人類活動導致水體底泥中重金屬大量沉積,嚴重影響了濕地生態系統健康。有關研究和實踐已就生物個體應對勻質性污染建立了較為成熟和完善的評價方法和體系,但對異質性分布的重金屬在生態毒理學方面開展的相關研究,還不能為濕地生態系統的評價和恢復提供可靠依據。由于濕地植物克隆現象的普遍存在,同一克隆種群能占據不同的污染斑塊,其獨特的生態適應性和可塑性為解決上述問題提供了新的切入點。
武漢植物園水生植物適應性進化學科組嚴雪博士等人選擇長江中下游廣泛分布的苦草開展研究,從克隆種群層面研究了苦草面對異質性銅污染時的風險分攤、生境選擇和勞動分工模式。結果顯示,銅離子能在苦草的根中大量富集,同時能向頂運輸并在克隆體系中實現向地和水平擴散,進而將污染脅迫的風險分攤到整個克隆種群;苦草將子代個體隨機分布在異質性污染斑塊中,沒有表現出在資源異質性生境中常見的趨利避害機制;苦草個體遭遇異質性銅污染時,并沒有實施水生植物在資源異質性生境中經常表現的勞動分工策略,而是應激性加大了對根的資源投資以滿足對營養攫取的需要,這是一種利弊權衡的結果。
該研究揭示了克隆水生植物及其個體在異質性污染中的生態適應差異,為重金屬污染的濕地生態系統生態修復提供了新的科學依據。
該項工作得到了國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導專項的資助。研究成果“Risk spreading, habitat selection and division of biomass in a submerged clonal plant: responses to heterogeneous copper pollution”已發表在生態環境類權威期刊Environmental Pollution. 2013.174,114—120.
(水生植物適應性進化學學科組)