道路融雪盐导致生物滞留系统植被覆盖减少的机制研究及其生态修复意义

针对冬季道路融雪盐(NaCl)导致生物滞留系统(bioretention systems)植被退化问题，多伦多大学团队通过19个站点的季节性监测，发现盐分滞留引发植物钠(Na+)、氯(Cl-)离子积累和养分失衡，导致低耐盐物种如'Hemerocallis'出现>50%叶损伤，系统植被覆盖与盐浓度呈显著负相关(R2=0.53)。该研究为寒冷地区生态工程设计提供了关键盐耐受物种筛选依据。

　　

在寒冷地区的城市道路系统中，冬季道路融雪盐的广泛使用带来一个鲜为人知的生态问题——这些盐分正在悄然破坏路边生物滞留系统的植被健康。生物滞留系统作为重要的"海绵城市"基础设施，依赖植物实现雨水净化、径流削减和生态调节等功能。然而近年来，多伦多等寒冷城市频繁观察到系统内植被退化现象，而融雪盐的长期影响机制尚不明确。

为揭示这一环境难题，多伦多大学（University of Toronto）的研究团队展开了一项系统性研究。通过对19个生物滞留站点的全年监测，研究人员首次量化了融雪盐在系统中的滞留规律及其对植物的级联效应。研究发现，看似短暂的冬季盐分施用，竟能在介质中形成"盐分遗产"，持续影响植物生长季的生理功能。相关成果发表在环境科学领域权威期刊《Science of The Total Environment》上。

研究团队采用多尺度技术方法：通过TEROS^? 12传感器连续监测介质电导率(EC)；采用ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱）和离子色谱(IC)分别测定介质和植物组织的Na⁺、Cl^-及营养元素；结合图像分析法量化植被覆盖；运用线性混合效应模型(LMMs)解析盐分与植物响应的剂量关系。

3.1 介质盐分的季节性波动

数据显示冬季介质钠含量(中位数137 mg/kg)显著高于其他季节，但未达到盐渍土标准(EC<4 mS/cm)。有趣的是，传感器记录到瞬时EC峰值达5 mS/cm，说明融雪事件会引发短期高盐胁迫。

3.2 植物组织的离子积累

低耐盐物种如'Happy Returns' daylily叶片钠积累高达2126 mg/kg，显著超过毒阈值(500 mg/kg)。引人注目的是，中耐盐物种Panicum virgatum虽积累586 mg/kg钠，却仅表现<5%损伤，显示独特耐盐机制。

3.3 盐分与植被覆盖的关系

建立的关键模型揭示，介质盐浓度每增加100 mg/kg，植被覆盖下降17%。当前系统平均覆盖率仅64%，远低于设计标准(>80%)，预示其雨水处理功能已受损。

4.4 物种特异性响应

研究发现Common sage（中耐盐）异常积累20 mg/g氯并出现严重损伤，挑战了传统耐盐分类。而Switchgrass展现"盐分截留-低损伤"特性，提示其可作为生物修复物种。

这项研究首次系统阐释了融雪盐通过"介质滞留-离子积累-养分失衡"三联机制损害植被的完整路径。其重要意义在于：为寒冷地区生物滞留系统提供了科学的植物配置方案，建议淘汰低耐盐物种，优先选用Switchgrass等具有离子隔离能力的物种；推动修订道路融雪管理规范，平衡安全与生态需求；建立的盐分-覆盖预测模型可作为系统健康诊断工具。随着气候变化加剧极端降雪事件，这项研究为构建气候适应型绿色基础设施提供了关键科学依据。