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地衣是真菌和藻类或者蓝细菌的共生联合体,其对大气污染极为敏感。许多科学研究者利用其生长速度极为缓慢、缺乏高等植物所普遍具有的表皮,对重金属元素通透性大、富集能力强等特点,通过移植法来监测大气环境中重金属的含量。而南极地区此类研究甚少,仍需进一步深入和拓展。利用常规的地衣形态学研究方法,对前人采自南极乔治王岛的地衣样品进行了分类学鉴定。共鉴定研究地区的常见叶状和枝状地衣物种10种,即王橙衣(Caloplaca regalis)、北方石蕊(Cladonia borealis)、夹心果衣(Himantormia lugubris)、脑纹瘿茶渍(Placopsis contortuplicata)、孔树花(Ramalina terebrata)、球粉衣(Sphaerophorus globosus)、高山珊瑚枝(Stereocaulon alpinum)、南极石耳(Umbilicaria antarctica)、南极松萝(Usnea antarctica)以及簇花松萝(Usnea aurantiacoatra)。提供了每个种的形态特征、生境、地理分布,给出10个物种的检索表和地衣体形态图片。笔者根据检查标本的记录信息,结合相关文献记载,分析了这些地衣在乔治王岛的生态分布。结果表明,所鉴定的10个常见地衣物种可分为广布种、石生种和土生种三类。广布种包括簇花松萝(Usnea aurantiacoatra)、夹心果衣(Himantormia lugubris)和南极松萝(Usnea antarctica)三种,其分布最为广泛,无特定的生境偏好,是该地植被群落的主要组成部分。石生种包括王橙衣(Caloplaca regalis)、孔树花(Ramalina terebrata)、南极石耳(Umbilicaria antarctica)和脑纹瘿茶渍(Placopsis contortuplicata)四种,仅见于岩石上;其中王橙衣(Caloplaca regalis)、孔树花(Ramalina terebrata)特别偏好于鸟类活动频繁的地带,与南极石耳(Umbilicaria antarctica)共同组成近海岸带地衣群落的重要组分;而脑纹瘿茶渍(Placopsis contortuplicata)则偏好于生长在碎石滩上。土生种包括北方石蕊(Cladonia borealis)、球粉衣(Sphaerophorus globosus)和高山珊瑚枝(Stereocaulon alpinum)三种,通常生长在土上,并与藓类一起构成土生群落。对所鉴定的9种常见地衣,以网袋法实验比较其对7种金属元素的富集能力差异,即:簇花松萝(Usnea aurantiacoatra)、夹心果衣(Himantormia lugubris)、北方石蕊(Cladonia borealis)、王橙衣(Caloplaca regalis)、球粉衣(Sphaerophorus globosus)、高山珊瑚枝(Stereocaulon alpinum)、脑纹瘿茶渍(Placopsis contortuplicata)、孔树花(Ramalinaterebrata)、南极石耳(Umbilicaria antarctica)对钴(Co)、铜(Cu)、铬(Cr)、铝(Al)、铅(Pb)、镍(Ni)、镉(Cd)的富集能力。2个月的网袋法实验结果显示,不同地衣对大气沉降金属的富集能力存在差异,这种物种间差异表明不同地衣对于大气沉降金属的灵敏度不同。其中夹心果衣(Himantormia lugubris)对大气沉降中Pb、Co、Al和Cu的富集能力较强,南极石耳(Umbilicaria antarctica)对大气沉降中Ni、Cr和Cd的富集能力较强,而簇花松萝(Usnea aurantiacoatra)对7种元素富集的综合能力最强。因此,在南极乔治王岛的大气沉降重金属元素监测中,夹心果衣是Pb、Co、Al和Cu的良好检测生物,而南极石耳适于检测大气沉降中Ni、Cr和Cd的含量;若综合检测Al、Pb、Ni、Co、Cu、Cr和Cd的大气沉降,簇花松萝(Usnea aurantiacoatra)则是一个很好的选择;如果可以选择两种地衣来监测大气中重金属元素含量时,夹心果衣(Himantormia lugubris)+南极石耳(Umbilicaria antarctica)则是最佳组合。利用电感耦合等离子体质谱仪(安捷伦公司7500系列)和电感耦合等离子体发射光谱仪(Oplima 2000 DV Perkins Elmer)检测采自南极菲尔德斯半岛6种地衣体内(夹心果衣,孔树花,南极石耳,簇花松萝,王橙衣和球粉衣)的13种金属元素(V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Al和Ti)在4个年份(1983、1993、2006、2010)间的含量差异,并计算地衣体内的金属元素的富集因子。结果表明,1)夹心果衣(Himantormia lugubris)和簇花松萝(Usnea aurantiacoatra)体内的多数金属元素来源于其生长基物—岩石,而南极石耳(Umbilicaria antarctica)、王橙衣(Caloplaca regalis)和孔树花(Ramalina terebrata)体内近50%或更多元素主要为非基物来源;2)元素V、Co、As、Fe、Ti和Al主要来自基物,而元素Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd和Mn则是非基物来源;3)地衣体内的各金属元素无论是来自其生长的基物还是非基物来源,5种地衣的13种金属元素在4个年份间均无显著差异。以上结果表明,近20年来,大气沉降在地衣体重金属元素的三个来源(生长基质,包括岩石和土壤;海水喷溅和鸟类排泄物;大气沉降)中不占优势,即南极大气重金属污染的变化程度非常小,其变化量并不足以掩盖基物对地衣体内金属元素的影响。