豆科植物与矿业废弃地植被恢复.pdf
生态学杂 志2 0 0 2 . 2 1 2 4 7 ~5 2 C h i n e s e J o u rna l o f Ec ulo g y 豆科植物与矿业废弃地植被恢复 张志权 束文圣 廖文波 蓝崇钰 中山大学生命科学学院, 广州 5 1 0 2 7 5 Ro l e o f Le g u me S p e c i e s i n R e v e g e t a t i o n o f M i n e d W a s t e l a n d s . Z h a 】 1 g Z h J q u a n . S h u W e n s h e n g L i a o W e n b o , L a n Ch o n g y a S c h o o l o fL S c i e n c e s Z h o n g s h a n Un i v e r s i t y , Gu a n g z h o u 5 1 0 2 7 5 C h i n e s e J o u r n a t o fE c o l o g y, 2 0 0 2 2 1 2 4 7 --5 2 De f i c ie n c y o f n t l t ti e n t s a n d t h e r o l e o f l e g u me s p e c i e s i n r t o r a t i o n o f mi n e d wa s t e l a n d s a r e r e v ie w e d i n t h i s p a p e r Th e d eli e i enc y o f ma j o r n u t ri en t s , e s p e c i a l l y p o v e r t y of n i t r o g e n , i s o il e o f t h e mc kg t i mp o r t a n t l i mi t i n g f a c t o r s f o r v e g e t a ti o n r e s t o r a t i o nof mi n i n gv c ast e l a d s Le g u me s p e c i e s a I e v ery u s e f u l|n r e . t o r a t i o n 0 f wa s t e l a ndb e c a u 啦 Nfi x i n g p r o p e r t i e s o f l e g u me c a n i n c r e a s e t h e a c c u mu l a t i o n o f n i t r o g e n a n d o r g a n i c ma t t e r . Ef f e c 【 s of e d a p h i c c o n d i t i o n s e s p e c i a l l y h e a v y me t a l t o x j c i t y 0 n N f i x i n g o f r h i z o b i a l e g u me s y mb io t i c , s e l e c t i o n f o r t o l era n t l e g u me s p e c i e s a nd a p p li c a t i o n o f t h o s e s p e c i e s O i l r e s t o r a t i o n o f m i mn g wast e l a n d s W t e a l s o d i s c u s s e d Ke y w o r d s mi nin g w a s t e l a nd s , r est o r a t i o n , n i t r o g e n , l e g u me z p e c i es 关键词 矿业废弃地 , 植被恢 复, 氮素, 豆 科植物 中囝分类号 X 1 7 1 4 文献 标识 码 A 文章编号 1 0 0 0 4 8 9 0 l 2 0 0 2 0 20 0 4 70 6 矿业废弃地是指因采矿活动所破坏的 , 非经治 理而无法 使用 的土地_ 9 ] 。矿业 废弃地植被恢复 的 最重要的限制因子之一是重金属 毒性和养分不足, 而 N 素 的 极端 不 足 又是 养 分 不 足 中的 核 心 问 题[ 8 1 4 1 。因此 , 在矿业废弃地植被化过程 中如何促 进废弃地养分循环和营养元素的累积, 包括利用豆 科植物根瘤菌共生体的固氮作用来加速废弃地 有机质及 N素的积累, 一直是废弃地植被恢复研究 和实践中的热点问题之一_ l 0 1 。 1 矿业废弃地的养分 1 . 1 矿业废弃地 的养分状况 矿业废弃地的基质, 是一些与一般土壤有着显 著区别的所谓矿 山土, 它是采矿业等产生 的固体废 弃物作为母质 , 经人工整理、 改良, 促进其风化、 熟化 而成的一类土壤 J 。根据我们对我国 5个铅锌尾矿 废弃地基质的结构与养分 状况分析 表 1 , 从表 1 可见, 在 N, P和 K三大营养元素中, 尤以有机质、 N 和 P显得最为缺乏, 约为我 国自然植被土壤 平均背 景值的 1 / 3 ~1 / 5 t 2 1 。土壤的这种性质对植物 生长 是十分不利的。 1 2 养分缺乏限制了植物在废弃地的定居 植物种子通常都可以在矿业废弃地 的基质中萌 发, 我们对一些林木、 牧草和作物种子在铅锌尾矿中 的萌发试验表明, 只要有足够的水分条件, 所有被试 种子都可以在铅锌尾矿 中萌发 _ 3 ] 。但是, 在对萌发 的台湾相 思 A c a c i a∞ 和银合欢 L e u c a e Ⅱ 1. e u c o c e p h Ma 幼苗在 铅锌尾矿上 生长 的试验 中, 观 察到幼苗在生长过程 中体内的 N, P和 K含量几乎 没有增加, 由于从外界中吸收进体内的 N素极其有 限, 新的叶片生长受到了严重抑制, 因而叶面积及生 长速率都不断下降, 继而停顿和死亡_ 2 。 R i c h a r d s 等陇 认为, 养分对生长的限制作用是 由 于当养分中的 N 和 P这两种元素供应不足时, 将会 导致幼苗生长不 良继而死亡, 其过程如图 1 所示。 A s h等 J 在燃烧后的煤灰堆集地、 煤矸石废弃 地和含 C a A1 的冶炼炉渣等工业废弃物堆上, 用 3 6 种 乡土植物进行 的试验 中, 发现在这些废弃地中的 确也存在适合植物 定居的小生境。但是。 一些要求 养分的植物种类则无法生存。这也从实验中证明了 养分缺乏是制 约着植物进 入矿业 废弃地 的重要 因 素。因此, 向系统中稳定而足够地供应养分, 是在矿 业废弃地上成功恢复植被的重要措施。 1 . 3 矿业废弃地中的 N素与豆科植物在废弃地 N 素累积中的作用 I i m等 曾对豆科 L e g u mi n o s a e 植物的系统 分类及其固氮研究作过很好的综述。从其所收集的 资料中可以看出, 豆科植物是植物界中最大的粪群 之一, 为第三大科, 约有 6 0 0屑 1 8 0 0 0种 这个数字 在不 同作 者的研 究报告 中, 变化于 5 9 0~7 0 0属 , * 国家自然科学基金资助 3 9 8 7 0 1 4 5 和广东省自然科学基金 9 6 0 0 6 2 资肋。 作者简介 张志投, 男, 5 9 岁. 教授。1 9 8 1 年于中山大学生物系 植物专业研究生毕业, 顿士 。主要从 事植物生 态学和恢 复生态学的 教学与研究工作, 曾获得 国家教委科 技进步二 等奖和国家星止奖 二 萼 奖 发表论文 4 0余篇。 维普资讯 生态学杂志第 2 1卷第 2期 1 2 0 0 0 --1 8 0 0 0种之 间, 如最近英国剑桥大学 Ma b b e r l e y的研究 . 将 S w a r t z i o i d e a e 亚科 归并到蝶形 花亚科而把豆科植物分成三个亚科. 共 6 4 3属 , 通 常将这一类群分成 4个亚科。云实亚科 C a e s a l p i n i o i d e a e 、 含 羞 草 亚 科 Mi n o s o i d e a e 、 蝶 形 花 亚科 P a p i l i o n o i d e a e 和 S w a r t z i o i d e a e亚 科. 其 中以蝶形 花亚科最大, S w a r t z i o i d e a e亚科所包含 的种类则最 少, 仅有 9 ~1 0个属 1 0 0 1 5 0种, 自然分布于南美 和南 部 非 洲 的热 带地 区, 全 为 乔木。 目前, 除 了 S wa r t z i o i d e a e 亚 科 只 检 测 了 少 数 的 种 类 [ 1属 S wa r t z i a 中的 7个种. 全都能结瘤 】 , 尚难明确具 有结瘤特性的种类所 占比例外, 其余 3个亚科根据 检验过的种类来估算. 在含羞草亚科 中检测过 的 2 1 属 1 4 6种植物. 约有 6 0 %~7 0 %的种能够结瘤. 在 蝶形花亚科中, 有 1 7 5属 的 1 0 2 4种植物被检测过. 当中有结瘤能力的有 9 5 9种, 占 9 0 %~9 5 %。云实 亚科中也有约 2 5 %~3 O %的种类具有结瘤 固氮特 性 。相 比之下, 非豆科植物大约只有 1 5 属 1 7 0多种 植物具有结瘤固氮能力。据估算, 在全球范围内. 每 年大约有 1 . 41 0 t 的 N是 由生物过程所合成的, 当中的 4 / 5 1 . 1 2 x 1 0 0 t 是 由豆科植物的根瘤所 固 定。因此, 豆科植物在共 生固氮作用 中是最为重要 的固氮植物。而据 2 0世纪 8 0年代 的资料[ ” 】 . 全球 拥有年产 6 . 01 0 t 纯氨的生产 能力. 但实际上只 生产 5 01 0 t , 当中超过 4 . 01 0 t 是用 作化肥。 由此可见, 生物 固 N的数量是化学合成的 N素肥料 的3倍。因此, 生物 固氮是土壤中植物可 吸收性 N 素的非 常重要 的来源. 对生物 圈的 N输入贡献最 大, 对完成 N循环起到决定性的作用。 衰 1 我国 s 个铅锌尾矿废弃地基厦的结构与主要井升特征 Ta b. 1 Se L e c t e d p h y s i c h e miv d p r o p e m k -s o f f i v e P b / Z n n fi n 叫 i g s i n S o u t h e r n C h in a 养分供应不足 根生长缓慢 l 报系细而浅 l 根系局限于很小的范围. 无法利用耀层的术分. 却处于或暴露在高温干燥的表层 暇收完所供应养分后, 植物 因为干旱而顿于死亡 图 1 养分 供应不足对植物生长的影响 r 唱 1 E ffe e * s j me n u t 6 . e m s o n p h mt g r o wt h 在矿业废弃地植被恢复 中 N素及 N循环常常 处于关键的地位L 2 。因为 N素 的状况在很大 程度 上反映出系统 中的养分状况。Ha r r i s 等[ 。 认为. 在 废弃地植被恢复中种植豆科植物至少有两方面的重 要作用。其一, 多年生豆科植物的枯枝落 叶和一年 生豆科植物在生长季节之后的整个枯死植株, 为废 弃地提供大量的土壤有机物质, 而这类有机物 质中 的 c / N较低, 从而在分解后可以有效地增加土壤中 N素的累积 ; 第二个作用是它 们在废弃地植被恢复 中对其它幼苗不但可以提供额外的 N素. 而且还起 到了保护作用。促进 了一 些先锋树种如桤木 A l n u 和桦木 B e t u l a 的生长. 从而使这些先锋种较 好地起到 了营造一个所谓 的‘ 林地环境 ’ 的作用 . 使 之更适合于那些林窗入侵种, 如 栎属 Q“ e r e “ 、 档 属 F r e x i n u s 和 山毛榉属 F a g u s 等植物 的入侵与 生长。因此. 在矿业废弃地植被早期演替 中种植豆 科植物或者是一些 生长期短的豆科灌木. 如白羽扇 豆属 L u p i n e , 荆豆属 Ul e x 和金雀花属 C y t i s “ 等植物. 是 一个 具 有 良好促 进作用 的模 式。 H e r T e r a [ 1 l j 更认 为, 木本豆科植物是公认的对于缺水和 贫瘠的废弃地环境上, 进行植被恢复 中最为有用的 植物种类。 ; 鼹 毽 } 维普资讯 疗伤拽毛花 Am h y l f 金雀花 c 甜s c o p a r b * s 山髯 豆 L a t ㈣o £ 牧地看豌豆 { L p r a t e ml s 林生 山黧豆 L a t h y r u s s y f v e s t r i s 羽扇豆属一种 L u p i n u s s p 天蓝苜蓿{ Me d i c a g o l u p u l 白香草木犀 M 池 甜a l b a 黄舌草木犀{ M o f fi c i n o2i s 洋槐{ R o b i n ia p s e u d a c i a 车轴草{ T r l f o l i u m r 帕懈 Tr i i u m d u b i u m 杂种车轴草 { 丁 l讪r “ m 红车轴草{ 丁p r a t e n s e 红车轴草 白车轴草 T r e i g n s j f J E{ U t e x H 救荒野豌豆{ V i c l am t i v a } hl 【 1 9 5 7 Md Ⅵl 一 1 9 6 3 C h a d wi e k a n d H a r d i ma n 1 9 7 6 c h a d w i c k a n d Ha r d i Ⅱ m n 1 9 7 6 C had c k a n d Ha r d J n 1 9 7 6 C h a d w fi e k e l a l 1 9 7 8 Ha ll 1 9 5 7 R ha d s 。 t 1 e t a l 1 9 7 i c h a d w i c k o 2 . { 1 9 7 8 H u b y 1 9 8 1 B r [ e r ] e y{ 1 9 5 6 H l 1 9 5 7 M 舢 1 9 6 3 R i e h a r d s o n o 2 . { 1 9 7 1 D o w n 1 9 7 3 c h a d w i c k a n d Ha t d J ma r L 1 9 7 6 Gw酬t C o wr y C o u a e il { 1 9 7 6 C h a dwi c k a l f 1 9 8 2 Hu b y{ 1 9 8 2 Ch a dwi c k a n d Ha r d ima n 1 9 7 6 B r i e r ] e y 1 9 5 6 Ch a d w i c k a n d Ha r d lm 1 9 7 6 Gwe n t Co u n t y Co c i 】 1 9 7 6 E l i a s o 2. { 1 9 8 ] Hu h y 1 9 8 1 Me Do u g a l l { 1 9 1 8 C t o x t o n 1 9 2 8 S c h r a mm { 1 9 6 6 H 】 1 9 5 7 S e h r { 1 9 6 6 Ha l l 1 9 5 7 Ha l l 1 9 5 7 C h d w i c k a n d H a r d i m a n 1 9 7 6 E l i a s e t a l 1 9 8 2 ch a d w k£ f o 2 . { 1 9 7 8 B r i e r l e y 1 9 5 6 H 【 1 9 5 7 Mo ] y n e 1 9 6 3 Ri e h a r d s o n al 1 9 7 1 D 0 wn{ 1 9 7 3 Ch a d wi c k an d Ha r d i ma n f1 9 Eli a s a 1 . { 1 9 8 2 Hu b y 1 9 8 1 B r i e r l e y{ 1 9 5 6 Ha l l 1 9 5 7 Mo l y n e 1 9 6 3 S c h r a r a m {1 9 6 6 Ri c h a r ds o n e t O2 . { 1 9 7 1 D o w.【 l 9 7 3 C h a d wi c k a n d H a r d i man { 1 9 7 6 G e 0 .tCo t mt yCo r n e l I 1 9 7 6 1 c h a d w; c l 【 a l{ 1 9 7 8 Eli a s a / . f 1 9 8 2 H u b y 1 9 8 1 Rie K a r d s o n a 1 . 1 9 71 Ch a d wi c k a n d Ha r dlma n{1 9 了 6 G州t Co u n t yCo c c i l 1 9 7 6 C h a d wi c k a n d H a r d ima n{ 1 9 7 6 S o ut h L衄 c a s h l r e Yo r k s hi r e Yo r k s h i r e Yo r ks r e S ou t h、 V 朗 Du r h m Sou t hYo r k s h i r e So u t h Yo r ks h i r e No r t t l n g h a ms hi r e . DO r b y s h i r e 。 So t h yo r k s h i r e S o u t h Lm ns h i Du r h a m S o me r s e t Yo r ks h i r e Gw曲 c S o u t h W a l e s 。 So u t h Yo r ks h i r e S o ut h Yo r ksh i r e Yor k s h i r e No r t t in g h * m s h ir e . De r b y s h i r e . So u t h Yo r k s h i r e Yor 8 s h i r e Gwe n t No r t h u mb e r l a n d. N or t t i n g h a r 0 s h i r e S o u t h Yo r ks h i r e I [fi a o i s I ll J a o i s P e n ns y l w a r d a nmn s n 1 a So u t h 、 V e s So u t h Wa l e s 。 So u t h Yo r ks hir e No nt mg h a m s hi . Do r b .v s hlr e . So u t h Yo r k s h i r e S o ut h L c a s h i r e Du r h a m S o r n t Yo r kshi r e No nh m r n d.W e s t yo r k s h i r e . No r t t i n g h r t m h i r e S o u t h Yo r k s h i r e No r t t i n gh a r o h i r e . De r b y s h i r e 。 So u t h Yo r k s h i r e S o u t h L a c a s h i r e P e n ns y l v a n i a Du r h a m S 0 me 毗 Yo r ks h i r e Gwe 时 S o ut h Yo r ks hir e Nor t h u m b e r la n d .W 吲Yo r k s h i r e . So u t h Yo r ks h ir e , So ut hW S o ut h Yo r ks hir e Du r h a m Yo r ksh i r e Gwe t t Yorksh i r e 维普资讯 生态学杂志第 2 L 卷第 2期 1 . 4 豆科植物在矿业废弃地植被 自然恢复 中所扮 演的角色 虽然在矿业废弃地植被恢复早期阶段, 种植豆 科植物对加速 其他植物入侵 与生长起到重要 的作 用。但是, 在矿业废弃地植被的 自然恢复中, 许多调 查却显示, 豆科植物并不是矿业废 弃地上的重要入 侵种. 或者不是植被早期 演替阶段 中的主要植被组 成成分 。 Ha r r i s C i o ] 在他的专 著中引用了 P a l me r 的博士 论文所练合的众多研究者的资料 表 2 。这些资料 显示, 在煤矿废弃地上 自然发生的豆科植物虽然种 类不少, 但是由于它们不是该植被中的主要组成, 或 者由于煤矿废弃地中严重缺 P而使 固氮效率很低, 因而它们对废弃地 N素的积累所起的作用不大。 我们也曾调查 过我国安徽铜 陵铜 矿尾矿废弃 地、 甘肃自银铜矿废弃地、 金昌镍矿废弃地、 陕西金 堆城钼矿废弃地和广东乐 昌铅锌矿尾矿废弃地等 自 然发生的植被, 发现有不少 自然生长在矿业废弃地 中的豆科植物 表 3 。 从调查中发现, 除了个别种如天蓝苜蓿在局部 表 3 我国一些矿区废弃地自然人侵豆科檀物 T a b 3 m o ft rot u r a l ly o c c u r ri n gt,a me s o nT a i l n g s ix d s w k d is p l o f c o p p e rⅡ e t mc l y b d e n min e a n d n i c k e l 地段上小面积呈优势种出现外, 大多数也不是以优 势种的角色分布。这种现象至少说 明了两个 问题, 一 是在自然界中的确存在一些对矿业废弃地环境条 件具耐性的豆科植物种 生态型 , 这些种 生态型 有待发掘、 筛选与培育, 这是利用豆科植物促进矿业 废弃地植被恢复研究与实践 的基础 ; 其二是可能在 矿业废弃地环境中, 存在 着较为恶劣的基质理化特 性 . 包括板结, 透气性不 良, 含有重金属毒性 , 过酸或 过碱等, 不利于固氮微生物的活动。如要发挥 豆科 植物 在促进废弃地 N素累积的作用, 有必要采取一 些辅助措施, 例如, 对废 弃地基质作 某些改 良 包括 增施一些 P肥、 调节过酸或过碱 的土壤酸碱度等 、 人工补种一些豆科植物以扩大其种群优 势, 或 两方 面同时进行。不过, 在矿业废弃地 上种植豆科植物 之前, 需要解决某些技术上的问题. 包括耐性豆科植 物和耐性根瘤菌种的选择问题等。 2 在矿业废弃地上种植豆科植物将会遇到的问题 与当前的应用实践 2 . 1 豆科植物对矿业废弃地生境的耐性 豆科植物之所以在废弃地植被恢复中能够起到 促进 N素的累积与循环作用. 是 由于它能够与根瘤 菌共生, 从而有效 地把 大气 中的 固定成 N 。 但在矿业废弃地上种植豆科植物首先遇到的技术问 题就是豆科植物、 根瘤菌、 豆科植物 一根瘤菌共生体 对矿业废弃地环境, 尤其是重金属毒性的耐性问题 。 我们曾分别测试了这三个环节在重金属 Z n不 同浓度环境 中所受到 的影响 。即对豆科植物大 叶相思 Ac a c i a.n “ r i c u Z i f o r i mi s 幼苗 在完 全培 养 液 中加入不同 Z n浓度进行砂培试验, 分别 测定 了 植株的根长、 株高和生物量 干物量 等指标。从大 叶相思根瘤中分离的根瘤菌 由中国科学院华南植 物研究所提供 在含有不同 Z n浓度 的酵 母汁 甘露 醇培养基 Y AM 上, 测定其相对生长量, 即与对 照 培养基 没有额外添加 z n的培养基 上菌落数的百 分率 ; 在砂培条件下. 供给 含有不同 Z n浓度的培养 液, 接种根瘤菌的大 叶相 思幼苗培养 3个月后, 被感 染结瘤和结瘸植株平均每株的根瘤数以及根瘤的形 态等 . 并用乙炔还原法, 测定在不同 z n环境中所结 根瘤的固氮酶活性 ; 然后, 将上述在不 同 Z n浓度 中 所测定的各项指标, 求 出其相对于对照处理的相对 值 % , 进行 回归分析并求出和比较各个指标被抑 制 1 0 %和 5 O%时, 相 应环境 中 的 z n浓 度值, 即 E C 1 0 值 和 E 0 值 表 4 。 维普资讯 张志权等 豆科植物与矿业废弃地植被恢复 衰4 根瘤菌、 豆科植物l 太叶相思 及根瘤菌. 豆科植物共生体备生长指标与环境中Z n 浓度I x 】 的关系及耐性 x . r a g 。 L 。 ‘ } 注 n为处理数 ; r 为相关 系数; p为显著概率 表 4表 明, 根 瘤菌 的耐性 最大, 其 E C l 0 值 和 E c s o 最高, 分别超过 3 0 0和 6 0 0 rag L ~, 而豆科植 物大叶相思的耐性最低, 其 E C 1 0 值和 E C 5 o 分别在 1 和 2 0 mg L 以下。这与 S mi t h等 以及 O b b a r d 等[ 1 8 通过野外调查研究所得出的结论相 同。他们 发现能够有效结瘤固氮的根瘤菌总是出现在那些豆 科植物能够定居和生长的土壤 中. 不管这 些土壤中 重金属的浓度是多少。因此 . 豆科植物的耐性是根 瘤菌 一豆科植物共生体在受污染土地上定居和生长 的限制性因素。 2 . 2 豆科植物在矿业废弃地植被恢复中的应用 当前, 许多国家都非常重视对重金属耐性 豆科 植物的发现和选择以及利用豆科植物进行矿业废弃 地修复的实践。在美国加洲北部的铜矿废弃地上发 现了生长良好的豆科百脉根属 L p u r s h i a n u s 、 羽 扇豆属 L“ p i n u s b l c o l o r 和车轴草属植物, 这是一 些相应种类对 C u具耐 性的生态 型, 经水 培试验证 明. 从其根瘤中分离的根瘤菌与非耐性的同种植物 上 的 根 瘤 菌 相 比,对 C u亦 具 有 非 常 强 的 耐 性 1 6 , ”。P i h a等 加. 在 s n矿尾矿地上用 5 5种植 物[ 包括 2 5种豆科植物 播种前用 5株根瘤菌种拌 种 和 3 0种非豆科植物进行植被重建的试验研究显 示, 无论是成活率还是在生长速度 株高 方面. 供试 植物中表现 最好的 1 4种 植物 中, 豆科植物就 占了 1 2种, 包括金合 欢属 A c a c i a 9种, 银台欢属 A. L e u c a e n a , Di c h r a s t a c h y s, F Md h e r b i d a 属各 1种。 进一步用 7种经盆栽试验筛选过 的植物 包 括 5种 豆科植物和2 个非豆科草种 在粉煤灰场上进行野 外试验结果显示, 半年后 5个豆科植物仍然生存, 而 有 1 个草种 已全部 死亡; 一年半后, 只有豆科 树种 A.g e r r a r d i i 和草 种狗牙根 C y n o d o n d a c 存活, 但前者成活率接近 9 0 %, 后者只有约 4 0 %左 右[ 2 1 。P i h a等【 1 同时指出, 耐性 的木本豆科植物 不仅因为可以与根瘤菌共生而克服废弃地的瘦瘠所 带来的障碍, 而且由于其深根的特点还有利于克服 废弃地 上常常遇到 的干 旱胁迫。Th a t o i 等 用 6 种豆科木本植物 , A.a u r i c u l i f o r mi s ,A.n i l o t i c a , Al b i z i a l e b b e c k , L l e u c o c e p h a l a , P r o s o p i s j u l i f Z o r a 和 S e s b a n g r a n d i f z o M 在铁矿废弃地上进行 的比 较试验表明, 生长最好的种类依次是 S. g r a n d i f l , o m. L. 1 e u c o c e p h a [ Ⅱ和 A. i t o t i c a; 而 含 N 量最高的 则是 L. 2 e u c o c e p h a L a ; 同时又是最为耐旱, 因而也就 最适 于 在 矿业 废 弃地 上生 长 的 种类 是 L. 1 e u m e p h a l a和 A, i l o t i Ⅱ 。S my t h等【 利用豆科植物 As t r a g a l u s a l p i n u s . A. n u b i l u s , A. v e x i l l i f t e x u s和 O w } r o p i s s e r i c e a修复煤矿废弃地, 以及 J h a 等【 1 J 利 用 豆科 灌 木 Ar g y r o o b i u m f l a c c i d u m. A s t r a g a L u s g r a v e o l e n s . I n d i g o f e r a g a n g e t l c a和 L e s l l e z a S t e t O c a r p a修复石灰石采石场废弃地等。所有这些实践 都是非常成功的。我们在铅锌尾矿堆积地上引入土 壤种子库的试验 中也 同样发现, 木本 豆科植 物银台 欢可以在尾矿地上成功定居并开花结果 J 。而且. 其体内所吸收的有害重金属 P b转移总量的 8 O %以 上是累积在根和茎 中. 这些器官具有较长的更新周 期, 被吸收后的重金属不至于像在叶片那样, 在较短 时间内会随落叶而将重金属归还环境中。因此, 木 本豆科植物的这一优点, 在利用植物镑复重金属污 染地的实践 中是非常有价值 的I s J 。 2 . 3重视乡土耐性豆科植物的发掘 He r r e r a 等u J 在利用外来 豆科植物种和当地豆 科植物在废弃地上进行植被恢复试验 中, 经过 4年 的观察表明, 只有当地豆科灌木植物能够成功定居。 P e t e r s [ 1 9 3 基 于自己的试验结果指 出, 选择复垦植物 至少应遵循两个原则。一是. 要对矿业废弃地的极 端条件具有耐性 ; 二是, 要适应当地 的气候条 件, 最 好是乡土植物。因此. 尽管 国外对筛选各类耐性植 物 生态型 的研 究工作 已经颧有成果, 但是这些工 作不能完全代替我国 自已的耐性乡土植物的筛选研 究。我国在耐性植 物筛选培育方面 尚处于起始 阶 段。但是 , 我国辽阔的国土跨越几个气候带, 具有丰 ■■~ 一 一 瀣 维普资讯 生态学 杂志第 2 l 卷第 2期 富的植物资源, 当中包括豆科植物 中 1 7 2个属 1 6 6 0 多种、 亚种、 变种和变形_ 1 ] , 这都为筛选培育 出适合 不同地区, 不同类型矿业废弃地植被恢复所需 的耐 性 植物种 生态型 , 提供了优越的条件。而耐性植 物种 生态型 尤其是 豆科耐性植物筛选培育工作中 的每一个成果 , 都必将有力地推动废弃地植被恢复 工作的前进。 参考文献 1 ] 陈德昭. 等中国植物志 3 9卷 【 M]北 京 科学出版社 1 9 8 8 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] l 1 4 ] [ 1 5 ] 何电源, 等 中国南方 土壤肥力 与栽 培植物施 肥[ M] .北 京 科学 出版社,1 9 9 4 张 志 权. 蓝 祟钰铅锌矿 尾 矿场所 植 被重 建 的生 态学 研究 I. 尾矿对种子萌发的影响 】 ] . 应用生态学报, 1 9 9 4 . 5 1 5 2 ~ 5 6. 张志投, 等 引入土壤种子库对铅锌尾矿废弃地植被恢复的作 用 [ 】 ] 植物生态学 报。 2 0 0 0 . 2 4 5 6 0 1 ~6 O 7 张志权, 等. 土壤种子库与矿业废弃地植被恢复研究t 定居植 物对重金属构吸啦和再分配【 J ] . 植物生态学报, 2 6 0 1 . 2 S 8 3 0 6~3l 1 赵景遣 . 等. 矿 区土地复 垦技术 与管理 【 M]北 京 农 业出版 社 .1 9 9 3 As h. H 』 .e L a 1. Th e i n t r o d u nd c a of n a t i v e p l a nt s p e c 】 e s~ in d t r i a l wa s t e h e a p s n t e s col1of T r a t i o n a n d o t h e r f a c t o r s a f - f e c t l n g p ri m a r y s u c c e ion[ 】 】 . J o u r n a l o f A p p l i e d E r o l o g y , l 9 9 4 。 3 1 C 1 7 4~8 4 Br a d s h a w。 A D Ch a d * ti c k . M . 】Th e Re t o r a t io n o f La n d t h e Ec o l o g y an d Re c l a ma t i o n o f De r e l i c t a n d De g r a d e d .L 【 M J O x f o r d