黎燕瓊，龔固堂，鄭紹偉，陳俊華，謝天資，慕長(zhǎng)龍

(四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都610081)

河岸防護(hù)林對(duì)土壤重金屬含量的影響及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究

黎燕瓊，龔固堂，鄭紹偉，陳俊華，謝天資，慕長(zhǎng)龍*

(四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都610081)

為了解不同植被配置模式的河岸防護(hù)林土壤重金屬的含量特征和污染狀況，提出能有效降解土壤重金屬危害的植被配置模式。本文選擇了成都市沙河生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林帶中的喬灌草、喬草、灌草以及單層灌木林和草坪等5種典型植被配置模式林分，測(cè)定了Mn、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd和As等重金屬和全N、全K和全P等主要營(yíng)養(yǎng)元素在土壤中的分配狀況;并對(duì)土壤重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。①M(fèi)n、Zn、Cr和Pb等8種重金屬元素含量在不同植被配置模式下均有顯著性差異(P＜0.05)，總體表現(xiàn)為Mn含量最高，Zn次之，再次是Cr＞Pb＞Ni＞Cu＞Co;As含量最低。②根據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618—1995)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，Cr、Ni、Cu、Co和As在5中植被配置模式下均沒(méi)有超過(guò)臨界值，Zn在5種植被配置模式下的土壤含量均超過(guò)臨界值;Mn和Pb則表現(xiàn)為部分配置模式下超過(guò)臨界值;③土層中分配上，各元素總體表現(xiàn)為土層20～40 cm含量高于0～20 cm。④通過(guò)相關(guān)性對(duì)重金屬的來(lái)源初步解析表明，0～20 cm土層中重金屬來(lái)源明顯比20～40 cm土層復(fù)雜。⑤Mn、Cr、Co等8種重金屬元素在5種植被配置模式下主要表現(xiàn)為未污染或輕度污染和輕度危害。喬灌草配置模式I(植被從上到下依次為:香樟、女貞+十大功勞、迎春+鳶尾)重金屬含量最低，綜合污染指數(shù)和污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最低。

重金屬;土壤;生態(tài)風(fēng)險(xiǎn);植被配置模式;河岸防護(hù)林

城市森林生態(tài)系統(tǒng)作為城市生態(tài)系統(tǒng)中唯一具有自我修復(fù)的系統(tǒng)，不僅具有固碳釋氧，降溫減噪，改善和美化人居環(huán)境，滯塵、吸收有害氣體、凈化城市空氣，消除城市“熱島效應(yīng)”，調(diào)節(jié)小氣候，保護(hù)生物多樣性等生態(tài)功能;也是動(dòng)物和微生物的棲息地;是地球化學(xué)循環(huán)的儲(chǔ)存庫(kù)［1－2］。近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)、商業(yè)、交通等各種各樣的人類(lèi)活動(dòng)將大量重金屬污染物等帶入城市土壤，造成了土壤重金屬等有毒有害物質(zhì)不斷富集，并逐漸成為重金屬污染“源”。重金屬進(jìn)入城市土壤后，不僅能通過(guò)改變土壤理化性質(zhì)影響植被的生長(zhǎng)，還通過(guò)土壤－植物的遷移過(guò)程中直接影響植物的生理生化和生長(zhǎng)發(fā)育等影響植物的生長(zhǎng);同時(shí)重金屬還通過(guò)大氣、水體、食物鏈等直接或間接地威脅人類(lèi)的生命健康安全［3－5］。城市土壤重金屬污染也受到越來(lái)越多的關(guān)注。

城市河岸帶是城市森林重要分布區(qū)域，在城市水源保護(hù)具有重要作用。研究表明，城市水岸景觀(guān)生態(tài)防護(hù)林能滯留阻控污染物質(zhì)進(jìn)入水體，尤其對(duì)地表徑流中的N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)具有較好的截留轉(zhuǎn)化作用［6］;對(duì)于土壤中不能降解的污染物如重金屬，則一方面可以通過(guò)植物的富積、揮發(fā)、固化等作用減少重金屬含量，另一方面可以通過(guò)土壤微生物與土壤動(dòng)物對(duì)重金屬的吸附積累，通過(guò)降低土壤重金屬的毒性來(lái)減緩重金屬污染［7］。本文對(duì)成都市沙河生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林下土壤中Mn、Cu、Cr、Pb、Zn等8種重金屬污含量及土層分配研究;了解河道不同生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林配置模式對(duì)沿岸土壤重金屬及其污染的影響，為城市水源地重金屬污染防治和水岸生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林建設(shè)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于成都市沙河的生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林帶。沙河，屬岷江水系，是成都市區(qū)內(nèi)第二大河，北起成都市北郊洞子口，沿金牛、成華、錦江三城區(qū)逶迤而下，在市區(qū)匯入府河，全長(zhǎng)22.22 km，河寬18.6～55.0 m，水深2.5～6.7 m。沙河年平均氣溫16.2℃，年平均降雨量947 mm。沙河沿岸土壤主要為黃壤，少有斑塊狀或成片分布的紫色土。為推進(jìn)成都市景觀(guān)綠化廊道建設(shè)，從2001－2004年，開(kāi)展了沙河綠化整治工程，全線(xiàn)栽植水杉(Metasequoia glyptostroboides)、香樟(Cinnamomum camphora)、女貞(Ligustrum lucidum)等高大喬木12.2萬(wàn)株，栽植玉蘭(Magnolia denudata)、紫薇(Lagerstroemia indica)、鐵梗海棠(Chaenomeles speciosa)等花草310多萬(wàn)株，種植麥冬(Ophiopogon japonicus)、白車(chē)軸草(Trifolium repens)、蔥蘭(Zephyranthes candida)、粉條兒菜(Aletris spicata)等草坪20多hm2，總體綠化景觀(guān)帶3.45 km。其中，駟馬橋以上是飲用水源保護(hù)區(qū)，兩岸各留出200 m寬的生態(tài)防護(hù)景觀(guān)林帶，此段設(shè)計(jì)為“人水分離”，人行道與水體由綠帶隔開(kāi)，主要避免河水污染，同時(shí)也減少了河流生態(tài)系統(tǒng)的人為干擾;駟馬橋以下是50 m寬的控制綠化帶，主要作為城市濱水綠化景區(qū)設(shè)計(jì)。

2 研究方法

2.1 樣地的選擇與取樣

試驗(yàn)區(qū)域選擇駟馬橋以上的生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林區(qū)。該區(qū)域汽車(chē)、摩托車(chē)等機(jī)動(dòng)車(chē)通行量較少，附近有少量居民會(huì)沿林內(nèi)健康休閑步道徒步進(jìn)入林區(qū)。同時(shí)根據(jù)成渝地區(qū)城市森林建設(shè)現(xiàn)狀，選擇了喬灌草、喬草、灌草以及單層灌木林、草坪等5種典型的植被配置模式(表1)，在河岸兩邊，按照間隔200 m的距離，設(shè)置植被配置模式林分樣地，每塊林分面積不低于0.10 hm2(林帶長(zhǎng)≥50 m，寬≥25 m)。每個(gè)取樣林分中間段，沿垂直河岸的方向，在林內(nèi)以10米等距離布置3～5個(gè)土壤取樣點(diǎn)，挖掘土壤剖面，按照0～20、20～40 cm分層次取樣，測(cè)定土壤理化學(xué)性質(zhì)、重金屬含量等，以平均值進(jìn)行比較分析。因本研究只針對(duì)地面植被對(duì)土壤重金屬的影響，因此樣地選擇主要根據(jù)前期本底調(diào)查結(jié)果，樣地選擇了該區(qū)域在生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林建設(shè)前為城市中的撂荒地，植被主要以自然生長(zhǎng)的構(gòu)樹(shù)為主，土壤中重金屬濃度(表2)經(jīng)方差分析沒(méi)有顯著性差異的試驗(yàn)地為研究對(duì)象。

2.2 樣品分析處理

土壤全氮采用濃硫酸消解，開(kāi)氏定氮法測(cè)定;全磷、全鉀，采用HCLO4-HF消解，IPC-AES測(cè)定;重金屬含量采用硝酸+氟酸微薄消解，ICP-MS檢測(cè);其中微波消解儀器采用CEMMARS6，ICP-MS檢測(cè)儀器為NexION300。土壤處理與以及土壤全氮、全磷、全鉀和重金屬含量測(cè)定均由中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所土壤分析實(shí)驗(yàn)室處理與分析測(cè)定。

2.3 重金屬污染評(píng)價(jià)方法

以土壤重金屬含量的均值進(jìn)行重金屬污染和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法采用單項(xiàng)指標(biāo)(Pi)和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)(P)法和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)(Ei)和潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(RI)的評(píng)價(jià)方法［8－10］。毒害系數(shù)Mn =Zn=1＜Cr=2＜Cu=Ni=Pb=Co=5＜Cd=30＜Hg=40［11］，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度劃分依據(jù)采用張菊［8］等劃分的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn):E＜40，RI＜150為輕微污染;40≤E＜80，150≤RI＜300為中等污染;80≤E＜160，300≤RI＜600為強(qiáng)污染;160≤E＜320，600≤RI＜1200為很強(qiáng)污染;E≥320，RI≥1200為極強(qiáng)污染。主要計(jì)算公式如下:

表1 樣地概況Table1 The profile of sampling plots

其中，Pi為某重金屬的單因子污染指數(shù);P為植被配置林分的內(nèi)梅羅綜合指數(shù);Ci為土壤中重金屬的實(shí)測(cè)含量;Si為重金屬的參比值，由于試驗(yàn)區(qū)屬于飲用水源地，本文采用的是土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618—1995)中一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的臨界值(飲用水水源地的土壤限制值)［9］作為參比值，其中Mn以《中國(guó)土壤元素背景值》中四川省Mn元素值［10］為參比值。Ei為潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，RI為潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，Ti為某重金屬的毒性系數(shù)。

2.4 數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)處理:采用Spss17.0和Excel2013處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 重金屬元素在土壤中的含量及分配狀況

從不同植被配置下土壤重金屬元素的含量及分布特征表(表2)可以看出，在0～40 cm土層中，Mn、Zn、Cr和Pb等8種重金屬元素平均含量在不同植被配置的林分內(nèi)表現(xiàn)出較大的差異性。其中Mn含量最高，分布范圍在(336.3±14.3)～(782.8± 18.0)mg/kg;并表現(xiàn)為配置模式III、IV與I、II、V，配置模式I、II與V之間有顯著性差異(P＜0.05)。Zn含量次之，分布范圍在(144.4±3.2)～(308.1± 2.0)mg/kg;配置模式Ⅱ顯著性高于其余配置模式。再次是Cr［(45.1±3.3)～(71.1±1.0)mg/kg］＞Pb［(24.6±1.2)～(57.0±1.5)mg/kg］＞Ni［(26.9±0.7)～(38.8±0.5)mg/kg］＞Cu［(23.5±1.0)～(48.0±4.3)mg/kg］＞Co［(10.4±2.3)～(14.1 ±0.7)mg/kg］;As含量最低，分布在(9.05±0.32)～(13.0±1.2)mg/kg。

從重金屬元素在土層中分配可以看出，在0～20和20～40 cm土壤中，除了Mn和Cu，其余各元素總體表現(xiàn)為土層20～40 cm含量高于0～20 cm;但在不同植被配置模式下各元素含量大小表現(xiàn)出較大差異。其中植被配置模式III的Mn和Pb，配置模式I的Zn，配置模式I、II、IV和V的Cr，配置模式I和III的Ni、Cu和As，配置模式I、III和V的Co均表現(xiàn)為土層20～40 cm含量高于0～20 cm;其余配置模式下的所測(cè)定的重金屬均表現(xiàn)為為土層0～20 cm含量高于20～40 cm。

表2 土壤重金屬的環(huán)境背景值和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值Table 2 Environmental background and environmental quality standard values of soil heavymetals

表3 不同配置模式下土壤重金屬含量及其分布特征Table 3 Heavymetal concentration of soil and their distribution in different vegetation deploymentmodels

3.2 重金屬元素與主要營(yíng)養(yǎng)元素的相關(guān)性

為探討城市森林不同植被配置模式對(duì)土壤中各種重金屬的吸附影響，對(duì)土壤重金屬元素之間及其與土壤營(yíng)養(yǎng)元素指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析。結(jié)果(表4)表明，各重金屬元素之間及其與土壤的全N、全P、全K均有相關(guān)性，但不同土層上，表現(xiàn)有差異。幾種植被配置模式下，重金屬元素之間及其與主要營(yíng)養(yǎng)元素的相關(guān)性總體表現(xiàn)為:Mn與全N、全P，Cr與Zn、全K，Co與Zn、全K，Ni與全K，Cu與全K，Zn與Pb、As，As與全K均呈極顯著負(fù)相關(guān)，Cr與Co、Ni、Cu、As、全P，Co與Ni、Cu、As，Ni與Cu、As、全P，Cu與As、全P，Pb與全P呈極顯著正相關(guān);其余各重金屬元素間沒(méi)有顯著性相關(guān)性。0～20 cm土層中，Mn與Pb、全N，Cr與Zn，Ni與Pb，呈極顯著性負(fù)相關(guān)(P＜0.01)，Co與Ni、Zn與全鉀，Pb與全N都呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01);Mn與Co，Cr與Ni，Co與As，Cu與Zn呈顯著正相關(guān)(P＜0.05); Mn與Cu，Ni與全K呈顯負(fù)相關(guān)(P＜0.05);其余各重金屬元素間沒(méi)有顯著相關(guān)性。20～40 cm土層中，Mn與全N、全P，Cr與Zn、全K，Co與Zn、全K，Ni與Zn、全K，Cu與Zn、全K，Zn與Pb、As，As與全K均呈極顯著負(fù)相關(guān)，Mn與全K，Cr與Co、Ni、Cu、As、全P，Co與Ni、Cu、As，Ni與Cu、As、全P，Cu與As、全P，Pb與As呈極顯著正相關(guān);其余各重金屬元素間沒(méi)有顯著性相關(guān)性。

3.3 不同植被配置模式下土壤污染狀況

從不同植被配置模式下土壤重金屬的污染指數(shù)(表5)可以看出，Mn、Cr、Co等8種重金屬的綜合污染指數(shù)(P)除了植被配置模式II分布于(2.09±0.09)～(2.49±0.13)，屬于中度污染外;其余植被配置模式下，均處于1＜P≤2，屬于輕度污染;同時(shí)因各金屬元素評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同，Mn、Cr、Co等8種重金屬的單因子污染指數(shù)在不同植被配置模式下表現(xiàn)出較大差異。在配置模式I中，Mn、Cr、Co、As和Ni屬于未污染;Cu、Zn和Pb 3種重金屬元素屬于輕度污染(1＜Pi≤2)。在配置模式II中，Zn屬重度污染;Cu屬于輕度污染;其余重金屬元素屬未污染。植被配置模式III中，Mn、Zn、Pb、Cu屬于輕度污染;其余則屬于未污染。植被配置模式IV中，Mn、Zn屬于輕度污染;其余則屬于未污染。植被配置模式V中，Zn和Pb屬于輕度污染;其余則屬于未污染。

表4 重金屬元素之間及其與主要營(yíng)養(yǎng)元素的相關(guān)性分析Table4 Correlation analysis among heavymetals and main nutrients

表5 不同植被配置模式下土壤重金屬污染指數(shù)Table 5 Pollution index of soil heavymetal in different vegetation deploymentmodels

3.4 不同植被配置模式下土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

由于各種重金屬元素的參比標(biāo)準(zhǔn)和毒害系數(shù)的不同，幾種重金屬元素潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)有較大差異。各重金屬的平均潛在生態(tài)危害系數(shù)表現(xiàn)為As的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最高，為7.65;其次是Pb (5.49)＞Cu(4.49)＞Ni(4.15)＞Co(4.03)＞Zn (1.84)，Mn最低，為0.93。從不同植被配置模式下土壤重金屬元素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)表(表6)可以看出，Mn、Cr、Co等8種重金屬潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分布于0.49～9.25，潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)則分布于20.53～36.36，生態(tài)危害均處于輕微水平(E＜40，RI＜150)。

表6 不同植被配置模式下土壤重金屬潛在生態(tài)危害系數(shù)和危害指數(shù)狀況Table 6 Potential ecological risk coefficient and index of soil heavymetals in different vegetation deploymentmodels

4 討論

在不同植被配置模式下，Mn、Zn、Cr和Pb等8種重金屬元素在土壤中的含量均表現(xiàn)出顯著差異。這種結(jié)果應(yīng)該主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面因素，一方面是不同植被配置配置模式下，使林內(nèi)通透度、通達(dá)性等有差異，導(dǎo)致林內(nèi)人為干擾程度出現(xiàn)差異，從而影響了建成后林分內(nèi)重金屬元素的部分輸入;另一方面則是不同植被配置配置模式下形成的小環(huán)境而導(dǎo)致:一是不同植被配置模式下，植物本身對(duì)重金屬的吸附差異［12－16］，會(huì)導(dǎo)致不同植被配置模式下土壤重金屬含量的差異，二是不同植被配置模式造就林內(nèi)小生境差異，導(dǎo)致土壤微生物、動(dòng)物種類(lèi)及其數(shù)量差異，影響土壤微生物、動(dòng)物等在重金屬污染方面對(duì)土壤修復(fù)的成效［17－19］，從而導(dǎo)致不同植被配置模式下土壤重金屬含量的差異，三是不同植被配置模式下形成了不同的生物學(xué)特性，改變了林內(nèi)土壤化學(xué)性質(zhì)如N、P、K含量，導(dǎo)致對(duì)不同重金屬的吸附和累積有較為明顯的影響［20－21］，從而引起不同植被配置種重金屬含量特征及同一植被配置模式下不同土層中同種重金屬含量差異顯著［22］。重金屬元素在不同植被配置模式下含量差異性，也表明了生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林對(duì)土壤重金屬污染治理方面具有作用;在今后類(lèi)似區(qū)域的土壤修復(fù)中，可以針對(duì)其區(qū)域內(nèi)特定的重金屬種類(lèi)選擇植物營(yíng)建生態(tài)景觀(guān)林。

Mn、Zn、Cr和Pb等8種重金屬元素在幾種植被配置模式下，土壤重金屬平均含量總體表現(xiàn)為0～20 cm土層中幾種重金屬含量高于20～40 cm土壤含量，即重金屬在土壤中具有表層聚集的現(xiàn)象，并會(huì)隨著土壤水分下滲而向下移動(dòng)，即存在向下遷移現(xiàn)象。這與吳新民［23］等對(duì)南京市不同功能城區(qū)土壤中重金屬Cu、Zn、Pb和Cd的污染特征研究結(jié)論一致。而在植被配置模式III中，重金屬總體則表現(xiàn)為20～40 cm含量高于0～20 cm，這可能是由于該植被配置模式是成渝地區(qū)典型的觀(guān)花植被配置模式，林內(nèi)具有較好的通達(dá)性，尤其在紫薇、白玉蘭的花期，人們通常是在林下近距離接觸，導(dǎo)致林內(nèi)頻繁的人為活動(dòng)或踩踏，從而導(dǎo)致重金屬在類(lèi)植被配置模式下表層聚集的不明顯。

重金屬與土壤全N、全P，全K之間有顯著相關(guān)性，表明該區(qū)域內(nèi)森林土壤營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)重金屬具有較強(qiáng)的吸附性，其營(yíng)養(yǎng)元素是區(qū)域內(nèi)森林土壤中重金屬的重要載體［24］。森林生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)具有自我修復(fù)功能的系統(tǒng)，隨著修復(fù)的進(jìn)行，林內(nèi)土壤微生物的生物量、土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀等營(yíng)養(yǎng)元素會(huì)隨著增加［25］;其中將可能形成部分與重金屬離子形成絡(luò)合物或?qū)Σ糠种亟饘匐x子有一定抗性和解毒性的菌類(lèi)，這將對(duì)于降低土壤重金屬含量有重要意義。

兩兩重金屬元素之間的相關(guān)性顯示:在0～20 cm土層只表現(xiàn)為Mn與Pb、Co、Cu，Cr與Ni、Zn，Co與Ni、As，Cu與Zn，Ni與Pb，有極顯著性相關(guān)性(P＜0.01)或顯著相關(guān)性(P＜0.05)，其余各重金屬元素間無(wú)顯著性相關(guān)性;而在20～40 cm土層除了Zn與Cu和Mn與其余各重金屬之間無(wú)顯著性相關(guān)性外，其余各元素間均有有極顯著性相關(guān)性(P＜0.01)或顯著相關(guān)性(P＜0.05)。按照Robertson等人以土壤重金屬間不否具有相關(guān)性來(lái)大致判斷其重金屬的來(lái)源是否相同的標(biāo)準(zhǔn)看［26］，這種結(jié)果表示在研究區(qū)域內(nèi)，0～20 cm土層中重金屬的來(lái)源可能與20～40 cm土層中不一致。因?yàn)樵谘芯繀^(qū)域中，幾種植被配置林分處于同一環(huán)境，其林內(nèi)20～40 cm土層土壤中Mn、Pb、Co、Cu等重金屬主要來(lái)自于成土母質(zhì)和上層土壤重金屬的向下遷移的結(jié)果，來(lái)源相對(duì)一致;而0～20 cm土層中，重金屬來(lái)源不僅有成土母質(zhì)、人為活動(dòng)，還有空氣顆粒物沉降、降雨等多途徑;各重金屬元素間表現(xiàn)為表現(xiàn)為相互伴隨的復(fù)合污染現(xiàn)象，這與秦魚(yú)生等對(duì)成都平原北部水稻土重金屬含量狀況研究結(jié)論相一致［27］。

對(duì)林分土壤重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，采用單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法和潛在生態(tài)危害(系數(shù))指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果不一致。這與秦魚(yú)生等［27］對(duì)成都平原北部水稻土重金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究結(jié)論相一致。作者認(rèn)為在本研究中宜采用潛在生態(tài)危害(系數(shù))指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果。因?yàn)橥寥乐亟饘俚拇嬖谛螒B(tài)多樣，不同形態(tài)的同一種重金屬元素在生物體內(nèi)的累積及其對(duì)生物體的影響不同，同一形態(tài)的同種元素在不同生物體內(nèi)的累積及其產(chǎn)生的生物效應(yīng)也有差異;只有可被生物吸收形態(tài)的重金屬，才有可能通過(guò)食物鏈進(jìn)入人類(lèi)和動(dòng)植物體內(nèi)，并對(duì)其產(chǎn)生潛在的毒性。潛在的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法中，以重金屬的毒性系數(shù)從生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)和毒理學(xué)特征等［28］方面綜合考慮了重金屬的毒害特征，能綜合反映重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境影響潛力。

5 結(jié)論

從不同植被配置模式下，Mn、Zn、Cr和Pb等8種重金屬含量及林分土壤中重金屬污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估綜合分析結(jié)果表明，配置模式I(植被從上到下依次為:香樟、女貞+十大功勞、迎春+鳶尾)重金屬含量最低，綜合污染指數(shù)和污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最低。城市水源地重金屬污染防治和水岸生態(tài)景觀(guān)防護(hù)林可以采用以下植被配置模式:植被從上到下依次為:香樟、女貞(喬木郁閉度0.6～0.8，常綠喬木為主)+紫薇、玉蘭、三角梅等觀(guān)花灌木(灌木總蓋度40%，平均高2.0 m)+蕨、麥冬等草本(草本蓋度15%，平均高35 cm)。

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(責(zé)任編輯 李潔)

Effect of River Shelter on Concentration of Soil Heavy M etals and Its Ecological Risk

LIYan-qiong，GONG Gu-tang，ZHENG Shao-wei，CHEN Jun-hua，XIE Tian-zi，MU Chang-long*
(Sichuan Academy of Forestry，Sichuan Chengdu 610081，China)

In order to identify the concentration and pollution features of soil heavymetals in the riparian shelter，five vegetation deployment models(I:trees+shrubs，II:trees+grasses，III:shrubs+grasses，IV:shrubs and V:grasses)of ecological landscape shelterwere selected along Sha River in Chengdu，the concentration and distribution pattern ofMn，Cr，Co，Ni，Cu，Zn，Cd and As，aswell as total N，total K and total P in soil weremeasured.Meanwhile，single factor index，comprehensive index and potential ecological risk index were applied to evaluate the riparian soil pollution by heavymetals.The results indicated that:(i)The concentration of the above-mentioned eight heavymetals have significant difference(P＜0.05)among the different vegetation deploymentmodels，Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni＞Cu＞Co＞As.(ii)Taking the critical value in the first category in the EnvironmentalQuality Standards for Soils(GB15618-1995)asevaluation standards，the concentration of Zn was higher than the critical value in all the five vegetation deploymentmodels;The concentration of Mn was higher than the critical value in IIIand IVmodels;The concentration of Pb ishigher than the critical value in I，IIIand Vmodels;The concentrations of Cr，Ni，Cu，Co and Asare lower than the critical value in the fivemodels.(iii)The concentration of each nutrientwashigher in 20－40 cm layer than thatof0－20 cm layer.(iv)The correlation analysis showed that the source of heavymetalswasmore complicated in 0－20 cm soil layer than thatof20－40 cm layer.(v)In conclusion，the soil in the five vegetation deploymentmodelswere not polluted by the above-mentioned eightheavymetals，or justmild pollution or damage occurred.Patterns Iofshrub and shrub allocation had the lowest content of heavymetals，the lowest integrated pollution index and the ecological risk index of pollution.

Heavymetal;Soil;Ecological risk;Vegetation deploymentmodel;Landscape shelter

X592

A

1001－4829(2017)2－0401－08

10.16213/j.cnki.scjas.2017.2.027

2016－04－18

林業(yè)公益行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)課題“美麗城鎮(zhèn)森林景觀(guān)的構(gòu)建技術(shù)研究與示范”(201404301)

黎燕瓊(1979－)，女，重慶石柱人，副研究員，主要從事森林生態(tài)研究以及森林城市建設(shè)等工作，E-mail:527984863 @qq.com;*為通訊作者:慕長(zhǎng)龍(1964－)，研究員，E-mail: mucl2006@aliyun.com。