金属冶炼厂外围生态系统植物种类构成及其分布特征

1、金属冶炼厂外围生态系统植物种类构成及其分布特征    【摘 要】为研究金属冶炼厂周围生态系统植物的构成特点和变化趋势，为城市绿化提供科学基础，对金属冶炼厂向市区方向9km范围内不同距离的植物进行抽样调查、标本采集、鉴定和研究。结果表明：（1）研究范围内共有维管植物71科、184属、203种，菊科、唇形科和禾本科占所有科总种数的42.4%。（2）随距离增加，植物物种丰富度指数均值显著增加。该研究为金属冶炼厂污染情况的监测及周边地区的植物多样性保护提供了参考依据。【关键词】金属冶炼厂；植物多样性；物种丰富度 随着工业和城市的发展，人们对金属的需求日

2、趋加剧，大量金属冶炼厂也在盲目兴起，在产生巨大的经济效益的同时也在污染着我们生存的环境。土壤重金属含量超标现象较严重，不仅毒害土壤-植物系统，降低农作物的品质，而且通过径流和淋溶迁移污染地表水和地下水,危害人类健康1。长期遭受大气污染的植物群落往往会表现出林分密度下降，衰亡木增多，结实量有不同程度的下降2。以曲靖市郊区某金属冶炼厂为例，对该厂周围2 km范围内的植物多样性进行调查，以揭示距离厂区不同距离植物物种多样性的变化规律和原因，为金属冶炼厂污染监测及周边地区植物多样性保护提供参考。一、研究区自然环境概况曲靖市位于云南省东部（25.51°N,103.79°E），海拔18

3、81m，具有从南亚热带到北温带的6种气候类型，以亚热带高原季风气候为主。干湿季分明，湿季雨量占全年降水的85%以上，干季降水稀少，日照充足。曲靖市某冶炼厂位于云南省曲靖市西郊，以重金属铅、锌和锗的冶炼为主，其排放的废气、废水和固体粉尘等对植物的生长和生存均有不同程度的危害作用。二、研究方法2010年10月选择晴朗的天气，采用典型样地采样法对样地内植物进行调查取样。选择样地时尽量保持各样地的地形因子、土壤条件和植被类型一致性。以金属冶炼厂向市区一方9km范围内，由近及远分别在距离冶炼厂1km、3km、5km、7km和9km处设样方并依次取样。调查发现乔木物种在10m×10m样方，灌木物

4、种在2m×2m样方，草本植物在1m×1m样方时物种数已经趋于稳定，所以将10m×10m、2m×2m、1m×1m分别定为乔木、灌木与草本植物调查的样方标准。共设样方45个。记录乔木的株数、高度、长势，灌木的株数、高度、盖度，草本植物的高度、盖度、株数及生长状态等指标。根据中国植物志对所采集的植物标本进行物种鉴定。三、结果与分析（一）研究区植物物种多样性调查的维管植物共有71科、184属、203种。其中菊科种数（45种）最多，占总种数的22.2%，其次是禾本科（22种）和唇形科（19种），分别占总种数的10.8%和9.4%。这3科占所有科总种数的4

5、2.4%。其余科植物种类相对较少，多为单种科。研究区周边植物中综合优势比较大的植物有大籽蒿（Artemisia sieversiana）、芨芨草（Achnatherum splendens）、画眉草（Eragrostis pilosa）、狗尾草（Setaria viridis）、四方蒿（Elsholtzia blanda）、臭蒿（Artemisia hedinii）、清明草（Anaphalis nepalensis）、野菊（Dendranthema indicum）等。（二）植物地理成分分析研究区184个属的区系地理分布很广泛，涉及15个地理区类型，但以北温带成分为主，占21.7%，其次是世界

6、性分布与泛热带分布，分别为12.5%和11.4%，有中国特有属10个，占5.4%（表1）。（三）不同距离植物物种多样性分析随距离增加，植物物种丰富度指数均值显著增加，金属冶炼厂对5km之外市区的植物多样性影响较小。7km和9km处植物物种丰富度指数差异不大。金属冶炼厂排放物对周边地区植物物种多样性有一定程度的影响，但影响随距离增加逐渐减小（表2）。表1研究区植物属的分布区类型分布区类型属数占该区总属数百分比%1. 世界分布2312.5%2. 泛热带分布及其变型2111.4%3. 热带亚洲和热带美洲间断分布63.3%4. 旧世界热带分布及其变型52.7%5. 热带亚洲至热带大洋洲分布及其变型31

7、.6%6. 热带亚洲至热带非洲分布及其变型21.1%7. 热带亚洲分布及其变型105.4%8. 北温带分布及其变型4021.7%9. 东亚和北美洲间断分布及其变型2010.9%10. 旧世界温带分布及其变型126.5%11. 温带亚洲分布52.7%12. 地中海区、西亚至中亚分布及其变型52.7%13. 中亚分布及其变型21.1%14. 东亚分布及其变型2010.9%15. 中国特有分布105.4%表3  5个不同距离上乔木、灌木和草本种数统计       不同的字母表示不同距离丰富度指数差异显著（p0.05）。 

8、        草本植物对金属冶炼厂污染的抗性低于乔木和灌木，5km、7km和9km处草本物种显著减少（表3）。城区存在各种功能区，如：学校校园、居民小区、道路、体育中心及单位场院、广场及公共建筑等，人为因素对统计结果有一定影响，调查物种取样时尽量降低功能区差异带来的误差。植物群落物种多样性是群落稳定性的一个重要度量标准，物种丰富度和群落均匀度是反映植物群落组成结构特征的定量指标。物种多样性高的植物群落,物种之间通过长期的演替形成了较为稳定的格局关系，对外界环境的变化具有更好的承受力，也有利于维持群落生产力的稳定。市区及金属冶炼厂周边应因地制宜，科学地选择绿化树种。有些树种的选择没有考虑适地适树的原则，根据环境污染物种类、状况进行选择，导致有些植物长势差，绿化、净化环境效果不明显，因此要特别注意选择修复能力强、生长叶盛、繁殖迅速、抗旱、耐贫脊、抗病虫害、适应性强的树种，如毛白杨、银杏、国槐、棕榈、旱柳、池杉、女贞、臭椿、五角枫、枫香、杂交马褂木、槭树等。 【参考文献】何佳芳，何腾兵. 某铅锌冶炼厂废弃地复垦整理区土壤重金属污染评价J. 水土保持学报，2006，20（2）：97-101.严昌荣，朱忠保. 湖南省冷水江市大嵊山大气污染与马尾松衰亡J. 植物生态学报，1