件和丰富的自然资源,吸引着上千只黑嘴鸥在这里的翅碱蓬湿地筑巢、繁殖。但受自然因素和人为因素的干扰,部分翅碱蓬湿地每年都有不同程度的退化,影响黑嘴鸥等鸟类的栖息,再加上海退因素,每年有上百公顷的新滩涂湿地形成,影响湿地整体功能的提升。以上这些影响因素都是加强翅碱蓬生态修复技术研究的前提条件,如何做好翅碱蓬湿地的保护和滩涂湿地的恢复工作,仍是今后工作研究的重点。翅碱蓬作为盘锦滨海湿地上的先锋植物,由于其具有较强的抗逆性,在改善湿地生态环境、增强湿地景观效果方面有着其他湿地植物不可代替的作用。随着盘锦旅游业的发展和建设生态文明城市步伐的加快,翅碱蓬湿地生态修复技术在今后将有良好的发展前景。同时,翅碱蓬生态修复技术在盘锦湿地上的成功运用,将会对全国滨海湿地的修复起到示范带动作用。

参考文献

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作者:王金爽 单位:盘锦市湿地科学研究所


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