利用苔藓植物进行岩石覆绿的研究文献综述

 2022-07-21 14:41:57

文献综述

1 前言

苔藓植物种类丰富,对水分变化有很强的适应性,可以在干旱的条件下生长,部分种类可以生长在岩石表面,进而促进岩石的风化成土过程,改善岩石理化性质。苔藓植物对岩石覆绿有重要意义,为岩石覆绿提供了新的可能性,但目前对于这方面的研究很少。笔者综述了前人对于苔藓在岩石覆绿中的作用的研究进展,以期今后有更多的人从事这方面的研究,将研究成果用到实际,对环境的改善做出一些贡献。

苔藓植物是自然界中一种较为原始的植物类群,是生态系统的重要组成部分,在植物界的系统演化中有其特殊的地位,在水土保持、维持生态系统(特别是热带雨林,冻原等)、对环境的指示作用,以及次生代谢物质的积累等方面有其独到之处。[1]尤其是在大量岩石裸露地区,其他植物无法生长,苔藓植物有其独有的优势。其具备极强的持水性能,并能改良土壤养分状况,促进矿质元素的活化和植物的生长,并为其他动植物微生物的生存提供空间和能源。苔藓植物对喀斯特石漠生境有极强的适应性,是石漠化及其他退化生态系统进行人工生态恢复的理想的物种选择。[2]因此,苔藓植物对于岩石覆绿有重要意义,为岩石覆绿提供了新的可能性,但是目前国内对于这方面的研究明显不足,应该加强对于这方面的关注度,多加研究,探索出苔藓在岩石覆绿中的作用,为我国石漠化地区的覆绿和生态恢复提供理论和实践依据。

2 国内外研究进展

我国对于苔藓植物的研究相对于国外起步较晚,研究的深度和广度还远不及其它高等植物,但自改革开放以来,我国苔藓植物学发展迅速,研究成果显著。[1]我国对苔藓植物的研究多集中于分类、区系,在分类研究逐步完善的基础上,有了苔藓生态功能、苔藓应用方面的研究,这些方面的研究目前相对较少也不够完善。苔藓植物在农业、园林绿化、医药、建筑绿化等方面有着广阔的应用前景,但是目前这些方面的理论支撑明显不足。苔藓在岩石覆绿中的作用研究也属于苔藓应用领域,同时也与苔藓的生态功能领域的研究有关联,目前没有直接针对苔藓在岩石覆绿中作用的研究,但有一些相关研究可以为此研究提供一些理论依据和实践借鉴意义。

2.1 耐旱苔藓研究

苔藓植物是植物界的一大类群,能在高寒、高温和弱光等其他陆生植物难以生存的环境中生长繁衍。我国学者对其耐旱机制进行了一些研究,发现许多耐旱种类能长期忍受干燥和阳光的直接照射,1小时内从完全膨胀状态脱水(desiccation)到干燥状态,细胞水势达到-150 Mpa以下,再水化(rehydration)的数分钟或数小时内恢复基本的新陈代谢活动。而大多数植物细胞水势在-1.5 Mpa时叶片出现萎蔫,-15 Mpa时常常导致不可逆的伤害或死亡。许多耐旱苔藓植物能适应沙漠中水分迅速变化,在形成生物结皮、活化斑治理和防沙固沙等方面都能发挥一定的作用作用(张萍等,2002; 白学良等, 2003; 徐杰等, 2003)。[4] 张显强研究发现,生长在石漠化干旱环境中的石生藓类植物不仅在物种分布、形态结构上具有适应性特征,而且还能通过渗透调口,提高抗氧化酶系统的能力,维持光合机构的稳定,生理生态机制来适应干早的岩溶环境。[5] 苔藓植物是自然界的拓荒者之一,其中不少种类具有很强的耐旱能力,能够生长在裸露的岩壁和极端干旱的环境中。苔藓植物的耐旱性与环境有关[6]。长期生长在湿润环境下的苔藓植物耐旱性较弱, 而长期生长在干旱环境下的植物具有较强的耐旱能力。干旱的环境促使苔藓植物耐旱能力的提高是由于植物长期适应, 经受自然锻炼的结果[7]。曲柄藓(Campylopus flexuosus)和扭口藓(Barbula unguiculata)在经受30min的100℃的高温后可以继续生存,其生长与对照材料相比并没有显著差异[8-9]。

除此之外,在耐旱苔藓的种类及区系分布方面也有一些研究,王晓宇等在对贵州六冲河下游苔藓植物进行鉴定分类时,发现一些石生耐旱苔藓,主要有卷叶毛口藓、反扭藓、卷叶灰藓、银叶真藓、尖叶匍灯藓、毛尖卷柏藓、鳞叶藓和毛尖羽藓等。[10]王显强研究发现, 强度石漠化区域石生藓类植物主要以丛藓科和真藓科占优势,构成了强度石漠化苔藓植物的主体。优势属有曲柄藓属、净口藓属、扭口藓属、真藓属、小石藓属、绢藓属。强度石漠化区域藓类植物有10个区系分布成分,其中热带亚洲分布、北温带分布、东亚分布和中国特有分布为多,显示了强度石漠化区域温带成分为主,兼以热带亚洲分布、中国特有和东亚成分。[5]不同地区耐旱苔藓分布种类不同,部分种类只在特殊的地区才有分布,所以针对不同地区的岩石覆绿应优先考虑当地石生耐旱苔藓的优势种。

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