河口濱海濕地生態修復植物海韭菜研究

安鑫龍，李雪梅，鄭梓瑤

(河北農業大學 海洋學院，河北 秦皇島 066003)

1 海韭菜的基本特征

海韭菜(TriglochinmaritimumLinn.)又稱海箭草或海邊箭草，是種子植物門、被子植物亞門、單子葉植物綱、澤瀉亞綱、水麥冬目、水麥冬科、水麥冬屬(Triglochin)的多年沼生草本單子葉挺水植物[1-2]。

1.1 形態結構

植株叢生，圈徑可達2 m。水平根狀莖短圓柱狀、粗壯堅韌，具多數10～25 cm長須根。葉基生，長錐形或條形，長可達60 cm甚至超過100 cm，長或短于花葶，寬約2.0 mm，基部具鞘，鞘先端與葉舌相連；上端部寬3.0～6.0 mm，扁平，葉尖狹；橫斷面半圓形。花葶直立、扁圓柱狀至圓柱狀、中空，高可達90 cm，直徑1.0～3.0 mm，頂生總狀花序長10～20 cm，中上部具多數花，排列緊密，花梗長約1.0 mm，花兩性，花被片6枚，外輪3枚鱗片狀、寬卵形，內輪3枚較狹，綠紫色，雄蕊6枚，心皮6枚，柱頭羽毛狀。果葶約具39～99枚密集蒴果；蒴果卵狀橢圓形、長圓形或近圓柱形、扁平，表面有縱溝，具6棱，長3.5～6.0mm、直徑1.25～2.5 mm，成熟后開裂成6瓣分果片；果梗直或彎，長3.0～5.0 mm?；?、果期6-10月[1-3]。

1.2 繁殖方式

雌蕊先熟、風媒花，種子繁殖和營養繁殖。

1.3 毒性

目前發現海韭菜全草含有兩種氰苷，即海韭菜苷(triglochinin)和紫杉氰糖苷(taxiphillin)。全株有毒，對幼畜具高毒性而造成經濟損失[4]。

與鹽生車前(Plantagomaritima)和紫羊茅(Festucarubra)等鹽沼植物相比，海韭菜通常不被囊狀叢枝菌根真菌感染，表明該物種存在化學防御機制，當葉片被磨碎時，會散發出類似氯的氣味[1]。

1.4 藥用

全草入藥。6-7月采收全草，除去雜質，洗凈切段，曬干[1-2]，具有清熱養陰、生津止渴、解毒利濕的功效[2]。

1.5 生態習性

海韭菜性喜潮濕環境，生長在沿海岸帶的沙灘；喜生于鹽堿沼澤地、微咸或堿性潮濕棲息地、泥炭和鹽漬草甸及濕潤沙地和鹽灘上，地下水位較高的非鹽漬土壤上也能生長[2,5]，因此海韭菜屬于濕土指示植物和鹽土指示植物[6]。

海韭菜是多年生物種，是葉子直接從地表的短莖發出的蓮座狀植物，具有在整個生長期連續更新葉片的能力，其特征在于飽和水分含量隨葉齡的增加只有很小的變化[7]。海韭菜通常在沉積物穩定后才會出現，春季返青較早，夏秋季開花結實。擴散主要靠種子傳播，種子在海水中漂浮幾個月后仍具有很好的存活能力。無性繁殖僅僅依靠個體產生特征性植物圈(plant rings)的離心擴張方式發生[8]。

海韭菜能夠在沿海岸帶的沙灘上生長，屬于典型的泌鹽植物。除了其根部和葉部有調節和控制鹽含量的結構外，脯氨酸起到了重要的抗鹽作用[9]。人工栽培過程中發現，長期單純使用天然海水澆灌海韭菜不利于植株生長，可能是葉片肉質化程度不高，不能將植物體內的鹽分稀釋到不致害的程度。500 mM的NaCl或更高鹽濃度處理抑制海韭菜種子的萌發，且受培養時間的影響較小[10]。在鹽度為0、5、10和15 PSU基質內種植海韭菜，504 h后其代謝物濃度變化不大，但是隨著鹽度5、10和15 PSU增加其生物量逐漸降低[11]。在美國威拉帕灣和舊金山海灣，入侵植物互花米草(Spartinaalterniflora)能強烈排斥海韭菜等土著植物[12]。在歐洲，由于受海岸擠壓現象[13]，即海平面上升和土地利用變化的嚴重威脅，海韭菜成為鹽沼生態系統衰退的一個重要組成部分。

1.6 地理分布

海韭菜是一種泛北極和南極的物種，世界范圍內北半球的寒冷(北至北冰洋)和溫帶地區(如歐洲中西部、非洲北部、北美洲中緯度地區、亞洲的中國、朝鮮半島和日本及西伯利亞北部等地)常見，南半球南美洲的南部和中西部沿海地區也有分布[3,14]。我國分布于西南(如云南和四川)、西北(如新疆、青海和甘肅)、華北(如河北秦皇島)、東北(如黑龍江和遼寧大連等)及華東(如山東)等地[2]。

2 海韭菜的生態修復作用

海韭菜是與陸地開發排放大量氮和沼澤高底物氮含量相關的物種，由于使用脯氨酸作為滲壓劑，該物種對氮的需求很高。因此，海韭菜的增加可作為新英格蘭北部鹽沼中氮富營養化的早期指示標志[15]，在含氮量較高的河口濱海濕地種植海韭菜有利于去除海水中的氮素。

海韭菜可以起到提高物種多樣性的作用。在澇漬地區，與近乎裸露的鄰近基質相比，海韭菜通過增加淺根和根狀莖等產量捕獲沉積物從而能夠產生地勢較高的植物圈來緩解澇漬壓力，促進圈內物種多樣性增加，這樣海韭菜植物圈可支撐高的植物覆蓋；同時，所有移植的植株在基質改良處理中均表現出更高的成功率，表現為基質還原電位增加和澇漬減少[16]。這種通過棲息地物理改造、維持或創建而導致資源和空間可利用性發生變化的物種被稱為生態系統工程師[17]。海韭菜通過形成高出沼澤表面5～10 cm的根丘(root mound)形成排水沉積物，其還原性和鹽分的含量低于背景沼澤，即出現微地貌異質性，促進了其他鹽沼物種的多樣性和豐富性[16]。

海韭菜在河口濱海濕地生態修復中發揮了重要作用，除吸收水體中的氮磷等營養物，還可以有效改善底質環境，趙昔龍等通過種植濕地植被鹽地堿蓬(Suaedasalsa)和海韭菜對秦皇島北戴河溢油引發的受損濱海鹽沼進行了修復，結果顯示，沉積物中多環芳烴和石油烴的含量在修復后明顯下降，降解率范圍分別為82.57%～97.45%和60.99%～98.99%[18]。海韭菜可以起到穩定修復底質中重金屬的作用。在汞污染嚴重區域，海韭菜中Hg濃度(mg/kg干物質)隨Hg污染梯度的增加而增大，其中根部Hg濃度較高，其次是根莖部，葉片中濃度最高，并且表現為低的根/根莖-葉運輸，故稱海韭菜為Hg的排異植物或固化植物[19]。海韭菜在地下器官中表現出很高的Hg滯留，Hg主要結合在細胞壁和細胞膜上，這一特點可能與其對Hg有較高的耐性有關[20]。

3 結語

海韭菜是重要的河口濱海濕地鹽沼植物，在河口濱海濕地生態修復中發揮了重要作用，已成為重要的河口濱海濕地生態修復植物。隨著河口濱海濕地污染加劇和海韭菜資源遭到破壞日益嚴重，人們對其重視程度與日俱增。目前，國內對海韭菜的研究尚處于起步階段，深入系統地研究其生態特征具有重大意義。