【摘 要】
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随着电解金属锰行业的不断发展,开采碳酸盐型锰矿带来的重金属污染严重破坏了区域物种多样性。藓类植物在全球碳氮循环、土壤水土保持,以及生态系统的演替等方面,具有重要的生态功能。然而,碳酸盐型锰矿区重金属对藓类植物群落功能多样性、生理生化活动的影响尚不清楚。本研究以中国南部花垣锰矿、湘江锰矿和南茶锰矿为研究地点,调查了藓类物种组成和功能性状特征（生活型:丛集型、交织型或垫型;叶型:宽叶或窄叶;有疣叶或无
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随着电解金属锰行业的不断发展,开采碳酸盐型锰矿带来的重金属污染严重破坏了区域物种多样性。藓类植物在全球碳氮循环、土壤水土保持,以及生态系统的演替等方面,具有重要的生态功能。然而,碳酸盐型锰矿区重金属对藓类植物群落功能多样性、生理生化活动的影响尚不清楚。本研究以中国南部花垣锰矿、湘江锰矿和南茶锰矿为研究地点,调查了藓类物种组成和功能性状特征（生活型:丛集型、交织型或垫型;叶型:宽叶或窄叶;有疣叶或无疣叶;背卷叶或扁平叶）,测定了生理指标（超氧化物歧化酶、过氧化物、过氧化氢酶和总叶绿素）以及潜在重金属（Mn、Cr、Zn、Cu、Pb和Cd）的浓度。使用偏最小二乘法路径模型评估了各项指标间的因果效应。主要结果如下:（1）重金属Mn、Cr、Pb和Cd对藓类群落产生了毒害效应,高浓度Mn、Cr、Pb和Cd的复合胁迫加剧了藓类植物膜脂过氧化程度,过量的ROS物质抑制了抗氧化酶的活性。重金属对总叶绿素的合成具有抑制作用,而抗氧化酶（SOD、POD和CAT）也无法完全消除ROS物质。总体上,重金属胁迫对藓类群落的生理活动有负面影响,但该结论仍需进行室内实验加以验证。（2）在南茶锰矿、湘江锰矿和花垣锰矿共发现了17科31属73种藓类植物。优势科为丛藓科Pottiaceae（30.1%）、真藓科Bryaceae（21.9%）、葫芦藓科Funariaceae（8.2%）、青藓科Brachytheciaceae（8.2%）、牛毛藓科Ditrichaceae（5.5%）、珠藓科Bartramiaceae（4.1%）和金发藓科Polytrichaceae（4.1%）。其中,丛藓科Pottiaceae和真藓科Bryaceae是绝对的优势科,研究区藓类植物优势属为真藓属Bryum、扭口藓属Barbula、青藓属Brachythecium、丛本藓属Anoectangium、毛口藓属Trichostomum、牛毛藓属Ditrichum、葫芦藓属Funaria和立碗藓属Physcomitrium。（3）随着表层土壤重金属浓度升高,藓类群落的局部物种多样性呈递减趋势,相较于重金属水平较高的样点,重金属水平较低样点的物种丰富度更高。物种多样性的空间变化表明,随着表层土壤重金属浓度升高,藓类群落结构趋于简单化,物种丰富度显著下降,单一物种的均匀性变大。在重金属水平较高的样点,群落间的丰富度差异较大,也更容易发生物种替换,而在重金属水平较低的样点,群落间的丰富度差异较小,群落结构也相对稳定。（4）不同的藓类物种对不同表层土壤重金属水平样点的生态偏好不同。偏爱表层土壤重金属水平较低样点,而厌恶表层土壤重金属水平较高样点的物种有26种;偏爱表层土壤重金属水平较高样点,而厌恶表层土壤重金属水平较低样点的物种有15种。（5）共计发现8种藓类群落功能组,第一组,大多为丛集型藓类物种,叶片狭窄、有疣、背卷;第二组,大多为交织型或垫型藓类物种,叶片宽大、无疣、背卷或扁平;第三组,大多为丛集型藓类物种,叶片宽大、有疣、背卷;第四组,大多为丛集型藓类物种,叶片宽大、无疣、扁平;第五组,大多为丛集型藓类物种,叶片宽大、有疣、扁平;第六组,大多为丛集型藓类物种,叶片狭窄、无疣、扁平;第七组,大多为丛集型藓类物种,叶片狭窄、无疣、背卷;第八组,大多为丛集型藓类物种,叶片狭窄、有疣、扁平。表层土壤重金属通过恶化土壤条件阻碍了植被生长,并最终改变了藓类群落的微环境。随着表层土壤重金属水平升高,藓类群落中物种间的生态位重叠程度减弱,物种生态位的互补程度显著降低,且群落功能组的数量明显减少。丛集型和叶上有疣的功能性状特征与微环境变得更加干燥和暴露有关,而窄叶和叶背卷的功能性状特征有利于减少藓类植物与重金属颗粒的交互作用。
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