论文摘要
本项研究以北京地区三种地被植物二月兰（Orychophragmus violaceus）、蛇莓（Duchesnea indica）和千叶蓍（Achillea millefolium）为实验材料，研究在室内沙培条件下不同浓度的Cd、Pb等重金属离子对其生长特性、光合特性和生理生化特性的影响，得到以下结论：（1）重金属胁迫能明显抑制地被植物的生长。三种植物的生长指标随着重金属胁迫的加大而显著下降；在高浓度处理下(Cd10mg·L-1，Pb800mg·L-1)差异可达极显著水平，部分植株死亡。综合考虑生长指标的变化幅度与植株外部表观特征，三种地被植物生长受重金属胁迫的抑制程度依次为千叶蓍＞二月兰＞蛇莓。（2）重金属胁迫对地被植物的生态效益有较大的负面影响。重金属胁迫对光合作用影响明显，导致Pn显著下降，从而显著抑制释氧固碳效益的发挥；Tr变化则表明其对降温增湿效益的影响则因植物种类不同而异，对二月兰和蛇莓影响不大，对千叶蓍抑制比较明显。（3）重金属胁迫对光合作用的抑制机理。低浓度胁迫(Cd1mg·L-1，Pb50mg·L-1)对叶绿素含量抑制不显著甚至促进含量的增加，叶绿素荧光参数变化不大，Pn与Cond同时下降，说明此时主要是气孔因素对光合作用的产生抑制。较高浓度胁迫(Cd4mg·L-1、10mg·L-1和Pb200mg·L-1、800mg·L-1)下叶绿素含量显著降低，ΦPSⅡ、ETR、qP、Fv／Fm均显著下降，F0显著上升，Pn下降显著，说明主要是非气孔因素抑制光合作用，但因Cond下降也比较明显，所以气孔因素的影响也还存在。（4）重金属毒害机理与植物抗性机理。植物CMP增大、MDA增加，说明细胞内的重金属能通过氧化还原反应产生自由基损伤主要的生物大分子（如蛋白质和DNA）及引起膜脂过氧化；NR、POD等酶活性下降而CMP增大，表明重金属离子还与酶活性中心的巯基（-SH）结合或磷脂双分子层的脂类物质反应，导致生物大分子构象改变，酶活性丧失，质膜结构受损。渗透调节物质Pro含量的增加与作为抗氧化保护酶的POD在低浓度胁迫下的应激上升，降低了重金属胁迫对植物的毒害效应，是植物自身保护机制对逆境胁迫响应的结果。但不同植物生理生化指标的变化情况不尽相同，蛇莓表现出良好的抗性，这是其在重金属胁迫下生长状况相对较好的主要原因。以上结果表明，作为城市环境中主要重金属污染物的Cd和Pb对二月兰、蛇莓和千叶蓍等地被植物的胁迫作用明显。综合每种植物各个指标的变化情况，可以评定蛇莓对重金属胁迫耐性最强，二月兰次之，千叶蓍最弱。因此蛇莓和二月兰可以作为适合北京城市绿地土壤条件并且能发挥最大生态效益的地被植物而大规模推广应用。还应对蛇莓进行深入研究，判断其是否能对富含重金属的城市绿地土壤进行生物修复。