基于断裂改良最小累积阻力模型和生态网络韧性评估的喀斯特地貌修复分区研究：以中国贵州为例

《Ecological Engineering》：Karst restoration zoning based on fracture-modified minimum cumulative resistance model and ecological network resilience assessment: A case study in Guizhou, China

苔藓混凝土表面快速建层及户外适应性研究提出两步法：室内低光（70 μmol/m2/s）每日灌溉6周后改为每4天一次以诱导干旱耐受，再移至室外覆盖遮光网3个月适应高光和紫外线。结果显示，Tortula muralis等物种户外适应良好，而Ptychostomum capillare等生长快但附着力差。建议结合外源激素或粘合剂改善附着力。

　　在现代城市环境中，生物亲和混凝土作为一种支持生物生长的建筑材料，近年来受到了越来越多的关注。这类混凝土表面能够自然地支持苔藓的生长，但通常需要多年时间才能形成稳定的苔藓层，而通过室内培育后移至户外的方式，往往会导致较差的长期存活率。本研究旨在开发一种快速建立苔藓层的方法，同时确保苔藓在户外环境中的长期生存能力。为此，研究采用了两步策略：首先在室内条件下促进苔藓的快速生长，随后将苔藓层硬化并移至户外。研究结果表明，室内条件下使用较低的光照强度（70 μmol m?2 s?1 全光谱）并每日浇水六周，可以有效促进苔藓的生长。在随后的六周内，逐渐减少浇水频率至每四天一次，以诱导干旱硬化，这有助于提高苔藓在户外的适应性。实验数据显示，对于两种苔藓类型（acrocarp 和 pleurocarp），在这一方法下，覆盖率达到 15.1% 和 51.7%，生长高度分别为 11.2 mm 和 15.5 mm。此外，移至户外后，使用遮光布覆盖三个月，有助于苔藓适应紫外线和高强度光照条件，从而提高其存活率。

研究还发现，某些苔藓种类如 T. muralis 在室内生长较慢，但适应户外环境的能力最强，无论是在朝北还是朝南的表面。相比之下，P. capillare 和 B. rutabulum 在室内生长较快，但在移至户外后容易发生表面附着问题，这种附着问题在某些情况下可以通过使用苔藓混合物来改善。因此，本研究为识别影响苔藓在生物亲和混凝土上生长和生存的因素提供了初步的参考。

在开发此类方法的过程中，面临的主要挑战之一是，如何在初期建立一个稳定的苔藓层。大多数常见的苔藓种类都属于高度耐旱的苔藓类植物，这意味着它们可以在干燥环境中存活，但在此期间无法进行碳吸收。因此，保持苔藓持续湿润对于其生长至关重要，但过度湿润也可能导致生理压力。为了解决这一矛盾，研究提出了一种“干旱硬化”过程，即在苔藓初始生长阶段后，通过逐渐减少浇水频率来诱导其适应干旱条件。这种策略在提高苔藓在户外环境中的生存能力方面显示出积极效果。

另一个挑战是确定适合苔藓生长的光照条件。苔藓通常适应低光照环境，它们的叶绿素含量表明了这一特性，同时，由于它们只有一个叶细胞层，其光合作用细胞直接暴露于阳光下。然而，不同苔藓种类对光照补偿点和饱和点的反应存在显著差异，这表明需要根据具体情况进行调整。在实验中，使用 70 μmol m?2 s?1 的 PAR 光照强度，结合适当的干旱硬化处理，被证明是最有效的组合。这不仅促进了苔藓的生长，还提高了其对户外环境的适应性。

为了评估苔藓层的生长情况，研究采用了三种指标：绿色覆盖度、苔藓层厚度和光合作用效率。通过在实验结束时拍摄样本照片，并使用 Canopeo for Windows 软件分析，可以得出苔藓的覆盖度。此外，使用游标测量苔藓层的厚度，以评估其生长情况。光合作用效率则通过测量叶绿素 α 荧光，以获取 Fv/Fm 值，这一值反映了光合作用系统的健康状况。研究发现，即使在户外环境中，苔藓仍能保持较高的光合作用效率，表明其适应性良好。

研究结果还表明，使用混合苔藓种类可以提高绿色覆盖度和苔藓层厚度。在实验中，混合苔藓的覆盖度和生长效果优于单一物种，这可能是因为不同苔藓种类的根状结构能够互补，从而增强整体的附着能力。然而，某些混合物如 T. muralis 和 R. confertum 在朝南表面的覆盖度和厚度表现较差，这可能表明在恶劣环境中存在竞争关系，从而影响其生长效果。

在考虑苔藓的适应性和生存能力时，研究发现，某些苔藓种类如 T. muralis 在户外环境中表现出良好的适应性，而其他种类如 P. capillare 和 B. rutabulum 虽然生长较快，但附着能力较差，尤其是在朝南的表面。因此，提高苔藓附着能力是未来研究的重要方向。这可以通过应用外源植物激素、使用人工粘合剂或采用多物种苔藓混合物来实现。

此外，研究还探讨了不同光照和浇水频率对苔藓生长的影响。结果显示，对于 acrocarp 和 pleurocarp 类型的苔藓混合物，浇水频率和光照强度对绿色覆盖度和层厚度具有显著影响。然而，浇水频率的调整可以有效诱导干旱硬化，而不显著影响苔藓的生长效果。这表明，在室内阶段，通过调整浇水频率可以提高苔藓的适应性，从而减少户外阶段对灌溉的依赖。

综上所述，本研究提出了一种有效的两步策略，通过室内条件下的快速生长和适当的干旱硬化处理，结合户外的光照适应，以促进苔藓在生物亲和混凝土上的稳定生长。这种方法不仅提高了苔藓的生长速度，还增强了其在户外环境中的适应性和生存能力。研究还指出，未来可以通过进一步优化光照和浇水策略，以及探索苔藓粘合剂和植物激素的应用，来提高苔藓的附着能力，从而实现更持久的生态覆盖。