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蕨类植物在生态修复中的应用研究进展

张静;蔡静如;许建新;刘文竹;沈彦会;钱瑭璜;刘建华

【摘要】对蕨类植物在重金属污染土壤修复、水体净化和边坡修复的优势和应用

进行了阐述,展望了未来蕨类植物应用于生态修复的前景.

【期刊名称】《安徽农业科学》

【年(卷),期】2017(045)004

【总页数】4页(P69-71,109)

【关键词】蕨类植物;重金属富集植物;水体净化;边坡修复

【作者】张静;蔡静如;许建新;刘文竹;沈彦会;钱瑭璜;刘建华

【作者单位】深圳市铁汉生态环境股份有限公司,广东深圳518040;深圳市铁汉生

态环境股份有限公司,广东深圳518040;深圳市铁汉生态环境股份有限公司,广东深

圳518040;深圳市铁汉生态环境股份有限公司,广东深圳518040;深圳市铁汉生态

环境股份有限公司,广东深圳518040;深圳市铁汉生态环境股份有限公司,广东深圳

518040;深圳市铁汉生态环境股份有限公司,广东深圳518040

【正文语种】中文

【中图分类】S181;Q914.85

近年来，随着经济的快速发展，城镇化进程随之加快，导致城市生态环境遭到破坏，

工业发展、采矿业的兴旺使得裸露坡面逐渐增加，同时造成了严重的环境污染，亟

需人为干预，使生态环境良性发展。在生态修复技术中，植物是重要的生态因子，

通过植物建植不仅有利于裸露坡面复绿、污染物吸收转化与去除，还可以增加绿量，

有助于生态系统的恢复。蕨类植物种类多，分布广，是森林植被中草本层和层间植

物的重要组成成分。我国蕨类植物约2600种，占世界蕨类植物的21%，蕨类植

物孢子数量大，生活史较短，具有很强的环境适应性，按生态类型可划分为陆生蕨、

藤本蕨、附生蕨、石生蕨、水生蕨[1]，蕨类植物还是环境指示植物[2-4]。研究表

明，蕨类植物在重金属吸附[5-6]、水体净化[7-8]、园林绿化[9-11]等方面有潜在

的应用价值，是一类优良的抗逆植物，在生态修复中具有广阔的应用前景。笔者对

蕨类在破损生境和污染环境的应用研究进展进行了综述，以期为充分发掘蕨类植物

在生态修复中的潜力提供参考依据。

在重金属污染治理中，植物修复技术以成本低、对人类和环境扰动小等优点成为治

理环境污染的有效手段之一[12]。调查发现，许多蕨类植物在矿业废弃地能够自然

生长[13]，铜尾矿废弃地普遍分布有木贼科节节草(Equisetumramosissimum)、

蕨(PteridiumaquilinumVar.latiusculum)、蜈蚣草(Pterisvittata)和井口边草

(P.multifida)，且单种优势度较高，植被覆盖度在20%以上[14]，说明蕨类的繁

殖能力强，对恶劣环境条件有较强耐性。目前，重金属超富集植物已被报道了

450余种，分属于45个科[15-16]，其中有几十种蕨类已被证实为超富集植物和

耐性植物，且多隶属于凤尾蕨科(Pteridaceae)。

1.1蜈蚣草在土壤重金属污染修复中的应用蜈蚣草是首先发现的超富集蕨类植物，

且以富集As闻名，其对As的转运系数为1.00～7.00，As浓度可达普通植物的数

十万倍，植物羽片中的As浓度甚至超过10000mg/kg[17]。Zheng等[18]对蜈

蚣草的配子体和愈伤组织的As富集能力进行了研究，结果表明，配子体和愈伤组

织中的As富集浓度分别高达763.3和315.4mg/kg，说明蜈蚣草的早期繁殖体

也具备富集重金属能力。蜈蚣草对As的超富集作用依赖于其自身良好的保护机制。

研究发现，蜈蚣草各部位对As的积累量从大到小依次为羽片、叶柄、根系，且羽

叶中78%的As分布在羽片胞液中[19]，当土壤As含量大于0.5mg/kg时，其会

通过老叶脱落而降低毒害[20]。

蜈蚣草对Pb、Mn的转移系数分别为0.66～2.00与0.50～2.30，对Cd和Zn的

转移系数小于1.00，对于Cu的转移系数大于1.00[21]，具有在Pb-Zn-Cu复合

污染严重的土壤上正常生长的能力[22]。Kumari等[23]在印度穆扎法尔布尔的

Kanti热力发电站附近发现蜈蚣草的地上部分对Fe、Cu、Zn、Ni、Al、Cr、Pb、

Si、As的累积量比地下部分高，各元素的变异系数分别为As29.73%、Cu

12.66%、Cd12.38%、Fe2.95%、Ni3.65%、Al6.8