江西财经大学艺术学院 胡潇涵

铜矿区废弃地超富集植物的研究综述

江西财经大学艺术学院 胡潇涵

本文主要综述了超富集植物的概念以及铜超富集植物的研究进展，对超富集植物存在的问题提出建议，旨在为以后铜矿区废弃地的植物修复研究提供参考。

超富集植物；铜矿废弃地；植物修复

前言

我国铜矿资源相对稀缺，截至2013年底，我国现共有铜矿矿区2018个，已查明的资源储量有8345.9亿吨[1]，主要分布在西藏、云南、江西、内蒙古、新疆。随着经济的发展，社会对铜的需求量增加。铜矿开采在带给人们财富的同时也给环境造成损伤。由于铜矿长期无序开发，对周边环境造成了巨大的影响，各种废弃地形成，植被遭到破环且难以生长，土地表皮裸露进而造成水土大量流失，整个区域的生态环境严重失衡。矿区废弃地的生态修复方法有很多，与其他的修复方法相比，植物修复具有低价操作成本、简易操作、良好的生态效益等的优点。本文对超富集植物的概念以及铜超富集植物的研究进展进行了综述，对目前超富集植物在实际应用中的问题进行了分析，并对其今后发展方向进行了展望。

1 超富集植物的概念

无论是植物萃取还是植物提取，又或者是植物的转化，植物修复技术的核心还是植物本身。在运用植物修复技术对土壤修复的过程中，超富集植物起着至关重要的作用。超富集植物又被称为超累积植物，这个概念是在1997年被Brook等[2]首次提出，超富集植物是指能够超量吸收土壤中的重金属，通过自身内部的循环将重金属转移至地上的植物，这类植物吸收重金属的能力是普通植物的100倍，并且不会影响其正常的生长。

现在普遍认为超富集植物一般具有这三个基本特征：一、植物地上部重金属含量大于其地下部重金属含量；二、植物地上部重金属含量是普通植物在同一生长条件下的100倍；三、在重金属污染土壤上不会出现重金属毒害并能正常生长[3]。

2 铜超富集植物的研究进展

国外对超富集植物的研究较早，对铜超富集植物方面的报道也不少，且发现的绝大多数铜超富集植物主要在唇形科、石竹科、马齿觅科、豆科、禾本科、漆树科和马鞭草科等。

我国在这方面的研究起步较晚，但是关于铜超富集植物的研究也取得了较大的进展。唐世荣[4]在2000年时指出鸭跖草是铜的超富集植物。2001年，束文圣等[5]在湖北铜绿山发现铜的超富集植物鸭跖草。李华等对海洲香薷对铜的吸收和积累进行了研究，指出海州香薷的地上部分对铜的富集达不到超富集的标准，但是其植株富集总量高且生物量大，因此也被考虑用于铜污染土壤的修复[6]。随后，姜理英等[7]也对海洲香薷进行了相关研究，得到类似结论。康薇等在铜矿区的调查和营养液实验表明，蓖麻不仅能够在野外实地以及在铜浓度为40mg/kg的营养液中生长，而且体内能够积累较多的铜，同时其植株高大、耐贫瘠、适应性强，蓖麻是一种新的铜超积累植物[8]。目前国内开始尝试用超富集植物对铜污染土壤进行植物修复。

3 问题与展望

植物修复技术是目前最具潜力和市场前景的新兴污染治理生态修复手段，而其发展的关键就是超富集植物的研究和筛选。随着研究的深入，人们发现超积累植物在实际应用中往往会出现以下几个问题：

（1）大多超富集植物存在着植株矮小、生物量小、生长速度慢以及生长周期长等问题，且易受到土壤中其他因素的影响。

（2）一般污染的土壤中除了大量的铜，还存有其他大量有毒重金属；而目前的研究表明，一种超富集植物只对一种植物或最多两种植物具显著的富集效果。

（3）目前的研究大多是进行室内小规模的盆栽实验，进行野外实地的较少，筛选出的植物实际应用效果不理想。

因此，未来在对铜矿区废弃地进行植物修复的时候可以从这几个方面出发：（1）在今后的铜矿区废弃地的植物生态修复研究中，应该拓宽超累积植物的筛选范畴。植物筛选时可优先考虑本土植物，结合能源植物、观赏植物等不同角度的考虑，筛选高效、富集面广的超富集植物，既能在矿区较好地生长，同时又创造经济价值。（2）加强对超富集植物的富集机制和耐性机制，以及相关的知识进行进一步地深入研究，为超富集植物的研究与筛选提供理论基础，从而加强铜超富集植物的的实地应用性。（3）在进行植物修复的同时，又与植物造景、园林美学等多个学科知识结合起来，在修复矿区废弃地的同时又营造出美丽的植物景观，带动附近地区的经济效益。

[1]郝芳,董延涛,李建革.长江经济带铜矿资源布局结构优化与产业发展研究[J].中国矿业,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]陈小慧,何威明,王睿等.3种污染土壤植物修复技术研究进展[J].中国农技推广,2016(2)：43-47.

[4]唐世荣.重金属在海州香薷和鸭跖草叶片提取物中的分配[J].植物生理学通讯,2000.36(2)：128.

[5]束文圣,杨开颜,张志权等.湖北铜绿山古铜矿冶炼渣植被与优势植物的重金属含量研究[J].应用与环境生物学报,2001.7(1)：7-12.

[6]李华,骆永明,宋静.不同铜水平下海洲香薷的生理特性和铜积累研究[J].土壤,2002(4)：225-228.

[7]姜理英,杨肖娥,叶正钱等.海州香薷和紫花香薷对Cu、Zn的吸收和积累[J].农业环境科学学报,2003.24 (5)：524-528.

[8]康薇,郑进.蓖麻——一种新的铜超积累植物[J].安徽农业科学,2011.39(3)：1449-1451,1466.

胡潇涵，1991年11月出生，安徽省黄山市人，硕士研究生，研究方向：园林植物与观赏园艺。

江西财经大学第十一届学生科研课题（XS16483）。