土壤污染和植物變異
正文
土壤污染能使植物發生生態學特性變化，或產生遺傳變異，以適應變化了的環境。土壤有機物污染引起的植物變異 這種污染達到一定濃度,會造成植物的急性中毒。由於土壤自淨能力較強，有的有機物容易分解,中毒現象很快就會緩解;有的有機物在土壤中難以分解，能引起植物的變異。例如生長在裏海沿岸瀝青土壤上的眼子菜科植物矮大葉藻(Zosteranana)比正常條件下生長的體積大5倍，藜科植物等也出現碩大態類型。
土壤無機物污染引起的植物變異 有幾種變異形式。第一種形式是植物逐步變異演化成新的生態型。忍耐土壤金屬污染的生態型的出現,是進化作用的例證之一,如剪股穎屬植物細弱剪股穎 (Agrostis tenuis)常常在有毒礦渣上首先出現,這是生態型的選擇結果。出現在比利時、波蘭、德國和澳大利亞異極鋅礦的土壤上的堇菜屬植物蘆葦葉堇菜(Viola calaminare)和菥蓂屬植物蘆葦葉菥蓂(Thlaspi calaminare)分別是歐洲堇菜（Viola lutea）和高山菥蓂(Thlaspi alpestre)的化學誘變型。土壤受氯化物、硫酸鹽等無機鹽污染出現鹽漬化，植物長期適應這種土壤，變異演化成鹽生植物生態型，如多漿性等。自然選擇以持續不斷的不易察覺的作用，使有機體由細微的個體變異演化為變種，有的進一步演化為種。
第二種形式是植物器官的外部變化。如在某礦區鋅污染的土壤上生長的鐘形罌粟(Papaver macrostemum)，花瓣出現缺刻現象。在銅和鉬污染的土壤上生長的點瓣罌粟(Papaver commutatum)，花瓣上出現黑色條紋（圖1）。在鎳污染的矽酸鹽土壤上生長的掌葉白頭翁(Pulsatilla patens),缺少花瓣；在鎳沉積物的土壤上生長時，花呈白色。園林工人用施加鐵、鋁的辦法可以使紅繡球花屬的一種植物的花變為藍色。 第三種形式是植株個體的變態，變成矮小態或碩大態。在紐西蘭生長的灌木海桐花屬植物硬葉海桐花(Pit-tosporum rigidium)在正常條件下可生長到 4米多高，而在蛇紋岩地區卻變成一種幾十厘米高的墊狀植物。有的植物如蒿屬植物 (Artemisia lercheana）和木地膚(Kochiaprostrata) 生長在中等濃度硼污染的土壤上比生長在硼含量正常的土壤上的植株更大；而生長在高硼污染的土壤上的駝絨蒿(Eurotia ceratoides)則變成矮小態或畸形。
土壤放射性污染引起的植物變異 這種污染引起的植物變異，與上述變異大致相同。有花顏色的變化，如放射性礦區曼陀羅花 (Datula stramonium)從純白色變為洋紅花；有形態上的變異，如有些植物缺少花瓣或雄蕊，並具有非常大的、綠色的萼片。生長在放射性污染區域的篤斯越桔(Vaccinium uliginosum)有 6種變異的果實（圖2）。還有其他的變異，如在日本廣島核子彈爆炸後的下一個季節觀察到各種穀物的產量都出現異常。 研究意義 土壤污染和植物變異的研究，在理論上是把土壤中的污染物作為生態因子之一，研究它對植物的生態學影響，探討自然界的規律。生產實踐中則是利用一些植物忍耐變異的生態型或變種，在有毒礦床和冶煉廢渣上形成植被。生長在含有大量重金屬的土壤上的某些植物種群,常常演化成耐性強的種,這對於改造被破壞了的生態環境、保持生態平衡有重要作用。此外，可利用某些具有變異特徵的植物或植物的忍耐生態型作為土壤污染的監測植物。
參考書目
R.R.Brooks，Geobotany and Biogeochemistry in Mineral Exploration,Harper & Row Publishers, New York,1972.
J.R.Etherington,Environment and Plant Ecology,John Wiley & Sons,New York,1975.
