銅礦區廢棄地超富集植物的研究綜述

江西財經大學藝術學院 胡瀟涵

銅礦區廢棄地超富集植物的研究綜述

江西財經大學藝術學院 胡瀟涵

本文主要綜述了超富集植物的概念以及銅超富集植物的研究進展，對超富集植物存在的問題提出建議，旨在為以后銅礦區廢棄地的植物修復研究提供參考。

超富集植物；銅礦廢棄地；植物修復

前言

我國銅礦資源相對稀缺，截至2013年底，我國現共有銅礦礦區2018個，已查明的資源儲量有8345.9億噸[1]，主要分布在西藏、云南、江西、內蒙古、新疆。隨著經濟的發展，社會對銅的需求量增加。銅礦開采在帶給人們財富的同時也給環境造成損傷。由于銅礦長期無序開發，對周邊環境造成了巨大的影響，各種廢棄地形成，植被遭到破環且難以生長，土地表皮裸露進而造成水土大量流失，整個區域的生態環境嚴重失衡。礦區廢棄地的生態修復方法有很多，與其他的修復方法相比，植物修復具有低價操作成本、簡易操作、良好的生態效益等的優點。本文對超富集植物的概念以及銅超富集植物的研究進展進行了綜述，對目前超富集植物在實際應用中的問題進行了分析，并對其今后發展方向進行了展望。

1 超富集植物的概念

無論是植物萃取還是植物提取，又或者是植物的轉化，植物修復技術的核心還是植物本身。在運用植物修復技術對土壤修復的過程中，超富集植物起著至關重要的作用。超富集植物又被稱為超累積植物，這個概念是在1997年被Brook等[2]首次提出，超富集植物是指能夠超量吸收土壤中的重金屬，通過自身內部的循環將重金屬轉移至地上的植物，這類植物吸收重金屬的能力是普通植物的100倍，并且不會影響其正常的生長。

現在普遍認為超富集植物一般具有這三個基本特征：一、植物地上部重金屬含量大于其地下部重金屬含量；二、植物地上部重金屬含量是普通植物在同一生長條件下的100倍；三、在重金屬污染土壤上不會出現重金屬毒害并能正常生長[3]。

2 銅超富集植物的研究進展

國外對超富集植物的研究較早，對銅超富集植物方面的報道也不少，且發現的絕大多數銅超富集植物主要在唇形科、石竹科、馬齒覓科、豆科、禾本科、漆樹科和馬鞭草科等。

我國在這方面的研究起步較晚，但是關于銅超富集植物的研究也取得了較大的進展。唐世榮[4]在2000年時指出鴨跖草是銅的超富集植物。2001年，束文圣等[5]在湖北銅綠山發現銅的超富集植物鴨跖草。李華等對海洲香薷對銅的吸收和積累進行了研究，指出海州香薷的地上部分對銅的富集達不到超富集的標準，但是其植株富集總量高且生物量大，因此也被考慮用于銅污染土壤的修復[6]。隨后，姜理英等[7]也對海洲香薷進行了相關研究，得到類似結論。康薇等在銅礦區的調查和營養液實驗表明，蓖麻不僅能夠在野外實地以及在銅濃度為40mg/kg的營養液中生長，而且體內能夠積累較多的銅，同時其植株高大、耐貧瘠、適應性強，蓖麻是一種新的銅超積累植物[8]。目前國內開始嘗試用超富集植物對銅污染土壤進行植物修復。

3 問題與展望

植物修復技術是目前最具潛力和市場前景的新興污染治理生態修復手段，而其發展的關鍵就是超富集植物的研究和篩選。隨著研究的深入，人們發現超積累植物在實際應用中往往會出現以下幾個問題：

（1）大多超富集植物存在著植株矮小、生物量小、生長速度慢以及生長周期長等問題，且易受到土壤中其他因素的影響。

（2）一般污染的土壤中除了大量的銅，還存有其他大量有毒重金屬；而目前的研究表明，一種超富集植物只對一種植物或最多兩種植物具顯著的富集效果。

（3）目前的研究大多是進行室內小規模的盆栽實驗，進行野外實地的較少，篩選出的植物實際應用效果不理想。

因此，未來在對銅礦區廢棄地進行植物修復的時候可以從這幾個方面出發：（1）在今后的銅礦區廢棄地的植物生態修復研究中，應該拓寬超累積植物的篩選范疇。植物篩選時可優先考慮本土植物，結合能源植物、觀賞植物等不同角度的考慮，篩選高效、富集面廣的超富集植物，既能在礦區較好地生長，同時又創造經濟價值。（2）加強對超富集植物的富集機制和耐性機制，以及相關的知識進行進一步地深入研究，為超富集植物的研究與篩選提供理論基礎，從而加強銅超富集植物的的實地應用性。（3）在進行植物修復的同時，又與植物造景、園林美學等多個學科知識結合起來，在修復礦區廢棄地的同時又營造出美麗的植物景觀，帶動附近地區的經濟效益。

[1]郝芳,董延濤,李建革.長江經濟帶銅礦資源布局結構優化與產業發展研究[J].中國礦業,2015.10：72-75.

[2]Brooks R R,Lee J,Reeves R D,et a1.Detection of nickeliferous rocks by analysis of herbarium specimens of indicator plants[J].Journal of Geochemical Exploration,1997(7)：49-57.

[3]陳小慧,何威明,王睿等.3種污染土壤植物修復技術研究進展[J].中國農技推廣,2016(2)：43-47.

[4]唐世榮.重金屬在海州香薷和鴨跖草葉片提取物中的分配[J].植物生理學通訊,2000.36(2)：128.

[5]束文圣,楊開顏,張志權等.湖北銅綠山古銅礦冶煉渣植被與優勢植物的重金屬含量研究[J].應用與環境生物學報,2001.7(1)：7-12.

[6]李華,駱永明,宋靜.不同銅水平下海洲香薷的生理特性和銅積累研究[J].土壤,2002(4)：225-228.

[7]姜理英,楊肖娥,葉正錢等.海州香薷和紫花香薷對Cu、Zn的吸收和積累[J].農業環境科學學報,2003.24 (5)：524-528.

[8]康薇,鄭進.蓖麻——一種新的銅超積累植物[J].安徽農業科學,2011.39(3)：1449-1451,1466.

胡瀟涵，1991年11月出生，安徽省黃山市人，碩士研究生，研究方向：園林植物與觀賞園藝。

江西財經大學第十一屆學生科研課題（XS16483）。