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[摘 要]由于植物繁殖受环境变化的的重要性，结合近年来植物对污染土壤的修复的重要作用，本研究从污染土壤对植物繁殖策略的影响结合植物修复作用，总结重金属污染土壤对植物繁殖策略影响的规律及污染土壤修复适宜物种的选择，提出今后研究的重点并促进污染环境的治理。
[关键词]繁殖策略；重金属；植物修复
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）38-0201-01
1.重金属污染概况
近年来重金属污染成为全球影响环境和威胁人类健康最重要的环境问题之一[1]。环境污染领域所指的重金属指原子密度大于4.5gcm-3的一类金属元素，主要是Hg、Cd、Pb、Cr和类金属As等生物毒性明显的元素大约有45种，包括Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Sn等，一般属于过渡元素。目前研究最多的重金属污染中的“五毒”指的是铅、镉、铬、汞、砷，具有显著生物毒性。土壤重金属污染是目前世界上污染面积最广、危害程度最大的环境污染问题，因为重金属在土壤中不能被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下大量富集，最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒，最终危害人类健康[2]。
土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，且是一个不可逆的过程，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。如世界著名的日本水俣病、骨痛病就是典型的例证，因此治理和恢复的难度大。在天然状态下，成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响很大，土壤重金属主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但无论自然状态下土壤的重金属含量是否威胁到人类健康，其本质属于天然背景值，而人类活动导致土壤中的重金属含量明显高于原有含量并造成生态环境质量恶化及食品安全问题等现象，才称为土壤重金属污染。
2.重金属污染对植物繁殖策略的影响
繁殖是植物种群更新、个体生活史完成及种群形成、发展和进化的核心，也是生物群落和生态系统演替的基础[3]。在资源限制的生境中，植物为了达到最大繁殖潜力和遗传特征，将有限资源在不同组织或器官间进行有效分配，它控制着植物繁殖与生存及植物终生的生殖与生长的平衡，反映了生殖器官与非生殖器官生物量的比例关系；同时，植物的繁殖物候也发生变化，这种繁殖时间分配的改变可能会导致植物不育或种子产量下降，因为植物的开花时间决定繁殖成功的可能性，进而影响许多植物的适合度，使植物形成自身的适应策略[4]。繁殖物候和繁殖分配是决定种子产量的一个重要因素，导致其繁殖存在权衡，子代种子特性发生变化，包括种子产量、大小、活力等[5]。土壤重金属积累破坏土壤生态系统的同时，也导致重金属在植物根、茎、叶以及果实中大量积累，严重影响植物的生长发育，还会危及动物和人类健康[6]。
3.植物对重金属污染土壤的修复作用
重金属对影响植物的繁殖策略，同时植物对重金属污染土壤具有以一定的修复作用。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，并通过接触、食物链等途径直接或间接危害人类健康。从中国土壤资源状况看，我国遭受不同程度污染的耕地面积已接近2000万hm2，约占耕地面积的1/5。常规的污染土壤修复方法，如淋洗法、热处理、固化、动电修复法等，不仅成本高、效率低，需要特殊仪器和经过培训的专业人员，而且还会破坏土壤结构及微生物区系，还可能导致“二次污染”等，难以大面积应用，而客土换土法并不能从根本上解决重金属污染问题。利用超富集植物修复重金属污染土壤具有投资少、不破坏土壤结构、不引起二次污染等优点，已成为一种可靠而相对安全的环境友好的修复技术，因而引起人们关注。
一旦发生土壤污染，除采取切断污染源的方法外，有时要还要靠换土、淋洗土壤、强化修复、理化修复等方法才能得到解决，其他治理技术可能见效较慢，治理污染土壤通常花费较高成本。治理土壤重金属污染采用工程、物理和化学方法修复重金属污染的土壤，难以大规模处理受污染的土壤，并且能导致土壤结构的破坏、生物活性的下降和土壤肥力的退化，具有一定的局限性；而生物修复是一项新兴的高效修复技术，易被大众所接受，具有良好的社会、生态综合效益，因而该技术具有广阔的应用前景。在植物修复中选用富集重金属植物对重金属污染土壤进行修复，我国目前报道的超富集重金属植物有500多种。例如，铜的超富集植物为海州香蕉和鸭趾草，锌的超富集植物为东南景天，砷的超富集植物蜈蚣草。随着工业的发展，城市土壤污染也越来越严重，在城市市政建设中，具有很强的吸收重金属的特性的白三叶（Trifolium repens L.）被应用广泛。白三叶为豆科三叶草属牧草，又称白车轴草，白花苜蓿，原产欧洲，现广泛分布于温带及亚热带高海拔地区。白三叶是世界著名的优质牧草，是建植人工草地的主要草种之一，近年来广泛用于城市绿化建设。
参考文献
[1] Ali H， Khan E， Sajad MA. Phytoremediation of heavy metals-Concepts and applications[J]. Chemosphere， 2013，91：869-881.
[2] Khan S， Aijun L， Zhang S， Hu Q， Zhu YG. Accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals in lettuce grown in the soils contaminated with long-term wastewater irrigation [J]. Journal of Hazardous Material， 2008， 152：506-692.
[3] Giesel JT. Reproductive Strategies as Adaptations to Life in Temporally Heterogeneous Environments[J]. Annual Review of Ecology and Systematics， 1976， 7：57-79.
[4] Patra M， Bhowmik N， Bandopadhyay B， et al. Comparison of mercury， lead and arsenic with respect to genotoxic effects on plant systems and the development of genetic tolerance [J]. Environmental and Experimental Botany， 2004， 52（3）： 199-223.66.
[5] 徐慶，刘世荣，臧润国.中国特有植物四合木种群的生殖生态特征—种群生殖值及生殖分配研究[J].林业科学，2001，37（2）：36-41.
[6] 刘发欣，高怀友，伍钧.镉的食物链迁移及其污染防治对策研究[J].农业环境科学学报，2006，25（B09）：805-809.
[关键词]繁殖策略；重金属；植物修复
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）38-0201-01
1.重金属污染概况
近年来重金属污染成为全球影响环境和威胁人类健康最重要的环境问题之一[1]。环境污染领域所指的重金属指原子密度大于4.5gcm-3的一类金属元素，主要是Hg、Cd、Pb、Cr和类金属As等生物毒性明显的元素大约有45种，包括Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Sn等，一般属于过渡元素。目前研究最多的重金属污染中的“五毒”指的是铅、镉、铬、汞、砷，具有显著生物毒性。土壤重金属污染是目前世界上污染面积最广、危害程度最大的环境污染问题，因为重金属在土壤中不能被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下大量富集，最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒，最终危害人类健康[2]。
土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，且是一个不可逆的过程，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。如世界著名的日本水俣病、骨痛病就是典型的例证，因此治理和恢复的难度大。在天然状态下，成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响很大，土壤重金属主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但无论自然状态下土壤的重金属含量是否威胁到人类健康，其本质属于天然背景值，而人类活动导致土壤中的重金属含量明显高于原有含量并造成生态环境质量恶化及食品安全问题等现象，才称为土壤重金属污染。
2.重金属污染对植物繁殖策略的影响
繁殖是植物种群更新、个体生活史完成及种群形成、发展和进化的核心，也是生物群落和生态系统演替的基础[3]。在资源限制的生境中，植物为了达到最大繁殖潜力和遗传特征，将有限资源在不同组织或器官间进行有效分配，它控制着植物繁殖与生存及植物终生的生殖与生长的平衡，反映了生殖器官与非生殖器官生物量的比例关系；同时，植物的繁殖物候也发生变化，这种繁殖时间分配的改变可能会导致植物不育或种子产量下降，因为植物的开花时间决定繁殖成功的可能性，进而影响许多植物的适合度，使植物形成自身的适应策略[4]。繁殖物候和繁殖分配是决定种子产量的一个重要因素，导致其繁殖存在权衡，子代种子特性发生变化，包括种子产量、大小、活力等[5]。土壤重金属积累破坏土壤生态系统的同时，也导致重金属在植物根、茎、叶以及果实中大量积累，严重影响植物的生长发育，还会危及动物和人类健康[6]。
3.植物对重金属污染土壤的修复作用
重金属对影响植物的繁殖策略，同时植物对重金属污染土壤具有以一定的修复作用。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，并通过接触、食物链等途径直接或间接危害人类健康。从中国土壤资源状况看，我国遭受不同程度污染的耕地面积已接近2000万hm2，约占耕地面积的1/5。常规的污染土壤修复方法，如淋洗法、热处理、固化、动电修复法等，不仅成本高、效率低，需要特殊仪器和经过培训的专业人员，而且还会破坏土壤结构及微生物区系，还可能导致“二次污染”等，难以大面积应用，而客土换土法并不能从根本上解决重金属污染问题。利用超富集植物修复重金属污染土壤具有投资少、不破坏土壤结构、不引起二次污染等优点，已成为一种可靠而相对安全的环境友好的修复技术，因而引起人们关注。
一旦发生土壤污染，除采取切断污染源的方法外，有时要还要靠换土、淋洗土壤、强化修复、理化修复等方法才能得到解决，其他治理技术可能见效较慢，治理污染土壤通常花费较高成本。治理土壤重金属污染采用工程、物理和化学方法修复重金属污染的土壤，难以大规模处理受污染的土壤，并且能导致土壤结构的破坏、生物活性的下降和土壤肥力的退化，具有一定的局限性；而生物修复是一项新兴的高效修复技术，易被大众所接受，具有良好的社会、生态综合效益，因而该技术具有广阔的应用前景。在植物修复中选用富集重金属植物对重金属污染土壤进行修复，我国目前报道的超富集重金属植物有500多种。例如，铜的超富集植物为海州香蕉和鸭趾草，锌的超富集植物为东南景天，砷的超富集植物蜈蚣草。随着工业的发展，城市土壤污染也越来越严重，在城市市政建设中，具有很强的吸收重金属的特性的白三叶（Trifolium repens L.）被应用广泛。白三叶为豆科三叶草属牧草，又称白车轴草，白花苜蓿，原产欧洲，现广泛分布于温带及亚热带高海拔地区。白三叶是世界著名的优质牧草，是建植人工草地的主要草种之一，近年来广泛用于城市绿化建设。
参考文献
[1] Ali H， Khan E， Sajad MA. Phytoremediation of heavy metals-Concepts and applications[J]. Chemosphere， 2013，91：869-881.
[2] Khan S， Aijun L， Zhang S， Hu Q， Zhu YG. Accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals in lettuce grown in the soils contaminated with long-term wastewater irrigation [J]. Journal of Hazardous Material， 2008， 152：506-692.
[3] Giesel JT. Reproductive Strategies as Adaptations to Life in Temporally Heterogeneous Environments[J]. Annual Review of Ecology and Systematics， 1976， 7：57-79.
[4] Patra M， Bhowmik N， Bandopadhyay B， et al. Comparison of mercury， lead and arsenic with respect to genotoxic effects on plant systems and the development of genetic tolerance [J]. Environmental and Experimental Botany， 2004， 52（3）： 199-223.66.
[5] 徐慶，刘世荣，臧润国.中国特有植物四合木种群的生殖生态特征—种群生殖值及生殖分配研究[J].林业科学，2001，37（2）：36-41.
[6] 刘发欣，高怀友，伍钧.镉的食物链迁移及其污染防治对策研究[J].农业环境科学学报，2006，25（B09）：805-809.