藓类生物结皮的生态适应及在石漠化修复中的作用研究

藓类生物结皮的生态适应及在石漠化修复中的作用研究

谢斐;杨再超;林长松;左经会

【摘要】Karst rocky desertification is one of the main types of land desertification, which it is the most seri-ous rocky desertification area in southwest China. However, it is extremely difficult to deal with the environ-mental problems in karst regions and hard to recover and govern if once deteriorated. Consequently, rock de-sertification has been severely restricted the sustained development in this areas. By collecting literature and experience of field investigation, we summarized the structure, water holding capacity and physiological ad-aptation of moss biological crusts and its ecological restoration in controlling rocky desertification.%喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一，而中国西南的石漠化又是石漠化最严重的地区，其治理和恢复的难度是世界之最，这对石漠化地区生态环境的可持续发展造成了严重影响。通过野外考察和查阅文献，总结了藓类生物结皮的形态结构、持水能力、生理适应，并阐述了其在石漠化修复中的作用。

【期刊名称】《六盘水师范学院学报》

【年(卷),期】2014(000)001

【总页数】4页(P40-43)

【关键词】藓类生物结皮;石漠化;生态适应;修复

【作者】谢斐;杨再超;林长松;左经会

【作者单位】六盘水师范学院生命科学系，贵州六盘水553001;六盘水师范学院

生命科学系，贵州六盘水553001;六盘水师范学院生命科学系，贵州六盘水553001;六盘水师范学院生命科学系，贵州六盘水553001

【正文语种】中文

【中图分类】Q949.35

喀斯特石漠化是在脆弱的地质环境背景下，受当地强烈的人类活动以致土地生产力下降，土壤受到严重侵蚀，基岩裸露率高，在地面上出现类似荒漠化景观的土地生态退化现象（张殿发等, 2001;王世杰,2002;王德炉等,2005）。我国石漠化的发生率达28.74%，其中贵州石漠化程度最严重，面积最广（李梦先,2006）。由于石

漠化导致水土流失十分严重、土地生产力下降、耕地资源大面积减少，严重制约着喀斯特石漠化地区的经济和社会可持续发展，因而石漠化已成为制约中国西南地区可持续发展最严重的生态地质环境问题。

党的十八大报告明确要求推进石漠化治理，保护生物多样性，特别是国发[2012]2号文件针对石漠化问题的治理从战略定位、发展目标、规划和综合治理作了说明，从“加强”走向“推进”，特别提出武陵山区、乌蒙山区要突出抓好石漠化综合治理能力。学术上对石漠化成因和恢复治理开展了大量的研究工作，取得了一定成效。但是，目前我国石漠化治理研究中对地衣、苔藓等具有较强广泛适应的先锋植物在群落顺序演替中的作用以及适应性不够重视，因而对揭示我国西南喀斯特石漠化地区的植物群落演替机理、生态治理措施的制定和农牧业生产都极其不利（张显

强,2012a）。本文总结了藓类生物结皮在石漠化环境中的形态结构、持水能力和

生理生态等适应性特征，以期为石漠化的修复提供科学依据。

藓类是荒漠生物结皮层的优势物种，在植物群落演替过程中是主要的先锋物种，对改善土壤肥力、水土保持以及群落演替甚至生态环境都发挥着难以替代的作用（张

元明,2005;郑云普等, 2009）。由于喀斯特石漠化地区地表岩石裸露、土壤贫瘠，土层薄，岩石和土壤保水性差，致使水分下渗极其严重，适合植物生长的生境异常恶劣，只有耐旱、石生、喜钙为一体的植物才能生长良好（袁道先,2008）。而部分石生藓类具有耐旱、吸水性强、喜钙等特征，因此成为最先占据石漠裸露岩石上的先锋植物之一，并且主要与地衣、藻类共同构成了生物结皮层，从而加速了岩石和矿物的风化成土过程（李冰和张朝晖,2009;张显强等, 2010;贺韵雅等,2011）。耐旱的藓类植物通常表现为植株矮小，呈密集丛生或交织匍匐生长，表现为丛状、垫状或地毯状，致使空气在藓类的叶片表面及缝隙间运动减小，进而减少藓类体内水分的蒸腾，有利于提高藓类毛细管传导系统对水分的吸收、维持和输送（Proctor,1981;吴鹏程,1998）。一旦遇到干旱，藓类叶片背卷、内卷或呈覆瓦状紧贴于茎上，减小了叶片在大气中表面积的暴露，防止叶片中水分的蒸发和保护茎不受强光损伤（王红玲和张元明, 2008）。叶背面向外的皮部细胞无色透明，主要是能使光更易到达含叶绿体的细胞可以顺利地进行光合作用，并减少卷叶内水分的蒸发（曹同, 1983）。大多数干旱环境中藓类植物叶表面具有发达的角质层、具栉片、疣或乳头状突起；叶片内部的结构如细胞壁都具不同程度的加厚，或叶上部细胞胞壁加厚；叶片特化成刺状等（白学良, 1996;吴鹏程,1998;杨武等,2007），这些特征都是对干旱环境适应的特征。在干旱环境中，藓类茎表皮的细胞壁明显较厚，比其他环境纹孔要多，机械组织也较发达，这些特征也是与干旱生境相适应（詹琪芳等,2006）。生活在裸岩上的疏齿墙藓内皮部细胞明显呈镶嵌排列，从而使细胞壁的体积增加，同时扩大了细胞膜的表面积，这与维持藓类茎的形态结构和防止水分蒸发及运输相适应，是对干旱区生态环境的一种适应（韩留福等, 2003）。中肋的有无引起藓类对水分的吸收及其运输方式的差异（杨武等,2007）。有些藓类叶片背面被蜡质或叶片上具栉片结构，叶片较厚，中肋具厚壁细胞且层数较多，中肋具导水主细胞等也是对干旱环境适应的显著特征（杨武等,2008）。藓类中毛尖的