李玉璽+劉俊華

摘 要：該文以葫蘆蘚、立碗蘚、叢生真蘚等蘚類植物為研究對(duì)象，測(cè)定分析了濱州市城區(qū)不同地段苔蘚植物配子體內(nèi)Pb、Cu、Zn、Cd等主要重金屬元素含量水平及相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，在所調(diào)查的3種苔蘚植物中，以立碗蘚體內(nèi)重金屬元素Cu、Pb、Zn等元素含量為最高，分別達(dá)到93.46±9.06μg/g、144.49±15.8μg/g、177.23±13.84μg/g，而叢生真蘚各重金屬元素含量為最低；同時(shí)，在3種苔蘚植物體內(nèi)均未檢測(cè)出重金屬Cd。在3種苔蘚植物中，Cu、Pb、Zn等重金屬含量相關(guān)性較為顯著，且不同元素含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；經(jīng)進(jìn)一步比較分析，不同地段、不同苔蘚植物配子體內(nèi)主要重金屬元素（Cu、Pb、Cd）含量間具有明顯差異（P<0.05）?？傮w而言，立碗蘚、葫蘆蘚更適于作為污染監(jiān)測(cè)材料。

關(guān)鍵詞：苔蘚植物；重金屬含量；相關(guān)性分析；濱州市

中圖分類號(hào) X173 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）21-0021-04

苔蘚植物系植物界由水生向陸生過渡的代表類群[1]，其種類繁多，全球約有24 000種[2]。苔蘚植物雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但能適應(yīng)多種多樣的環(huán)境，因而廣泛分布于世界各地[2-4]。同時(shí)，又因苔蘚植物對(duì)環(huán)境變化尤其是大氣污染變化十分敏感，故常作為環(huán)境污染等方面的生物監(jiān)測(cè)材料。近年來(lái)已有利用苔蘚植物識(shí)別污染源與污染物，對(duì)環(huán)境變化實(shí)施有效地監(jiān)測(cè)方面的研究[5-13]。

隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的日益加快，很多城市城區(qū)環(huán)境狀況尤其空氣質(zhì)量正逐漸惡化。對(duì)城區(qū)而言，以機(jī)動(dòng)車輛為主體的污染源通常被認(rèn)為是空氣重金屬成分的主要貢獻(xiàn)者。因此，在不同地段的不同時(shí)間段采集城區(qū)苔蘚植物配子體，并分析其體內(nèi)成分組成及其含量，對(duì)于揭示城區(qū)環(huán)境污染狀況尤其是重金屬污染水平具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 植物樣品 葫蘆蘚（Funaria hygrometrica）、立碗蘚（Physcomitrium sphaericum）、叢生真蘚（Bryum caespiticium）等3種苔蘚植物配子體，均采自濱州市城區(qū)。

1.1.2 試劑藥品 濃硝酸、高氯酸、1 000μg/mL（Cu、Pb、Cd、Zn）標(biāo)準(zhǔn)液、蒸餾水、超純水。

1.1.3 儀器設(shè)備 培養(yǎng)皿、燒杯、消化管、電子天平、烘箱、消解爐、電感耦合等離子發(fā)射光譜儀等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理與測(cè)定 利用苔蘚植物群落調(diào)查與取樣方法進(jìn)行苔蘚樣品采集，并記錄測(cè)定生境狀況。將采集的苔蘚帶回實(shí)驗(yàn)室，去除雜物后用自來(lái)水清洗干凈，再以蒸餾水清洗3遍，最后放入烘箱80℃烘干直至恒重，取出苔蘚研磨至粉末，儲(chǔ)存?zhèn)溆?。稱取0.4g左右苔蘚樣品加入到消化管中，然后加入8mL硝酸和2mL高氯酸，蓋好蓋插入消解孔中，對(duì)苔蘚進(jìn)行消解，直至樣品液體呈透明，取出樣品定容至50mL儲(chǔ)存?zhèn)溆?。利用微波加熱消解，通過ICP-AES測(cè)定方法，分析測(cè)定苔蘚植物化學(xué)元素組成及其含量，同時(shí)做空白對(duì)照分析。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 銅、鋅含量的測(cè)定用原子吸收法；鎘、鉛樣品的測(cè)定用石墨爐法。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在Windows 7系統(tǒng)下，采用Excel 2003進(jìn)行整理匯總；運(yùn)用SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使用單因素方差分析（ANOVA）、Pearson相關(guān)分析對(duì)不同種類、不同地段苔蘚體內(nèi)重金屬元素含量水平進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苔蘚植物主要重金屬含量 從表1可以看出，在居民區(qū)、城區(qū)主干道及城區(qū)園林綠地等3個(gè)地段所采集的3種苔蘚植物，其體內(nèi)重金屬元素含量存在較大差異，表現(xiàn)為物種差異和生境差異兩個(gè)方面。

3種苔蘚植物中，立碗蘚體內(nèi)Cu、Pb、Zn含量最高，葫蘆蘚次之，而叢生真蘚最低。就采集地段來(lái)講，城區(qū)交通干道地表苔蘚體內(nèi)所含重金屬量遠(yuǎn)高于其他兩個(gè)地段，如在采自城區(qū)干道立碗蘚體內(nèi)，其Cu、Pb、Zn最高含量分別達(dá)到93.46±9.06μg/g、144.49±15.81μg/g、177.23±13.84μg/g，居民區(qū)次之，而以城區(qū)綠地為最低，Cu、Pb、Zn含量分別為21.81±2.35μg/g、29.98±4.42μg/g和96.99±6.99μg/g。本實(shí)驗(yàn)所采集不同地段蘚類配子體，均未檢出Cd，可能與環(huán)境中缺乏Cd污染來(lái)源有關(guān)。

2.2 不同苔蘚重金屬元素含量的差異 由圖1～3可知，不同采樣地段所采集立碗蘚、葫蘆蘚、叢生真蘚等蘚類植物，其體內(nèi)重金屬含量存在顯著差異（P<0.05）。其中，以城區(qū)干道含量最高，居民區(qū)次之，而城區(qū)綠地最低。在這3種不同的蘚類植物中，以立碗蘚重金屬含量值最高，尤其是城區(qū)干道最高，其次是葫蘆蘚，也是城區(qū)干道最高，最后是叢生真蘚，也是城區(qū)干道最高。這可能與不同種類苔蘚植物結(jié)構(gòu)特征及生物學(xué)特性有關(guān)。

2.3 苔蘚植物體內(nèi)重金屬元素相關(guān)性分析

2.3.1 立碗蘚體內(nèi)Cu-Pb-Zn含量相關(guān)性分析 由圖4、圖5可知，從3個(gè)地段采集的立碗蘚，綜合來(lái)看其體內(nèi)重金屬元素含量具有正的相關(guān)性，其中以Cu-Pb、Pb-Zn的相關(guān)性更為顯著（P<0.01）。

2.3.2 葫蘆蘚體內(nèi)Cu-Pb-Zn含量相關(guān)性分析 與立碗蘚重金屬含量相關(guān)性相似，葫蘆蘚體內(nèi)3中重金屬元素含量也呈較為顯著的正相關(guān)關(guān)系（圖6、圖7），但相關(guān)程度不如立碗蘚明顯（P<0.05），這可能兩種蘚類生態(tài)學(xué)特性有所差異有關(guān)。在分析Cu-Pb-Zn各元素之間相關(guān)性時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)，Cu-Pb、Cu-Zn相關(guān)性差異較大，Cu-Pb元素相關(guān)性直線斜率大，而Cu-Zn相關(guān)性直線斜率較小一些，但總體是相似的。

2.3.3 叢生真蘚體內(nèi)Cu-Pb-Zn含量相關(guān)性分析 由圖8、圖9可以看出，與立碗蘚、葫蘆蘚體內(nèi)重金屬含量相關(guān)性相似，叢生真蘚體內(nèi)重金屬元素含量也呈正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)程度仍不如立碗蘚顯著（P<0.05）。在做元素相關(guān)性分析時(shí)，所做直線的各點(diǎn)過于集中分散，測(cè)量數(shù)據(jù)分布集中，對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。

3 結(jié)論與討論

3.1 苔蘚物種間存在一定差異 苔蘚植物種類多樣，且對(duì)陸地環(huán)境具有廣泛適應(yīng)性，因此這一類群具有較大生活型差異。本研究中，從不同地段所采集的立碗蘚、葫蘆蘚、叢生真蘚，其生活型雖然相近，但其莖葉體具有較為明顯的差異性，尤其是真蘚科下的叢生真蘚，其配子體較其他兩種相對(duì)硬實(shí)致密，因此對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、空氣污染物質(zhì)等的體表吸收能力可能受到影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，立碗蘚較其他兩種蘚類具有更強(qiáng)的重金屬吸附能力，因而具有更強(qiáng)的監(jiān)測(cè)空氣污染尤其是重金屬污染的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 生境差異 雖然苔蘚植物一直被認(rèn)為是監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的有效指示物種，但其指示效應(yīng)與其所生存具體生境條件密切相關(guān)，即與污染來(lái)源、污染成分、污染水平等具有強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。本實(shí)驗(yàn)所采集3種苔蘚植物，分別采自濱州市城區(qū)主干道、居民區(qū)及園林綠地等生境，不同地段所受環(huán)境、人類活動(dòng)影響不同，如城區(qū)主干道機(jī)動(dòng)車流量巨大，而居民區(qū)則受人為活動(dòng)干擾較嚴(yán)重，與之相反，園林綠地，既無(wú)太強(qiáng)人為干擾，更有高密度栽培種植的綠化植物覆蓋，因此，園林綠地環(huán)境所受外來(lái)污染相對(duì)很輕。從重金屬含量測(cè)定結(jié)果來(lái)看，也支持上述結(jié)論。3種苔蘚植物自身生物學(xué)特性相差不大，但因?yàn)椴勺允墉h(huán)境干擾相差很大的不同生境中，因此其體內(nèi)重金屬含量表現(xiàn)出明顯差異：城區(qū)主干道地表苔蘚植物體內(nèi)重金屬含量遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)地段采集苔蘚重金屬含量（P<0.01）。

3.3 苔蘚體內(nèi)不同重金屬元素含量的相關(guān)性 從本研究結(jié)果來(lái)看，3種苔蘚植物體內(nèi)Cu、Pb、Zn等不同重金屬含量間具有較為明顯的正相關(guān)性。分析其原因，可能是立碗蘚、葫蘆蘚、叢生真蘚3種苔蘚植物對(duì)重金屬元素的吸收、附著無(wú)特異性，對(duì)外來(lái)污染物質(zhì)非專一性吸收吸附所致。

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