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苔藓植物的环境生态功能分析研究

朱华清1江子彦2鲍麒麟2朱睿怡3

(1.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院，江西景德镇333403；)

（2.景德镇市第一中学，江西景德镇333001；）（3.景德镇市第二中学，江西景德镇333001；）

摘要：分析苔藓植物的生理结构与繁殖特性，研究苔藓植物的起源与演化、区系分布、生态功能，探讨苔藓植物在环境污染指示、环境物质循环过程中的作用与价值。

关键词：苔藓生态环境污染世代交替

1引言

苔藓植物是无种子的绿色非维管束植物，植株矮小，大部分高2～5公分，少数种高达30公分。通常看到的苔藓植物体(配子体)大致可分成两种类型：一种是苔类，保持叶状体的形状；另一种是藓类，开始有类似茎、叶的分化。苔藓植物没有真正的根，只有假根，是表皮突起的单细胞或一列细胞组成的丝状体，起支持固定作用，兼有营养吸收作用。茎内组织分化水平不高，仅有皮部和中轴的分化，没有真正的维管束构造。叶多数是由一层细胞组成，既能进行光合作用，也能直接吸收水分和养料。苔藓植物在有性生殖时，在配子体（n）上产生由多细胞构成的精子器和颈卵器。颈卵器的外形如瓶状，上部细狭称颈部，中间有1条颈沟，下部膨大为腹部，腹部中间有1个大形的细胞称卵细胞。精子器产生精子，精子有两条鞭毛借水游到颈卵器内，与卵细胞结合成为合子(2n)，合子在颈卵器内发育成胚，胚依靠配子体的营养发育成孢子体(2n)，孢子体不能独立生活，只能寄生在配子体上。孢子体最主要部分是孢蒴，孢蒴内的孢原组织细胞经多次分裂再经减数分裂，形成孢子(n)，孢子散出，在适宜的环境中萌发成新的配子体。在苔藓植物的生活史中，从孢子萌发到形成配子体，配子体产生雌雄配子，这一阶段为有性世代，从受精卵发育成胚，由胚发育形成孢子体的阶段称为无性世代，有性世代和无性世代互相交替形成了世代交替。苔藓植物兼具了部分原生生物界、真菌界和植物界的特征，是一类由水生向陆生过渡的特殊植物，对环境生态的演进起到了重要功能，在环境工程领域有着重要的应用价值。

2苔藓植物的起源与演化

目前，由于所获取的苔藓植物的化石材料尚不充分，没有强有力的证据证明苔藓植物的起源时间及进化过程，但大多数学者认为苔藓植物应起源于藻类植物。苔藓的化石纪录是很零散的，主要是因为其柔软的身躯，明确的苔藓化石已在南极和俄罗斯的二叠纪中被发现，且其中一件更是远至石炭纪的苔藓化石，但这一发现所标示的苔藓存活年代仅为3.45亿年前[1]，此后又有发现认为苔藓可能存活于前寒武纪，这就将苔藓的存活时间推到蕨类的前面[2]。到1958年，日本多位生物学家在日本采集到藻苔活体，研究认为它是迄今为止最原始的苔藓植物，后来陆续发现于尼泊尔、印度尼西亚、加拿大西北部的太平洋岛屿和中国西藏东南部。这类植物仅见顶生或侧生的裸露的颈卵器，其染色体数n＝4，系苔类植物中的最低数，这一发现为苔藓植物起源于藻类植物又增添了依据[3]。从进化水平上看，苔藓植物是介于藻类植物与蕨类植物之间的类群。苔藓植物与藻类植物中的绿藻在生理结构和性状上有许多共同点，比影响如光合作用的色素和产物相同，它们的植物体、配子或孢子具有一定的相似性，生活史中有世代交替过程等。但是，苔藓植物的孢子体和配子体的结构都远比藻类的复杂，具备更多的适应陆地生活的特征；与蕨类植物相比，苔藓植物的孢子体显得非常简单，蕨类植物的孢子体不仅有明显的叶、茎、根的分化，而且具有木质部和韧皮部的分化，完全能够独立生活。[4]

3苔藓植物的分布

苔藓植物在地球上的分布极为广泛，北至北极冻原，南至南极冰川，各种气候环境下的土壤、树皮、岩石、沼泽、甚至河床表面均有苔藓生长，是自然界真正的拓荒者。苔藓植物的分布与种子植物一样有其地理分布规律，如表1所示，但也有孢子植物的特点，即因孢子一般形体微小，易随风飘散到更远的地方，所以在各种地区的边缘地带苔藓植物的分布会有所混杂。

表1.世界各地区苔藓植物分布[4,5]

地区

代表种属

北半球

北极地区

苔类植物：苞片属、合叶苔属、挺叶苔属、三瓣苔属等。

藓类植物：裂齿藓属、细叶藓属、葫芦藓属、隐壶藓等。

欧亚大陆及北美大陆

苔类植物：卷叶苔、抱茎挺叶苔、挺叶苔、覆瓦隐苞苔、分瓣合叶苔、卷叶钱袋苔、裸蒴苔、疏叶湿地苔、湿生苔等。

藓类植物：钩叶青毛藓、光藓、黑对齿藓、淡色黑藓、长叶曲柄藓、油藓、山毛藓、微齿粗石藓、亮锦藓等。

北太平洋-喜玛拉雅山脉

苔类植物：树鞭苔、藻苔、小广萼苔、齿边广萼苔、细指苔、紫叶苔、弯叶鞭苔、拟折瓣苔、剪叶