北京城区道路绿地不同绿化模式植物重金属富集效能研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:prince262
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随着经济社会的快速发展,城市道路基础设施不断完善,交通运输带来便利的同时也伴随着系列环境问题的产生,其中之一就是道路重金属污染,通过大气-土壤-植物系统作用直接或间接危害人体健康。绿化植物作为道路有生命的重要组成部分,在防护和净化重金属污染方面发挥重要作用。本文以北京城区道路两侧不同绿化模式的绿化植物为研究对象,分析不同乔、灌、草中Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb7种重金属元素浓度,比较不同绿化模式重金属富集效能,探讨树木重金属吸收的影响因素。研究结果显示:(1)绿化植物对重金属的富集吸收因器官、元素种类的不同而差异明显。总体上,乔木树种各器官以树皮、树根中重金属浓度及富集吸收能力最高,树叶次之,而树干最低;而灌木中重金属浓度以树根和树叶最高,树枝次之,树干最弱,但重金属富集能力为树根>树枝>树叶>树干。各类型植物中7种重金属元素的浓度均以Zn、Mn最高,而Cd、Pb最低,与土壤中重金属浓度大小排序比较相似(Zn、Mn>Cu>Cr>Ni>Pb、Cd),但对重金属的富集吸收则表现为Zn、Pb的富集能力较强,而Mn较弱。(2)不同绿化植物对重金属的富集吸收能力不均一,乔木型中4种不同行道树对重金属的富集能力大小依次为毛白杨>栾树>国槐>臭椿;灌木型中3种路旁绿化灌木的重金属富集能力以铺地柏最高,金叶女贞次之,而大叶黄杨则最弱;综合比较乔草型和乔灌草型中11种绿化植物的重金属富集吸收能力,总体上草坪草对重金属的富集能力较强,其中黑麦草对Cr、Mn、Zn、Cd、Pb的富集系数均>1,达到超富集植物的标准(EF>1),11种乔、灌、草植物重金属富集能力依次为黑麦草>早熟禾>铺地柏>白蜡>萱草>金叶女贞>麦冬>大叶黄杨>臭椿>木槿>紫叶李。(3)根据生物量和重金属浓度估算4种不同绿化模式中绿化植物单株或群落的重金属贮量,并根据单位绿化面积和单位绿化空间重金属富集量评价重金属富集效能。其中,乔木型中,单株重金属总贮量大小依次为毛白杨>臭椿>栾树>国槐,单位绿化面积和单位绿化空间重金属富集量均以毛白杨最高,整体上重金属富集效能最高,而国槐、臭椿较低;灌木型中,单株重金属总贮量以铺地柏最高,金叶女贞次之,而大叶黄杨最低,但由于金叶女贞对土地和空间的高效利用,其重金属富集效能高于铺地柏和大叶黄杨;乔草型中,配置臭椿+黑麦草与配置白蜡+紫叶李+麦冬重金属富集效能较高,而紫叶李+早熟禾和白蜡+麦冬重金属富集效能都较低;乔灌草型中,以臭椿+大叶黄杨+金叶女贞+萱草+黑麦草这一绿化模式的重金属富集效能最高。(4)总体评价4种绿化模式(乔木型、灌木型、乔草型、乔灌草型)的重金属富集效能,从绿化面积来看,总体上单位重金属富集量大小依次为乔灌草型>乔草型>乔木型>灌木型,其中由于行道树毛白杨占地面积少,而且重金属富集能力强,故单位绿化面积重金属富集量最高;从绿化空间来看,单位重金属富集量大小依次为乔灌草型>乔草型>灌木型>乔木型(毛白杨除外)。可见乔灌草型绿化模式对重金属的富集效能最高。(5)树木对重金属的富集吸收因胸径大小、生长季节、修剪方式的不同差异较大。总体上,随着胸径增大,国槐对重金属的富集吸收能力呈下降趋势,;落叶期各器官中Cr、Mn、Zn3种重金属元素浓度高于生长期,而且国槐树叶和树干于落叶期对重金属的转运能力都有所提高,树枝的转运能力下降,7种重金属元素中Cu、Zn的转运能力有所提高,而有害重金属Cr、Ni、Pb的转运能力降低;修枝、截枝、截干3种不同的修剪方式中,以截干对国槐重金属的富集吸收影响最大,重金属富集能力最弱,而轻度修枝的国槐重金属富集能力最高。(6)采用单项污染评价法对台基厂大街、学院路、北四环中路、中关村东路4条采样道路土壤重金属污染状况进行评价,该4条道路土壤中Cd污染严重,其次是Cu、Zn污染,Cr、Ni元素均未超出污染限,以台基厂大街重金属污染最为严重。各土壤重金属元素的相关性分析表明土壤中Mn、Cr、Ni、Cu的污染来源可能比较相似,土壤中Cr、Mn浓度可能对植物Cu吸收产生一定的影响。
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