黃文琥，王之明，梁 盛

1.貴州省環(huán)境監(jiān)測中心站，貴州 貴陽 550081 2.赤水桫欏國家級自然保護區(qū)管理局，貴州 赤水 564700

利用生物的組分、個體、種群或群落對環(huán)境污染或環(huán)境變化所產(chǎn)生的反應(yīng)，從生物學(xué)角度，為環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)的監(jiān)測方法，稱為生物監(jiān)測[1-2]。生物監(jiān)測因能直接反映環(huán)境質(zhì)量對生態(tài)系統(tǒng)的影響并具有連續(xù)監(jiān)測功能等作用和優(yōu)點，日益受到人們的廣泛重視。生物監(jiān)測技術(shù)常用的方法有指示生物法、群落結(jié)構(gòu)法、生物測試法、殘毒測定法[3-4]。隨著城市化、工業(yè)化等人類活動對全球環(huán)境的影響,環(huán)境的污染負荷日益增加，迫切需要靈敏的指示生物來反映環(huán)境中污染的程度及變化。苔蘚植物具有很強的吸附保留重金屬元素的能力,其解剖構(gòu)造亦很簡單,只由單層或少數(shù)幾層細胞構(gòu)成,污染物質(zhì)可從背腹兩面侵入葉細胞之中。苔蘚植物的這些簡單的結(jié)構(gòu)使其具有植物體抗性弱,對環(huán)境變化敏感等特點,其反應(yīng)敏感度是種子植物的10倍,因此是一類良好的生物指示植物,被世界各國廣泛應(yīng)用為環(huán)境變化的指示物[5-6],吳玉環(huán)等常用苔蘚植物監(jiān)測環(huán)境污染物質(zhì)及污染程度的變化[7]，Walton、曹同、方炎明等也認為苔鮮植物對環(huán)境重金屬污染物反應(yīng)敏感且吸收容量較大，在環(huán)境監(jiān)測、重金屬污染研究等方面都具有重要的價值[8-10]。苔蘚植物分為蘚類、苔類及角苔類，其中苔類、角苔類植物葉面積較大，與環(huán)境接觸面更大，環(huán)境敏感性更強。由于苔類、角苔類植物對環(huán)境質(zhì)量要求很高，且分布范圍也相對較少。所以，苔類、角苔類植物對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的專題研究鮮見報道。苔類、角苔類植物對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的指示作用研究可推動苔類、角苔類植物在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用。

選擇3個研究區(qū)——代表自然條件下丹霞地貌的黔北赤水丹霞世界自然遺產(chǎn)地、代表自然條件下喀斯特地貌的香紙溝省級風(fēng)景名勝區(qū)、代表礦區(qū)環(huán)境條件下的爛泥溝卡林型金礦區(qū)，對比由于不同地質(zhì)背景和生態(tài)環(huán)境條件而引起的苔類和角苔類的物種差別，從而進一步分析探討特殊種類的苔類、角苔類植物對生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測指示作用。

1 研究區(qū)概況

1.1 黔北丹霞地貌區(qū)概況

黔北丹霞地貌地區(qū)是指貴州赤水市和習(xí)水縣西北部的侏羅紀紅色巖石分布的地區(qū)，面積3 412 km2[11]。該區(qū)在地質(zhì)地貌、氣候特征、土壤類型、植被類型上都和貴州高原其他地方有異。黔北丹霞地貌地區(qū)的大地構(gòu)造是全省唯一屬四川中臺坳范疇的區(qū)域——赤水褶皺束，位于貴州高原向四川盆地下降的斜坡地段，多數(shù)海拔在500～1 000 m之間[12]。赤水市和習(xí)水縣生態(tài)環(huán)境保護較好。根據(jù)2012年貴州省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果[13]，赤水市、習(xí)水縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況為良，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)分別為73.91、67.34，分別列全省第1、第11位。選擇干溝、佛光巖、五柱峰溝、十丈洞瀑布和習(xí)水縣長嵌溝等5個區(qū)域為重點研究區(qū)域，如圖1。

圖1 研究區(qū)域分布圖

1.2 香紙溝喀斯特地貌區(qū)概況

香紙溝喀斯特地貌區(qū)位于貴州省中部貴陽市烏當(dāng)區(qū)，是以喀斯特為主要地貌的風(fēng)景區(qū)之一[14]，生態(tài)環(huán)境保護相對較好。根據(jù)2012年貴州省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果[13]，烏當(dāng)區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況為良，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)為59.68，列全省43位。選擇馬腳沖、鍋底箐、龍井灣、湘子溝、紅子溝、白水河、葫蘆沖等7個區(qū)域為重點研究區(qū)域(圖1)。

1.3 爛泥溝卡林型金礦區(qū)概況

爛泥溝金礦區(qū)位于貴州省黔西南自治州貞豐縣沙坪鄉(xiāng)境內(nèi)，爛泥溝金礦是露天開采，礦區(qū)大量的植被被砍伐，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。尤其是礦山正在開采的中心區(qū)，人為活動和機械的強烈干擾，已經(jīng)看不到大型植物的存在[15-16]。根據(jù)2012年貴州省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果[13]，貞豐縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)為53.95，列全省72位。選擇礦區(qū)邊緣、選廠、冶煉廠、廢礦堆積處、礦山、喀斯特石漠區(qū)域等6個區(qū)域為重點研究區(qū)域(圖1)。

2 研究方法

2.1 標(biāo)本采集鑒定

分別于2011年11月、2012年5月到赤水市的干溝、佛光巖、五柱峰、十丈洞瀑布和習(xí)水縣長嵌溝采集苔類、角苔類植物標(biāo)本156份。將采集的標(biāo)本進行實驗室鑒定分析。

2.2 不同生境苔類、角苔類植物科、屬、種比較

將黔北丹霞地貌分布的苔類、角苔類植物與香紙溝喀斯特地貌區(qū)[14]、爛泥溝卡林型金礦開采區(qū)[15-16]海拔在1 000 m以下的苔類、角苔類植物比較，探究苔類、角苔類植物的分布情況與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系。

2.3 相似性系數(shù)比較

通過相似性系數(shù)計算，研究不同生境苔類、角苔類植物分布的內(nèi)在聯(lián)系。種的相似性系數(shù)是以種來比較不同地區(qū)植物區(qū)系相似性程度的數(shù)值。即兩個地區(qū)植物區(qū)系的共有種的數(shù)量與兩個地區(qū)植物區(qū)系的種類總數(shù)之比。

式中：A為甲地區(qū)全部種數(shù)，B為乙地區(qū)全部種數(shù)，c為兩地區(qū)共有種數(shù)。種相似性公式也適應(yīng)于科、屬相似性分析[17]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同生境苔類、角苔類植物數(shù)量、種類統(tǒng)計結(jié)果與分析

3.1.1 苔類、角苔類植物統(tǒng)計結(jié)果

通過標(biāo)本整理鑒定，已知黔北丹霞地貌區(qū)苔類、角苔類植物22科27屬41種，其中包括角苔類植物1科3屬3種。通過統(tǒng)計彭濤[14]研究結(jié)果，香紙溝喀斯特地貌區(qū)苔類、角苔類植物16科23屬45種，其中包括角苔類植物1科1屬1種。通過統(tǒng)計李冰[16]研究結(jié)果，爛泥溝卡林型金礦區(qū)苔類植物11科19屬27種，沒有角苔類植物分布。

在偵查決策過程中，為了實現(xiàn)偵查目的，人們往往追求最優(yōu)決策，進而根據(jù)最優(yōu)決策來實施偵查行為。所謂最優(yōu)決策，是指從全部可行方案中選出的能實現(xiàn)目標(biāo)的最優(yōu)方案。但是偵查所面對的是復(fù)雜多變的刑事案件，且在偵查過程中存在著偵查人員與犯罪分子之間的活力對抗，因而偵查最優(yōu)決策往往很難實現(xiàn)，因而偵查決策大多數(shù)屬于一種滿意原則下的決策。

3.1.2 分析

黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)分布的苔類、角苔類植物在科、屬、種數(shù)量上都大于爛泥溝卡林型金礦區(qū)，黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)有角苔類植物分布，爛泥溝卡林型金礦區(qū)沒有角苔類植物分布。黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)都是風(fēng)景名勝區(qū)，生態(tài)環(huán)境保護較好，爛泥溝卡林型金礦區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到破壞，且金礦開采導(dǎo)致土壤環(huán)境中砷、汞平均含量超過國家標(biāo)準5.56、15.68倍[16]，苔類植物種類減少，不適宜角苔類植物生長。

3.2 不同生境苔類、角苔類植物科、屬、種比較結(jié)果與分析

對黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)、爛泥溝卡林型金礦區(qū)3種不同生境的苔類、角苔類植物科、屬、種進行比較，研究不同生境苔類、角苔類植物的異同，并計算它們之間的相似性系數(shù)。

3.2.1 3種不同生境苔類、角苔類植物科比較分析

3.2.1.1 比較結(jié)果

比較結(jié)果見表1。

表1 3種生境苔類、角苔類植物科比較

由表1可見，3種不同生境分布的苔類、角苔類植物在科水平上相似性系數(shù)變化不大，8科苔類植物為黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)、爛泥溝卡林型金礦區(qū)共有科。12科苔類、角苔類植物為黔北丹霞地貌區(qū)與香紙溝喀斯特地貌區(qū)共有科。3個研究區(qū)域中，扁萼苔科(Radulaceae)、叉苔科(Metzgeriaceae)、蛇苔科(Conocephalum)、角苔科(Anthocerotaceae)等4個科植物為黔北丹霞地貌區(qū)與香紙溝喀斯特地貌區(qū)特有科，在卡林型金礦區(qū)沒有分布。按照各共有科包括的植物種數(shù)、分布的基質(zhì)、標(biāo)本數(shù)量、分布的研究區(qū)域數(shù)，并根據(jù)分布的研究區(qū)域數(shù)占總研究區(qū)域數(shù)的比例估算分布面積，統(tǒng)計結(jié)果見表2、表3。

表2 黔北丹霞地貌、香紙溝喀斯特地貌區(qū)特有科植物在黔北丹霞地貌區(qū)分布情況統(tǒng)計

表3 黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)特有科植物在香紙溝喀斯特地貌區(qū)分布情況統(tǒng)計

研究發(fā)現(xiàn)3種不同生境分布的苔類、角苔類植物在科水平上相似性系數(shù)差別不大，生境對苔類、角苔類植物科分布影響不大。黔北丹霞地貌區(qū)與香紙溝喀斯特地貌區(qū)的4個共有科中，前者角苔科所含植物種數(shù)和標(biāo)本數(shù)量最多，分布區(qū)域最廣，主要是因為黔北丹霞地貌區(qū)生態(tài)環(huán)境保護極好，人為環(huán)境干擾小，適宜角苔科植物生長。黔北丹霞地貌區(qū)和香紙溝喀斯特地貌區(qū)的扁萼苔科植物種數(shù)相對較多，分布廣，屬適生于生態(tài)環(huán)境保護較好區(qū)域的苔類植物。

3.2.2 3種不同生境苔類、角苔類植物屬、種比較分析

3.2.2.1 比較結(jié)果

圖2、圖3顯示，黔北丹霞地貌區(qū)及香紙溝喀斯特地貌區(qū)苔類、角苔類植物屬和種的相似性均最大，相似性系數(shù)分別為48%、18.6%。3個研究區(qū)域中，對黔北丹霞地貌區(qū)及香紙溝喀斯特地貌區(qū)特有而金礦區(qū)沒有分布的護蒴苔屬(Calypogeia)、扁萼苔屬(Radula)、叉苔屬(Metzgeria)、蛇苔屬(Conocephalum)、魏氏苔屬(Wiesnerella)、地錢屬(Marchantia)、毛地錢屬(Dumortiera)等7個屬植物及截葉葉苔(JungermanniatruncataNees)、雙齒異萼苔(Heteroscyphuscoalitus(Hook.) Schiffn.)、尖葉扁萼苔(RadulakojanaSteph.)、盔瓣耳葉苔(FrullaniamuscicolaSteph.)、小蛇苔(Conocephalumjaponicum(Thunb.) Grolle)、蛇苔(Conocephalumconicum(L.) Dum.)、毛地錢(Dumortierahirsuta(Sw.) Reinw.)等7個種植物統(tǒng)計分析，見表4～表7，其中，黔北丹霞地貌區(qū)及香紙溝喀斯特地貌區(qū)的蛇苔屬植物分布面積、基質(zhì)較廣，標(biāo)本數(shù)相對較多。從植物種類分析，小蛇苔及蛇苔分布面積、基質(zhì)也較廣，標(biāo)本數(shù)也相對較多。

圖2 3種生境苔類、角苔類植物屬比較

圖3 3種生境苔類、角苔類植物種比較

屬名發(fā)現(xiàn)植物種數(shù)分布基質(zhì)類型標(biāo)本數(shù)量/個分布區(qū)域數(shù)/個面積分布比例護蒴苔屬2石頭、土壤2120%扁萼苔屬3石頭、樹干3120%叉苔屬2樹干6340%蛇苔屬2石頭、土壤12360%魏氏苔屬1石頭22120%地錢屬1土壤1120%毛地錢屬1石頭15120%

表5 黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)特有屬植物在香紙溝喀斯特地貌區(qū)分布情況統(tǒng)計

表6 黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)特有種植物在黔北丹霞地貌區(qū)分布情況統(tǒng)計

表7 黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)特有屬植物在香紙溝喀斯特地貌區(qū)分布情況統(tǒng)計

3.2.2.2 分析

對黔北丹霞地貌區(qū)、香紙溝喀斯特地貌區(qū)特有而金礦區(qū)沒有分布的7個屬及7個種植物統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，蛇苔屬植物及小蛇苔、蛇苔在生態(tài)環(huán)境保護較好地區(qū)分布面積大，并且分布較廣，屬于適生于生態(tài)環(huán)境保護較好區(qū)域的物種。

4 結(jié)論

1)角苔類植物主要生長于生態(tài)環(huán)境保護較好的區(qū)域。

2)扁萼苔科、角苔科等2個科苔類、角苔類植物可作為生態(tài)環(huán)境保護較好區(qū)域環(huán)境監(jiān)測指示科植物。

3)蛇苔屬植物及小蛇苔、蛇苔2個種苔類植物可作為生態(tài)環(huán)境保護較好區(qū)域環(huán)境監(jiān)測指示屬和指示種植物。

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