黃文琥，王之明，梁 盛

1.貴州省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，貴州 貴陽(yáng) 550081 2.赤水桫欏國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，貴州 赤水 564700

利用生物的組分、個(gè)體、種群或群落對(duì)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(cè)和評(píng)價(jià)提供依據(jù)的監(jiān)測(cè)方法，稱(chēng)為生物監(jiān)測(cè)[1-2]。生物監(jiān)測(cè)因能直接反映環(huán)境質(zhì)量對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響并具有連續(xù)監(jiān)測(cè)功能等作用和優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的廣泛重視。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)常用的方法有指示生物法、群落結(jié)構(gòu)法、生物測(cè)試法、殘毒測(cè)定法[3-4]。隨著城市化、工業(yè)化等人類(lèi)活動(dòng)對(duì)全球環(huán)境的影響,環(huán)境的污染負(fù)荷日益增加，迫切需要靈敏的指示生物來(lái)反映環(huán)境中污染的程度及變化。苔蘚植物具有很強(qiáng)的吸附保留重金屬元素的能力,其解剖構(gòu)造亦很簡(jiǎn)單,只由單層或少數(shù)幾層細(xì)胞構(gòu)成,污染物質(zhì)可從背腹兩面侵入葉細(xì)胞之中。苔蘚植物的這些簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使其具有植物體抗性弱,對(duì)環(huán)境變化敏感等特點(diǎn),其反應(yīng)敏感度是種子植物的10倍,因此是一類(lèi)良好的生物指示植物,被世界各國(guó)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(cè)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(rèn)為苔鮮植物對(duì)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(cè)、重金屬污染研究等方面都具有重要的價(jià)值[8-10]。苔蘚植物分為蘚類(lèi)、苔類(lèi)及角苔類(lèi)，其中苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物葉面積較大，與環(huán)境接觸面更大，環(huán)境敏感性更強(qiáng)。由于苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求很高，且分布范圍也相對(duì)較少。所以，苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的專(zhuān)題研究鮮見(jiàn)報(bào)道。苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的指示作用研究可推動(dòng)苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

選擇3個(gè)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(jí)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(duì)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(lèi)和角苔類(lèi)的物種差別，從而進(jìn)一步分析探討特殊種類(lèi)的苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物對(duì)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)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(jì)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(lèi)型、植被類(lèi)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(tái)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(hù)較好。根據(jù)2012年貴州省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)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(zhǎng)嵌溝等5個(gè)區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)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(yáng)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(hù)相對(duì)較好。根據(jù)2012年貴州省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)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(gè)區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)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(kāi)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(kāi)采的中心區(qū)，人為活動(dòng)和機(jī)械的強(qiáng)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(cè)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(gè)區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)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(zhǎng)嵌溝采集苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物標(biāo)本156份。將采集的標(biāo)本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室鑒定分析。

2.2 不同生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物科、屬、種比較

將黔北丹霞地貌分布的苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物與香紙溝喀斯特地貌區(qū)[14]、爛泥溝卡林型金礦開(kāi)采區(qū)[15-16]海拔在1 000 m以下的苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物比較，探究苔類(lèi)、角苔類(lèi)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(guò)相似性系數(shù)計(jì)算，研究不同生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物分布的內(nèi)在聯(lián)系。種的相似性系數(shù)是以種來(lái)比較不同地區(qū)植物區(qū)系相似性程度的數(shù)值。即兩個(gè)地區(qū)植物區(qū)系的共有種的數(shù)量與兩個(gè)地區(qū)植物區(qū)系的種類(lèi)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(lèi)、角苔類(lèi)植物數(shù)量、種類(lèi)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與分析

3.1.1 苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物統(tǒng)計(jì)結(jié)果

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

在偵查決策過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)偵查目的，人們往往追求最優(yōu)決策，進(jìn)而根據(jù)最優(yōu)決策來(lái)實(shí)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(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最優(yōu)方案。但是偵查所面對(duì)的是復(fù)雜多變的刑事案件，且在偵查過(guò)程中存在著偵查人員與犯罪分子之間的活力對(duì)抗，因而偵查最優(yōu)決策往往很難實(shí)現(xiàn)，因而偵查決策大多數(shù)屬于一種滿(mǎn)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(lèi)、角苔類(lèi)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(lèi)植物分布，爛泥溝卡林型金礦區(qū)沒(méi)有角苔類(lèi)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(hù)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(kāi)采導(dǎo)致土壤環(huán)境中砷、汞平均含量超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5.56、15.68倍[16]，苔類(lèi)植物種類(lèi)減少，不適宜角苔類(lèi)植物生長(zhǎng)。

3.2 不同生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物科、屬、種比較結(jié)果與分析

對(duì)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(lèi)、角苔類(lèi)植物科、屬、種進(jìn)行比較，研究不同生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物的異同，并計(jì)算它們之間的相似性系數(shù)。

3.2.1 3種不同生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物科比較分析

3.2.1.1 比較結(jié)果

比較結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 3種生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物科比較

由表1可見(jiàn)，3種不同生境分布的苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物在科水平上相似性系數(shù)變化不大，8科苔類(lèi)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(lèi)、角苔類(lèi)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(gè)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(gè)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(méi)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(jì)結(jié)果見(jiàn)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(jì)

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(jì)

研究發(fā)現(xiàn)3種不同生境分布的苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物在科水平上相似性系數(shù)差別不大，生境對(duì)苔類(lèi)、角苔類(lèi)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(gè)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?yàn)榍钡は嫉孛矃^(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)極好，人為環(huán)境干擾小，適宜角苔科植物生長(zhǎng)。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(duì)較多，分布廣，屬適生于生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好區(qū)域的苔類(lèi)植物。

3.2.2 3種不同生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)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(lèi)、角苔類(lèi)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(gè)研究區(qū)域中，對(duì)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(méi)有分布的護(hù)蒴苔屬(Calypogeia)、扁萼苔屬(Radula)、叉苔屬(Metzgeria)、蛇苔屬(Conocephalum)、魏氏苔屬(Wiesnerella)、地錢(qián)屬(Marchantia)、毛地錢(qián)屬(Dumortiera)等7個(gè)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(qián)(Dumortierahirsuta(Sw.) Reinw.)等7個(gè)種植物統(tǒng)計(jì)分析，見(jiàn)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(duì)較多。從植物種類(lèi)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(duì)較多。

圖2 3種生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物屬比較

圖3 3種生境苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物種比較

屬名發(fā)現(xiàn)植物種數(shù)分布基質(zhì)類(lèi)型標(biāo)本數(shù)量/個(gè)分布區(qū)域數(shù)/個(gè)面積分布比例護(hù)蒴苔屬2石頭、土壤2120%扁萼苔屬3石頭、樹(shù)干3120%叉苔屬2樹(shù)干6340%蛇苔屬2石頭、土壤12360%魏氏苔屬1石頭22120%地錢(qián)屬1土壤1120%毛地錢(qián)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(jì)

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(jì)

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(jì)

3.2.2.2 分析

對(duì)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(méi)有分布的7個(gè)屬及7個(gè)種植物統(tǒng)計(jì)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(hù)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(hù)較好區(qū)域的物種。

4 結(jié)論

1)角苔類(lèi)植物主要生長(zhǎng)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好的區(qū)域。

2)扁萼苔科、角苔科等2個(gè)科苔類(lèi)、角苔類(lèi)植物可作為生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)指示科植物。

3)蛇苔屬植物及小蛇苔、蛇苔2個(gè)種苔類(lèi)植物可作為生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)指示屬和指示種植物。

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