洪 濤，謝運(yùn)球，覃星銘，孔祥勝，歐夢(mèng)夢(mèng)，喻崎雯

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，廣西 桂林 541004；2.自然資源部巖溶生態(tài)系統(tǒng)與石漠化治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541004)

黔西北地處低緯度高海拔地區(qū)，植物資源較豐富，有森林、草地、藥用植物和經(jīng)濟(jì)林植物等。貴州西北部是西南喀斯特地區(qū)的中心，人地矛盾突出，是貴州省水土流失和石漠化最為嚴(yán)重的地區(qū)之一[1-2]。石漠化地區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景特殊，加上開(kāi)發(fā)利用方式不合理，造成該區(qū)土壤侵蝕，土壤質(zhì)量下降，植被遭到嚴(yán)重破壞，區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不斷惡化[3-4]。相關(guān)研究表明，植被恢復(fù)重建是生態(tài)修復(fù)的根本[5]，而植物群落演替受氣候、土壤、地形等各種環(huán)境因子的影響，其中土壤是植物生存的基礎(chǔ)，在植物生長(zhǎng)、發(fā)育及群落演替等方面起著決定性作用[6]。杜虎等[7]研究表明，植物多樣性指標(biāo)與土壤氮素、Al2O3、Fe2O3、土壤微生物生物量碳、真菌和細(xì)菌關(guān)系密切。寧曉波等[8]研究了貴陽(yáng)花溪石灰?guī)r、石灰土與定居植物化學(xué)元素含量特征，結(jié)果表明植被對(duì)石灰土中有機(jī)質(zhì)、N和P含量有相當(dāng)大的影響。土壤與植被相互作用、相互影響，而化學(xué)元素含量則成為其中最重要的紐帶。了解土壤與植物系統(tǒng)中元素地球化學(xué)特征有助于我們更深入地認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行與穩(wěn)定機(jī)制。目前有關(guān)黔西北地區(qū)土壤-植被系統(tǒng)中元素地球化學(xué)特征的研究鮮有報(bào)道，而黔西北地區(qū)在貴州生態(tài)文明建設(shè)中占有重要地位。因此，以黔西北為研究區(qū)，探討典型植物與土壤中大量元素和微量元素的地球化學(xué)特征，重點(diǎn)分析有毒有害元素在系統(tǒng)中的遷移性和變異特征，甄別對(duì)重金屬污染物具有超富集能力的植物[9]，為黔西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于黔西北畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)和大方縣，處于云貴高原向東部低山傾斜的斜坡地帶，地理坐標(biāo)為北緯26°50′～27°46′，東經(jīng)104°51′～106°08′，屬低緯度高海拔地區(qū)，為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛且雨熱同期，具有冬無(wú)嚴(yán)寒、夏無(wú)酷暑、夏短冬長(zhǎng)、春秋相近的氣候特點(diǎn)。多年平均氣溫12.3 ℃，年平均最高氣溫18.5 ℃ ，年平均最低氣溫-9 ℃，年平均降水量1 036 mm，且多集中在4—9月，占全年降水量的80%左右；年日照總時(shí)數(shù)多年平均值為1 344.3 h，占全年可照時(shí)數(shù)的31%。

研究區(qū)出露寒武、奧陶、志留、二疊、三疊、侏羅和第四系等地層，巖性有灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r等碳酸鹽巖，占全區(qū)面積的60%以上，其次為砂巖、頁(yè)巖和泥巖等碎屑巖類(lèi)。此外，峨眉山組(P1-2em)玄武巖在局部地區(qū)也有分布。多樣的成土母巖在錯(cuò)綜復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和氣候條件的影響下形成了較豐富的土壤類(lèi)型，主要有黃棕壤、黃壤、石灰土、紫色土、水稻土、沼澤土和潮土7個(gè)土類(lèi)，22個(gè)亞類(lèi)，50個(gè)土屬。主要成土母巖為碳酸鹽巖、頁(yè)巖和紫砂頁(yè)巖等。黃壤是區(qū)內(nèi)主要地帶性土壤，占研究區(qū)面積的65%左右；紫色土是區(qū)內(nèi)的主要巖性土，面積占比約17%。不同性質(zhì)土壤及水分和熱量差異是影響原始植物群落特征的重要因素。受氣候條件和地理位置影響，研究區(qū)內(nèi)生物資源十分豐富，地帶性植被群落和非地帶性植被群落發(fā)育，地帶性植被群落為北亞熱帶常綠闊葉林，但表現(xiàn)出明顯的過(guò)渡性與次生性特征，受人為活動(dòng)影響，常綠闊葉林植被群落已逐漸被常綠闊葉針葉混交林所取代。較典型的植被群落有杜鵑(Rhododendron)和廣泛分布于暖溫帶和亞熱帶北部的白櫟(Quercusalbus)落葉闊葉林。

1.2 樣品采集、處理與分析

研究區(qū)內(nèi)植被類(lèi)型豐富，考慮到地帶性植被和非地帶性植被及其分布范圍，采集了杉木(Cunninghamialanceolata)、亮葉樺(Betulaluminifera)、馬尾松(Pinusmassoniana)、化香樹(shù)(Platycaryalongipes)、茅栗(Castaneaseguinii)、白櫟、鹽膚木(Rhuschinensis)、柳杉(Cryptomeriafortune)、小葉女貞(Ligustrumquihoui)、鳶尾(Iristectorum)、柏樹(shù)(Platycladusorientalis)、里白(Hicriopterisglauca)、胡桃(Juglansregia)、馬桑(Coriarianepalensis)等16種植被，這些植被基本處于自然狀態(tài)，少有人為干擾。在每株植物的上、中、下、東、西、南、北方向摘取葉子，用自封袋封裝，然后用純凈水沖洗干凈，在60 ℃下烘干，磨成粉末狀，混合均勻，備用。與此同時(shí)，采集相應(yīng)植被的土壤表土層和亞土層混合樣品，去除根系、碎石塊等，自然晾干后碾碎，過(guò)0.85 mm孔徑篩備用。共采集69個(gè)植物樣品和對(duì)應(yīng)的根系土壤樣品，所有樣品送國(guó)土資源部巖溶地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)督檢測(cè)中心測(cè)定，分析指標(biāo)包括有機(jī)質(zhì)、常量元素和微量元素。

2 研究區(qū)土壤與植物地球化學(xué)特征

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)及常量元素含量特征

自然條件下，枯枝落葉及根系為土壤有機(jī)質(zhì)最主要來(lái)源，常綠闊葉針葉混交林土壤通常比灌草地具有更高的有機(jī)質(zhì)含量，相差可達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)。該研究的土壤樣品涵蓋不同土壤類(lèi)型下的原生喬木林地、次生喬木林地、低矮灌草地等土地利用類(lèi)型。樣品測(cè)試結(jié)果(表1)表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為147.0 g·kg-1，具有較強(qiáng)變異性，來(lái)自砂巖地區(qū)的杉木地土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，達(dá)1 670 g·kg-1，來(lái)自泥巖地區(qū)的馬桑低矮灌木層土壤有機(jī)質(zhì)含量最低，僅7.9 g·kg-1，說(shuō)明位于同一氣候帶內(nèi)不同土地利用類(lèi)型下的土壤有機(jī)質(zhì)含量差距較大。

常量元素含量和組成主要受成土母巖影響[8]。此外，植被種類(lèi)、氣候條件、地形地貌和人類(lèi)活動(dòng)等外部條件也深刻影響元素含量和構(gòu)成，導(dǎo)致常量元素含量表現(xiàn)出較強(qiáng)的空間變異性，如Ca和Mg變異系數(shù)分別為2.20和1.29，其在灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖地區(qū)含量較高，而在砂頁(yè)巖、泥巖等碎屑巖區(qū)含量普遍較低。對(duì)于同一巖性土壤，不同植被類(lèi)型也會(huì)導(dǎo)致元素含量差異較大，同位于灰?guī)r地區(qū)的火棘和馬尾松地土壤Ca、Mg含量分別為199.8、39.3和27.5、0.77 g·kg-1，當(dāng)然植被類(lèi)型不是導(dǎo)致這種差異的唯一因素。土壤營(yíng)養(yǎng)元素Fe、K和P變異系數(shù)較小，基本反映土壤背景值，而N表現(xiàn)出較強(qiáng)的變異性，其原因跟N本身易移遷或流失有關(guān)，此外采樣點(diǎn)所處植物群落特征、植物根系固氮微生物特征及部分采樣點(diǎn)可能受農(nóng)業(yè)施肥影響等都會(huì)加劇N含量分異。

表1土壤元素含量統(tǒng)計(jì)特征值

Table1Thestatisticvaluesofelementsofthesoilsamples

元素w1)/(g·kg-1或mg·kg-1)最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)TFe3.20103.0052.403.140.60Mg0.4088.1012.101.571.29Ca0.50199.8014.103.092.20K0.5042.1011.200.860.76TN0.30178.7011.103.052.75有機(jī)質(zhì)7.901 670.00147.0028.511.94Cu4.10245.0056.7547.940.84Pb8.40174.0041.3934.520.83Zn10.00193.0084.2346.140.55Co1.502 731.00163.57393.802.41Mn9.501 961.00635.16566.160.89As2.9138.7013.527.670.57P147.01 353.00670.75314.220.47Cd0.065.000.850.861.01pH值4.407.705.680.970.17

1)TFe、Mg、Ca、K、TN和有機(jī)質(zhì)單位為g·kg-1，其余元素單位為mg·kg-1。

2.2 土壤微量元素含量特征

土壤微量元素含量雖低，但也是植被生長(zhǎng)不可或缺的物質(zhì)，其含量主要受成土母質(zhì)和表生地球化學(xué)作用的影響。表1表明，Cu、Pb、Zn、Co、Mn、As和Cd平均含量均高于全國(guó)土壤背景值(Cu、Pb、Zn、Co、Mn、As和Cd分別為20、23.6、67.7、11.2、482、9.2和0.074 mg·kg-1)[10]，其中Co表現(xiàn)最為顯著，平均含量為全國(guó)背景值的14.6倍且變異較強(qiáng)，最高值達(dá)2 731.0 mg·kg-1，具有明顯的土壤富集特征，可作為找礦的重要標(biāo)識(shí)。此外，有毒元素Pb、As、Cd平均含量為貴州省相應(yīng)背景值(45.0、17.5、0.248)[11-12]的0.92、0.77和3.42倍，且Pb和As表現(xiàn)出弱變異特征，可見(jiàn)黔西北地區(qū)土壤普遍無(wú)Pb和As污染，但As平均含量高出全國(guó)背景值較多，說(shuō)明As為黔西北地區(qū)高背景分布元素，在各類(lèi)巖性巖石中含量均較高，尤其是峨眉山玄武巖。此外，As及其化合物地球化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，容易在土壤中積聚，造成個(gè)別土壤超標(biāo)。土壤Cd超標(biāo)較嚴(yán)重且呈現(xiàn)中等變異，說(shuō)明土壤存在Cd污染，在人類(lèi)活動(dòng)影響較小的情況下，其含量主要受成土母巖制約，這與宋春然等[13]的研究結(jié)果相符，而在人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，人為活動(dòng)可能是Cd的最重要來(lái)源，如CLEMENT等[14]發(fā)現(xiàn)市政垃圾焚燒是導(dǎo)致公路附近土壤Cd富集的主要因素。

2.3 植物元素地球化學(xué)特征

由表2可知，大量營(yíng)養(yǎng)元素Mg、Ca、N、K、P和Fe含量占元素總量的90%以上，為植物中主要元素，變異系數(shù)均較小，相較于土壤中變異性較強(qiáng)的Mg、Ca、N和K，植被對(duì)大量營(yíng)養(yǎng)元素的吸收受成土母巖的影響較小，主要由植物本身生理特性決定，且與植物種類(lèi)關(guān)系不大。而對(duì)微量元素而言，不同植物需求也不同，元素在植物體內(nèi)的生物積累與土壤微量元素含量有關(guān)，對(duì)比土壤和植物中微量元素的變異系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，兩者具有相似性。苗莉等[15]在研究廣東河臺(tái)金礦礦山土壤與植物系統(tǒng)中的微量元素(Au、Cu、Cd和As)時(shí)也發(fā)現(xiàn)，植物中微量元素含量與土壤微量元素含量特征相似。

表2植物元素含量統(tǒng)計(jì)特征值

Table2Thestatisticvaluesofelementsoftheplantsamples

元素w1)/(g·kg-1或mg·kg-1)最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)Mg0.090.620.240.120.51Ca0.353.711.570.860.55TN0.312.261.330.470.36TK0.052.410.680.460.68TP331.002 188.001 163.78459.830.40Cu0.2330.906.866.971.02Pb0.2726.206.435.480.85Zn11.80264.0052.3949.910.95Co0.06110.006.1918.342.96Cd0.1211.001.412.251.60Mn22.801 863.00500.01516.591.03As0.3212.503.792.790.74TFe115.001 421.00382.51242.140.63

1)Mg、Ca、TN、TK和TFe單位為g·kg-1，其余元素單位為mg·kg-1。

3 植被與土壤的生態(tài)關(guān)系

3.1 植被與土壤元素含量的關(guān)系

土壤是植被生長(zhǎng)所需礦質(zhì)元素和水分的最主要來(lái)源。因此，植物中元素含量往往表現(xiàn)出對(duì)土壤元素的物質(zhì)繼承性，表現(xiàn)為植物吸收元素與土壤中元素含量呈正相關(guān)關(guān)系[16-17]。但是，這種正相關(guān)關(guān)系限于一定的土壤元素含量范圍內(nèi),并且不同元素含量變化特征也不同。魯荔等[18]在研究選礦廠周邊蔬菜地土壤與蔬菜中重金屬含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，蔬菜和相應(yīng)土壤中Pb、Zn、Cd 和Cr 含量之間無(wú)顯著相關(guān)性。表1～2表明，土壤中大量營(yíng)養(yǎng)元素Ca、Mg、N呈現(xiàn)中等至強(qiáng)度變異特征，而在植被中變異性較弱。圖1也表明土壤和植物中K元素相關(guān)性不顯著，植物中K含量基本小于1 g·kg-1，不隨土壤中K含量的增加而增加，說(shuō)明植物在能保證其正常生長(zhǎng)所需的大量營(yíng)養(yǎng)元素含量時(shí)不會(huì)過(guò)多地吸收土壤中的元素。植物中必需微量元素Zn含量基本維持在50 mg·kg-1以?xún)?nèi)，與土壤Zn含量相關(guān)性較差(R2=0.001)。

圖1 植物與土壤中K、Zn、Cd全量相關(guān)關(guān)系Fig.1 The correlation between K， Zn and Cd in soils and plants

一般來(lái)說(shuō)，植物體內(nèi)累積Zn與土壤Zn含量密切相關(guān)[19],但朱育新等[20]研究發(fā)現(xiàn)這種相關(guān)性可能因樹(shù)種而異，楓楊中Zn與土壤Zn含量相關(guān)性較好，而在黑松和馬尾松中則沒(méi)有相關(guān)性，筆者研究結(jié)果與其相似。此外，微量元素Fe、Mn和Cu具有相似的變化特征。對(duì)微量有害元素Cd的相關(guān)分析結(jié)果(R2=0.32，P<0.05)表明，土壤Cd含量的增加可能促進(jìn)植物對(duì)Cd的吸收，而Cd作為研究區(qū)內(nèi)土壤主要污染元素，必須采取措施控制其向植物體內(nèi)遷移和轉(zhuǎn)化，尤其是在耕作區(qū)。

3.2 植物對(duì)土壤元素的生理吸收和生態(tài)特性

元素在土壤中以不同形態(tài)存在，能被植被直接吸收的這部分稱(chēng)為元素有效態(tài)，有效態(tài)元素被吸收后在植物體內(nèi)富集，由于植物種類(lèi)及所處的生長(zhǎng)環(huán)境差異使得不同元素在植物體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化能力和富集程度存在差異，這種差異通常用生物吸收系數(shù)(k)來(lái)表征[21]。生物吸收系數(shù)定義為植物體(干重)內(nèi)的元素含量與其所生長(zhǎng)的土壤中元素含量的比值。從表3可知，不同元素k值存在較大差異，尤其是大量營(yíng)養(yǎng)元素(Ca、N、P、K)和微量元素(Pb、Zn、Cu、Co)之間差異明顯，Ca、N、P、K的平均k值分別為4.02、8.87、2.37和1.43，而Pb、Zn、Cu、Co的平均k值為0.18、0.80、0.19和0.08，相差1個(gè)數(shù)量級(jí)。大量元素與微量元素雖然在需求量上有多少之別，但對(duì)植物的生命活動(dòng)都具有重要作用，都是不可缺少的[22]。如N是植物體內(nèi)許多重要有機(jī)化合物的成份，在多方面影響著植物的代謝過(guò)程和生長(zhǎng)發(fā)育，表1顯示土壤N平均含量只有11.1 g·kg-1，在大量營(yíng)養(yǎng)元素中屬于較低水平，為了保證植物需求，N在根系固氮根瘤菌作用下被大量吸收，其k值也高達(dá)8.87。必需微量元素由于植物需求較少導(dǎo)致k值較低。此外，微量元素Mn吸收系數(shù)最大值、最小值和平均值分別為48.97、0.01和7.34，說(shuō)明植物對(duì)Mn的吸收具有較明顯的選擇性，生長(zhǎng)在砂巖地區(qū)土壤中的杉木是一種Mn超富集性植物，這是由植物本身的生理吸收功能和生態(tài)特征所決定的。微量有害元素Cd的平均k值為1.31，說(shuō)明Cd是強(qiáng)積聚型元素，對(duì)采樣點(diǎn)植物調(diào)查發(fā)現(xiàn)物種長(zhǎng)勢(shì)良好，沒(méi)有出現(xiàn)毒害癥狀，表明土壤中Cd雖然超標(biāo)且吸收系數(shù)較大，但并沒(méi)有超出植物的耐受限。有關(guān)研究表明植物體中存在能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)微量元素濃度水平的生理壘[23]，植物從土壤中富集微量元素的能力不完全取決于某一元素在土壤中的含量。As的平均k值為0.37，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)植被不易富集As，研究發(fā)現(xiàn)草類(lèi)和蕨類(lèi)是較易吸收As的植被類(lèi)型[24]。

不同植物由于生理特性的差異導(dǎo)致其對(duì)元素的吸收不同，如生長(zhǎng)在灰?guī)r地區(qū)的馬尾松、鹽膚木、杉木、茅栗和小葉女貞對(duì)大量元素Ca、N、K和P的k值相差較大，馬尾松更易富集K，鹽膚木更易富集Ca，小葉女貞易富集N。不同植物對(duì)Cu、Pb、Zn、Co的吸收特性相似，k值均小于1，僅樺木和里白相對(duì)富集Zn元素。有毒有害元素Cd是研究區(qū)內(nèi)主要的污染元素，從生態(tài)治理方面考慮，尋找Cd的超富集植物對(duì)Cd污染場(chǎng)地修復(fù)具有重要意義。由表3可知，Cd吸收系數(shù)較大的植物有鹽膚木(5.26)、杉木(3.15)、白櫟(2.80)、小葉女貞(2.39)、鳶尾(1.82)、馬尾松(1.69)，這些植物可作為Cd污染地區(qū)生態(tài)治理的優(yōu)選植物。此外，鳶尾和里白具有較強(qiáng)的As親和性，吸收系數(shù)分別達(dá)1.18和1.49，可見(jiàn)鳶尾對(duì)Cd和As復(fù)合污染治理具有較大利用價(jià)值。

表3不同植物對(duì)元素的平均生物吸收系數(shù)

Table3Theaveragebiologicalabsorptioncoefficientsofdifferentplants

植物名稱(chēng)巖性MgCaTNTKTPCuPbZnCoCdMnAs小葉女貞灰?guī)r0.311.8511.590.373.940.310.290.380.042.390.230.26胡桃灰?guī)r0.946.1812.921.771.870.220.230.210.030.220.140.01樺木灰?guī)r0.922.4513.293.397.930.920.322.420.121.370.460.21柏樹(shù)灰?guī)r0.060.155.130.321.760.190.300.310.040.430.090.22白櫟砂巖0.9010.1025.602.145.060.400.172.570.292.8014.670.62鳶尾白云巖0.070.184.091.471.780.330.080.780.081.820.091.18紅袍刺藤白云巖0.313.0216.551.292.050.040.050.230.020.040.100.40馬桑砂巖0.192.118.470.421.260.030.440.100.030.020.090.04化香樹(shù)灰?guī)r0.555.456.770.231.790.200.070.230.030.750.040.09茅栗白云巖0.354.957.500.862.490.110.220.700.091.675.170.09杉木砂巖0.641.180.070.680.730.120.010.860.010.3648.970.01杉木灰?guī)r0.042.495.731.292.320.220.010.530.073.150.280.20鹽膚木灰?guī)r0.639.124.920.461.520.140.051.090.105.260.290.09柳杉砂巖1.192.965.844.371.070.110.050.560.040.141.450.30柳杉泥巖0.075.854.980.251.340.010.180.110.020.020.010.75里白灰?guī)r0.901.430.070.270.710.040.211.860.010.0420.751.49馬尾松泥巖0.405.8417.921.113.870.120.241.120.141.6917.390.43馬尾松砂巖0.228.409.000.421.850.040.350.480.271.642.220.38馬尾松灰?guī)r1.672.768.125.991.750.020.140.720.011.1527.020.32平均值0.554.028.871.432.370.190.180.800.081.317.340.37

從表3還可知，即使對(duì)同一種植物如杉木和馬尾松，生長(zhǎng)在不同的成土母質(zhì)上，k值也會(huì)差距較大，如砂巖地區(qū)杉木Mn的k值是灰?guī)r地區(qū)的174倍，而N的k值卻只有灰?guī)r地區(qū)的0.012倍。馬尾松在不同巖性土壤中的Mn吸收系數(shù)為灰?guī)r>泥巖>砂巖，Cd和As均為泥巖>砂巖>灰?guī)r。由此看出，就Cd和As來(lái)說(shuō)，碎屑巖地區(qū)的k值要高于灰?guī)r地區(qū)，其原因?yàn)榛規(guī)r地區(qū)的土壤pH值一般較碎屑巖區(qū)土壤高，而土壤pH 值越高，土壤中H+濃度越低，重金屬離子越不易從土壤膠體上被解吸下來(lái)，即活動(dòng)性不強(qiáng)，不易轉(zhuǎn)移，這與宋春然等[13]的研究一致。

元素的生物吸收系數(shù)和土壤pH有關(guān)[25-26]，此外土壤中不同重金屬存在相互抑制吸收的現(xiàn)象。如TU等[27]發(fā)現(xiàn)As 能與Pb、Zn 等金屬陽(yáng)離子發(fā)生復(fù)合反應(yīng)，從而抑制植物對(duì)重金屬的吸收。而筆者發(fā)現(xiàn)重金屬還存在共吸收作用。如圖2所示，Co和Cd、Cu和Zn的k值存在顯著相關(guān)性(P<0.05)，Cu和Zn作為分子量相近的親硫元素相關(guān)性較好，Co和Cd之間的關(guān)系尚需進(jìn)一步研究。圖3表明，土壤TP與Cu和Pb的k值呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，說(shuō)明P可能會(huì)抑制植物對(duì)Cu和Pb的吸收，這與顏奕華等[28]的研究結(jié)果一致，其主要的生物化學(xué)作用為P使土壤可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Pb向鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Pb轉(zhuǎn)化。

4 結(jié)論

(1)土壤營(yíng)養(yǎng)元素Fe、K和P含量變異系數(shù)較小，基本反映土壤背景值，巖溶區(qū)和非巖溶區(qū)Ca和Mg含量差異較大，N空間變異較大。微量元素Cu、Pb、Zn、Co、Mn、As平均含量均低于貴州土壤背景值，其中Co具有明顯的富集特征，As為黔西北地區(qū)高背景分布元素。Cd元素超標(biāo)較嚴(yán)重。植物中各元素含量變異較小，植物和土壤中Cd元素含量存在較顯著的正相關(guān)關(guān)系，植物中其余各元素與土壤中相應(yīng)元素含量關(guān)系不明顯。

(2)大量營(yíng)養(yǎng)元素Ca、N、P、K的平均生物吸收系數(shù)高于必需微量元素Pb、Zn、Cu、Co，值域相差1個(gè)數(shù)量級(jí)。鹽膚木、杉木、白櫟、小葉女貞、鳶尾和馬尾松具有較強(qiáng)的Cd吸收能力，鳶尾能同時(shí)較好地吸收Cd和As。

圖2 Co和Cd、Cu和Zn的生物吸收系數(shù)相關(guān)關(guān)系Fig.2 The correlation of biological absorption coefficients between Co and Cd, and Cu and Zn

圖3 TP與Cu、Pb的生物吸收系數(shù)相關(guān)關(guān)系Fig.3 The correlation between TP and the biological absorption coefficients of Cu and Pb

(3)同種植物在不同成土母巖區(qū)的元素吸收系數(shù)差異較大，同種植物在碳酸鹽巖區(qū)的重金屬吸收系數(shù)大于碎屑巖區(qū)，這不僅與土壤pH有關(guān)，還受共吸附作用影響。此外，Co和Cd、Cu和Zn生物吸收系數(shù)存在較顯著的相關(guān)性，土壤P能抑制植物對(duì)Cu和Pb的吸收。