苔藓植物是公认对大气污染敏感的指示植物,它具有灵敏、精确和直接等特点,被广泛应用于监测地区和城市的环境质量与变化。上海作为迅速发展的中国最大城市,环境的质量与变化倍受人们关注。本研究筛选小羽藓属植物为材料,采用原子吸收光谱法,分析不同样点植物体内的Cu、Pb、Cd、Zn、Cr五种重金属元素含量,监测和研究上海市环境重金属污染现状和历史变化。主要研究结果如下:(1)对采自上海佘山不同生境的10科12属13种苔藓植物体内的Cu、Pb、Cd、Zn、Cr五种重金属元素含量进行了测定和比较。分析结果表明:不同种类、不同生境的苔藓植物对同一种重金属的富集能力不同,而同种苔藓植物对不同种类重金属的富集能力也不相同。筛选小羽藓属植物作为上海的环境重金属污染监测指示物种。(2)对上海市11个样点的小羽藓植物体内与相应的土壤中重金属元素含量及大气PM10浓度进行了测定和相关性分析。结果表明,植物体内富集的重金属与土壤中重金属含量存在一定相关性,与大气中PM10含量相关性很强。因此,可以通过测定苔藓植物体内的Pb等重金属元素含量反映大气PM10浓度。(3)对2005年采集于上海市不同地区的31个样点小羽藓属植物体内Cu、Pb、Cd、Zn、Cr五种重金属元素含量进行了测定。采用最小方差聚类分析结果将上海市31个样点按照重金属污染的程度分为4个样点组,与环境污染程度有一定关系。采用内插法所作重金属分布等值线图与上海市目前工业区分布格局明显一致。(4)为研究上海市重金属污染的历史变化,从上海自然博物馆收集16个样点的1965、1975(1974-1976)、1980(1978-1982)的小羽藓历史标本样品。对样品和2005年采集的小羽藓体内的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr五种重金属元素含量进行了测定。采用内插法所作不同年代重金属等值线分布图,并用双因素方差分析、线性回归分析方法对佘山、金山石化和上海市四个样点平均值的小羽藓体内重金属含量在不同历史时期的变化进行了比较分析。结果显示,上海市各样点小羽藓体内的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr五种重金属元素的含量在1965至2005年间均逐步显著的增加,五种重金属元素含量的增长速率快慢依次为Cr>Cu>Cd>Pb>Zn。一些重要污染源对小羽藓体内重金属含量的增加有明显影响,导致上海这些年来重金属含量增加的主要污染源来自工业和交通。本研究为上海市的重金属污染状况和时空变化的评估提供了科学依据,也为用苔藓植物指示城市环境质量和变化提供了技术方法。结果进一步说明,苔藓是良好的环境质量的生物指示植物,不但可以指示环境污染的现状,而且可以用于对环境变化的长期监测,有广阔的推广应用前景。