蔡凱旭,阿麗亞·拜都熱拉,楊公新,郭正宇,阿布都庫(kù)都斯·艾爾肯,馬繼龍

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院,烏魯木齊 830052)

【研究意義】重金屬被大量用于生產(chǎn)和生活當(dāng)中,其引起的嚴(yán)重污染問(wèn)題引發(fā)人們高度重視,重金屬污染儼然成為制約城市發(fā)展的主要問(wèn)題之一[1]。重金屬會(huì)在人體內(nèi)不斷蓄積,當(dāng)達(dá)到一定閾值后,就會(huì)打破人體原有平衡,使機(jī)體受到損傷[2-3]。在對(duì)其污染治理過(guò)程中,人們發(fā)現(xiàn)植物能夠有效吸收重金屬元素,被當(dāng)作重金屬污染治理的關(guān)注對(duì)象[4]。綠化植物美化城市的同時(shí),還發(fā)揮著凈化空氣的功能。植物根系能夠主動(dòng)從土壤中吸收重金屬元素,葉片能夠吸附重金屬微粒凈化空氣,重金屬被植物從環(huán)境中吸收轉(zhuǎn)移,從而緩解對(duì)環(huán)境造成的壓力[5]。同時(shí),綠化植物對(duì)重金屬污染起到很好的指示作用[6-9]。【前人研究進(jìn)展】研究表明,通過(guò)選擇對(duì)重金屬具有較強(qiáng)富集特征的樹種進(jìn)行種植,能夠較好地抑制重金屬的進(jìn)一步污染[10]。即使在工業(yè)園區(qū)等重金屬污染較嚴(yán)重的生境下,也有部分植物能夠存活并生長(zhǎng)良好[11]。如Yoon等[12]對(duì)某工業(yè)園區(qū)的17種本土植物研究發(fā)現(xiàn),本土植物對(duì)Cu、Zn、Pb均具有一定的修復(fù)潛力。Malik等[13]對(duì)巴基斯坦一工業(yè)區(qū)周邊16種優(yōu)勢(shì)植物研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)植物可作為區(qū)域重金屬污染的候選植物。王愛霞等[14]對(duì)南京市二球懸鈴木不同器官的重金屬進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),老樹皮對(duì)重金屬元素的富集能力明顯高于枝條、樹干。胡海輝等[15]對(duì)暴馬丁香根系重金屬富集能力的研究發(fā)現(xiàn),小根和中根對(duì)Cu和Zn的富集能力大于大根,而大根對(duì)Pb的富集能力更強(qiáng)。宋芬芳等[16]對(duì)蕪湖市城區(qū)干道植物各樹種進(jìn)行研究,提出紅楓可作為一種防止重金屬污染的理想樹種。Suzuki等[17]研究認(rèn)為,錦繡杜鵑對(duì)Pb、Zn和Cd有較高的累積效應(yīng),可優(yōu)先作為道路綠化樹種。車?yán)^魯?shù)萚18]通過(guò)設(shè)置不同濃度梯度的土壤重金屬對(duì)香樟樹各部位的富集系數(shù)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)樹干對(duì)Cu、Zn、Pb、Cr、Ni 具有較強(qiáng)的富集作用,富集系數(shù)較其他部位明顯較高。趙策等[19]通過(guò)重金屬處于不同形態(tài)時(shí)的富集特征,對(duì)其富集效能進(jìn)行研究,認(rèn)為行道樹國(guó)槐貯存重金屬元素的部位主要是樹皮、樹干?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】烏魯木齊市是國(guó)家高速公路網(wǎng)中的重要節(jié)點(diǎn),近年來(lái)其快速路側(cè)土壤及植物被重金屬污染所困擾,污染來(lái)源不只限于道路車輛的廢氣排放,還與人們的生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及工廠運(yùn)作產(chǎn)生的污染密切相關(guān)。烏魯木齊市生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定面臨挑戰(zhàn),人類健康受到威脅,如何吸收、轉(zhuǎn)化和降解重金屬污染,改善人民賴以生存的生態(tài)環(huán)境已成為亟待解決的問(wèn)題?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究以烏魯木齊市河灘快速路為研究區(qū),分別選擇北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4種綠化樹種作為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)樹木各部位(枝、葉、皮、根)重金屬含量進(jìn)行分析,探究樹木中重金屬的分布及富集轉(zhuǎn)運(yùn)特征,以期為烏魯木齊市快速路綠化樹木生長(zhǎng)健康管理及重金屬防治提供參考,為城市綠化的合理建設(shè)及區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

試驗(yàn)樣地位于烏魯木齊市河灘快速路側(cè)(43°46′ N,87°36′ E),經(jīng)實(shí)地考察,河灘快速路側(cè)土壤主要為沙粒土,含沙量為428.4 g/kg,屬于堿性土壤(pH 8.03),平均車流量每分鐘140輛左右(雙向)。烏魯木齊市土壤環(huán)境背景值如表1所示。

表1 烏魯木齊市土壤環(huán)境背景值Table 1 Soil environmental background values in Urumqi city (mg/kg)

1.2 樣品的采集與處理

本研究選擇北美海棠(North American Begonia)、白榆(UlmuspumilaL.)、大葉白蠟(Fraxinusrhynchophylla)、新疆楊(Populusalbavar.pyramidalis)4種典型綠化樹種作為研究對(duì)象,根據(jù)每木檢尺的結(jié)果,以平均胸徑、平均樹高為參照,各個(gè)樹種選擇標(biāo)準(zhǔn)樣木3株,采樣地綠化樹種的生長(zhǎng)狀況如表2所示。于2020年6月采集河灘快速路兩側(cè)綠化樹木以及土壤樣品。①植物樣品采集:分不同方向(東西南北)分別對(duì)樣木根系、葉、枝和皮進(jìn)行采集,樹根采自樹冠垂直投影2/3處。②土壤樣品采集:使用土鉆工具對(duì)所選標(biāo)準(zhǔn)樣木根系處的土壤(0～20 cm)進(jìn)行采集,土壤樣品為距離根系不同位置處的土壤混合樣,四分法收集1 kg于自封袋,共計(jì)12個(gè)。將采集的土樣自然晾干,挑揀出較大石塊及其他異物,過(guò)100目篩。將植物樣品首先用去離子水再?zèng)_刷一遍后,用吸水紙將表面水份吸干,于105 ℃下殺青后,用80 ℃恒溫將其殺菌防霉至重量不再變化,最后用高速的萬(wàn)能粉碎機(jī)將植物試樣打碎,裝入事先準(zhǔn)備好的紙袋中干燥保存。

表2 采樣地4種綠化樹種的生長(zhǎng)狀況Table 2 Growth condition of four green tree species in the sampling areas

1.3 重金屬元素測(cè)定

植物樣品以HNO3-HClO4(4∶1)消解法進(jìn)行消解[20];土壤樣品以HF-HClO4(1∶1)消解法進(jìn)行消解[20]。通過(guò)電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)測(cè)定樣品中重金屬(Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni)含量。

1.4 植物重金屬富集系數(shù)計(jì)算

植物對(duì)重金屬的富集程度可以用富集系數(shù)表示,是指植物某一部位的重金屬元素濃度與土壤中相應(yīng)的重金屬元素濃度之比。一般富集系數(shù)較大,說(shuō)明植物對(duì)該元素的吸收較好,即富集程度較高。

富集系數(shù)=植物各部位重金屬元素含量/(根際)土壤重金屬元素含量

1.5 植物重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)計(jì)算

植物地上部分重金屬的富集量可以用轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)表示,是植物地上部中的重金屬含量與地下部中的重金屬的比值。當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)大于1時(shí),表明該植物對(duì)重金屬的富集主要在地上部分。轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)越大,表明該植物用于土壤重金屬污染的潛力越強(qiáng)。

轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)=植物地上部中的重金屬含量/地下部中的重金屬含量

1.6 植物重金屬富集能力評(píng)價(jià)

通過(guò)隸屬函數(shù)法對(duì)植物的富集能力作出評(píng)估。分別計(jì)算北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4種綠化樹種的隸屬函數(shù)值并求其平均值,通過(guò)比較平均值對(duì)4種綠化樹種的富集能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

X(u)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中,X為所測(cè)樣品某一指標(biāo)的實(shí)測(cè)值,Xmax、Xmin分別為該指標(biāo)的最大、最小測(cè)定值。

1.7 研究區(qū)污染綜合評(píng)價(jià)

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法:污染評(píng)價(jià)時(shí)較為常用的方法。在單因子污染指數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合其平均值、最大值,反映了污染影響較重的重金屬所起的作用,公式如下:

Pi=Ci/Si

式中,Pi為重金屬污染指數(shù),Ci為重金屬含量實(shí)測(cè)值,Si為i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。Pimax為污染指數(shù)最大值;Piave為指數(shù)平均值;P為綜合污染指數(shù)。本研究以烏魯木齊市土壤環(huán)境背景值為參照。污染等級(jí)分為:若P≤0.7,屬于清潔;若0.7

1.8 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2020整理數(shù)據(jù)。采用R(4.1.3版)軟件作圖。采用SPSS 25軟件進(jìn)行單因素方差分析(One way ANOVA)和LSD多重比較檢驗(yàn)各處理間差異的顯著性(α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 4個(gè)綠化樹種中重金屬空間分布特點(diǎn)

從圖1可知,Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni元素在北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4個(gè)綠化樹種及其不同部位中分布均存在明顯差異(圖1)。Zn濃度在綠化樹種中變化較大,Cd濃度在綠化樹種中表現(xiàn)較為穩(wěn)定,綠化樹種中重金屬濃度表現(xiàn)為CZn>CCu>CNi>CPb>CCr>CCd。在北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊樹皮中的重金屬濃度變化較大,葉片中表現(xiàn)較為穩(wěn)定,各個(gè)綠化樹種不同部位中重金屬濃度表現(xiàn)為樹皮>根系>樹枝>葉片。說(shuō)明,綠化樹種中Zn為主要吸收元素,樹皮為主要吸收部位。

不同小寫字母表示重金屬在0.05水平上顯著差異,不同部位在0.05水平上顯著差異。Different lowercase letters indicate significant differences in heavy metal elements at 0.05 level and different sites at 0.05 level.圖1 不同重金屬元素在綠化樹種和不同部位中的濃度Fig.1 Concentration of different heavy metal elements in green tree species and different parts

從圖2可知,北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4個(gè)綠化樹種中重金屬含量在各部位中的分布總體表現(xiàn)為大葉白蠟>新疆楊>白榆>北美海棠。Pb主要分布于綠化樹種的根系和樹皮中,北美海棠樹皮中Pb濃度最大;新疆楊根系中Zn濃度最大,葉片中最小。除樹皮外,其余部位Zn濃度依次為新疆楊>白榆>大葉白蠟>北美海棠。Cd主要分布于4個(gè)綠化樹種的根系和樹皮中,新疆楊樹皮中Cd濃度最大。除葉片外,其余部位Cd濃度依次為新疆楊>白榆>大葉白蠟>北美海棠。Cr主要存在于綠化樹種的根系中,白榆根系中Cr濃度最大,新疆楊葉片中最小;4個(gè)綠化樹種樹皮中Cu濃度均大于其余部位,大葉白蠟樹皮中Cu濃度最大,除北美海棠外,其余部位Cu濃度依次為樹皮>根系>樹枝>葉片。Ni主要存在于綠化樹種的根系和樹皮中,Ni濃度在新疆楊樹皮中最大。說(shuō)明,在進(jìn)行綠化樹種的選擇方面,應(yīng)考慮不同樹種之間的差異,從而選擇合適的樹種。

圖2 重金屬元素在4個(gè)綠化樹種各部位中的分布Fig.2 Distribution of heavy metal elements in each part of the four green tree species

從圖3可知,北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4個(gè)綠化樹種根系和樹皮中重金屬含量較大,葉片和樹枝中含量較小,說(shuō)明重金屬含量主要分布于根系和樹皮。對(duì)不同部位相關(guān)性分析可知,4個(gè)綠化樹種葉片的重金屬含量與根系、樹枝的重金屬含量在0.05水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.990、0.968。4個(gè)綠化樹種樹枝的重金屬含量與根系的重金屬含量在0.01水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.993(圖4)。綜合6種重金屬元素在4個(gè)綠化樹種中的分布特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn),4個(gè)綠化樹種中Zn濃度最大,Cd濃度最小。4個(gè)綠化樹種中重金屬含量主要集中于樹皮和根系,葉片中濃度較小,其中重金屬元素Cu和Ni在樹皮中含量最高,重金屬元素Zn和Cd在葉片中含量最低。各重金屬元素在4個(gè)綠化樹種中的空間分布大多未顯示出完整的一致性,不同重金屬元素在4個(gè)綠化樹種中集中分布的區(qū)域不同,且此差異也表現(xiàn)在不同的綠化樹種間。說(shuō)明,不同綠化樹種對(duì)重金屬元素的吸收能力不同,不同部位之間相互受到影響,并且具有選擇性。

圖3 4個(gè)綠化樹種不同部位重金屬的含量Fig.3 The content of heavy metals in different parts of the four green tree species

圖4 4個(gè)綠化樹種不同部位重金屬含量的相關(guān)性Fig.4 Correlation of heavy metal content in different parts of the four green tree species

2.2 4個(gè)綠化樹種中重金屬的修復(fù)潛力評(píng)價(jià)

從表3可知,北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4個(gè)綠化樹種富集重金屬元素的能力不同,同一綠化樹種不同部位富集重金屬元素的能力也不同,這可能與植物選擇性吸收有關(guān)。4個(gè)綠化樹種的富集系數(shù)分別為北美海棠0.054～0.778,白榆0.037～0.623,大葉白蠟0.048～1.897,新疆楊0.028～0.548。從整體上來(lái)看,同一綠化樹種重金屬富集能力表現(xiàn)為樹皮>根系>樹枝>葉片。除新疆楊外,其余綠化樹種樹皮對(duì)重金屬元素Cu的富集能力均最強(qiáng),尤其是大葉白蠟樹皮和根系對(duì)重金屬元素Cu的富集能力,富集系數(shù)分別為1.897、1.068,表現(xiàn)出高富集的特點(diǎn)。說(shuō)明,樹皮較其他部位富集能力強(qiáng),對(duì)重金屬元素Cu的富集能力較強(qiáng)。

表3 4個(gè)綠化樹種各部位重金屬富集系數(shù)Table 3 Comparison of heavy metal enrichment coefficients in various parts of four green tree species

由圖5可知,北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4個(gè)綠化樹種對(duì)Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni元素的轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在差異。除白榆對(duì)Cr元素的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)小于1外,其余均大于1,表明4個(gè)綠化樹種地上部分對(duì)重金屬的富集量均大于地下部分,可應(yīng)用于土壤重金屬的污染修復(fù)。其中,北美海棠對(duì)Cr、Cu、Pb的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于其余樹種,可作為土壤重金屬污染修復(fù)的優(yōu)選樹種。白榆對(duì)Zn的轉(zhuǎn)運(yùn)能力最強(qiáng),可用于Zn污染較嚴(yán)重地區(qū)的土壤修復(fù)。大葉白蠟對(duì)Cu、Zn的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較強(qiáng),可用于Cu、Zn污染較嚴(yán)重地區(qū)的土壤修復(fù)。新疆楊對(duì)Cd的轉(zhuǎn)運(yùn)能力最強(qiáng),可用于Cd污染較嚴(yán)重地區(qū)的土壤修復(fù)。說(shuō)明,綠化樹種通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)減輕重金屬的污染,通過(guò)選擇合適的樹種從而達(dá)到更好的修復(fù)效果。

圖5 4個(gè)綠化樹種重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)比較Fig.5 Comparison of heavy metal transport coefficients in the four green tree species

植物通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)和富集降低土壤中重金屬含量,可被用于土壤修復(fù)。通過(guò)計(jì)算隸屬函數(shù)值對(duì)4個(gè)綠化樹種的富集能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),求出平均隸屬值并對(duì)樹種進(jìn)行排序(表4)。4個(gè)綠化樹種中北美海棠的綜合富集能力最強(qiáng),白榆次之,大葉白蠟相對(duì)較弱,因此,北美海棠可作為研究區(qū)土壤重金屬污染修復(fù)的首選樹種。

表4 4個(gè)綠化樹種對(duì)重金屬富集能力的隸屬函數(shù)值Table 4 Membership function values for the enrichment ability of four green tree species for heavy metals

2.3 快速路側(cè)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

從表5可知,北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4個(gè)綠化樹種的單因子污染指數(shù)Pi整體上處于1～2,屬于輕污染。Pb、Cd、Cr在4個(gè)綠化樹種根際土壤表現(xiàn)為中污染(2≤Pi<5),表明Pb、Cd、Cr對(duì)研究區(qū)土壤的污染較為突出。由綜合污染指數(shù)可知,北美海棠根際土壤屬于輕度污染,白榆和大葉白蠟根際土壤屬于中度污染,新疆楊根際土壤屬于重度污染。說(shuō)明,北美海棠根際土壤的污染程度最小,表現(xiàn)出較強(qiáng)的土壤修復(fù)潛能。

表5 4個(gè)綠化樹種根際土壤的污染指數(shù)Table 5 Pollution index of rhizosphere soil in four green tree species

研究區(qū)快速路側(cè)土壤重金屬均表現(xiàn)出不同程度的污染(圖6)。Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni含量均高于背景值。由單因子污染指數(shù)可知,Zn、Cu和Ni為輕污染(1≤Pi<2),Cd、Pb和Cr為中污染(2≤Pi<5)。6種重金屬的污染程度大小為:Cd(Pi=2.50)>Pb(Pi=2.24)>Cr(Pi=2.22)>Zn(Pi=1.59)>Cu(Pi=1.46)>Ni(Pi=1.20);由內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)可知,研究區(qū)快速路側(cè)土壤重金屬整體上呈中度污染(2≤Pi=2.20<3);Pb和Cd變異系數(shù)較大,分別為11.44%和12.50%,表明其含量在整個(gè)試驗(yàn)樣地分布差異性較大,受人為干擾可能性較大。同時(shí)對(duì)快速路側(cè)無(wú)植被區(qū)以及水磨溝區(qū)(清潔區(qū))土壤進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)無(wú)植被區(qū)除Ni(Pi=1.27)為輕污染,其余元素均表現(xiàn)為中污染,綠化樹種在一定程度上可減輕土壤污染。說(shuō)明,水磨溝區(qū)除Cd(Pi=2.25)為中污染,其余元素均表現(xiàn)為輕污染,較快速路側(cè)土壤污染程度小,重金屬污染受快速路影響較大。

圖6 土壤重金屬單因子污染指數(shù)及變異系數(shù)Fig.6 Soil heavy metal single factor pollution index and coefficient of variation

3 討 論

3.1 植物對(duì)重金屬富集能力的差異

不同植物對(duì)不同重金屬元素的凈化能力不同[21]。植物對(duì)重金屬的吸收受自身基因調(diào)控,并且受植物自身的生長(zhǎng)習(xí)性以及生活環(huán)境變化的影響[22-23]。Brooks[24]認(rèn)為根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)迅速、植株壯碩等是富集植物理想的特征,呈群落形式存在,多分布于礦區(qū)或成礦作用帶。朱雅蘭[25]研究發(fā)現(xiàn),十字花科的植物對(duì)重金屬表現(xiàn)出超強(qiáng)富集能力,目前已知的有庭芥屬、蕓苔屬和遏藍(lán)菜屬。楊曉龍等[26]對(duì)日本鰻草研究發(fā)現(xiàn),處于不同生長(zhǎng)期的日本鰻草對(duì)重金屬的富集存在差異。本研究中所選擇樹種為烏魯木齊市常見綠化樹種,其生長(zhǎng)環(huán)境受快速路的影響較大,且不同樹種對(duì)重金屬的富集能力存在差異。

植物不同部位因自身的功能和所處位置不同而表現(xiàn)出差異。葉片作為植物體主要的部位,能夠有效地抑制重金屬污染[27]。植物葉片通過(guò)蒸騰作用將礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)從根系運(yùn)輸?shù)降厣喜糠?同時(shí)葉片表面的氣孔能夠吸收大氣中的重金屬污染物[28]。植物通過(guò)根系吸收水肥維持自身正常生長(zhǎng)的同時(shí),重金屬也被從土壤中附帶吸收,從而根系中的重金屬通常比其他部位的含量高[29]。這與本研究中樹皮和樹根部位的重金屬含量均較高并不存在矛盾,樹皮中重金屬含量高于樹根可能與快速路側(cè)的生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。樹皮具有降低水分損失、預(yù)防病蟲害的功能,吸附在樹皮表面的重金屬也會(huì)被樹皮部分吸收。El-Hasana等[30]研究發(fā)現(xiàn),粗糙樹皮對(duì)重金屬的吸收能力強(qiáng)于光滑樹皮。本研究分別對(duì)北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4個(gè)綠化樹種的枝、葉、皮、根4個(gè)部位進(jìn)行重金屬含量測(cè)定,發(fā)現(xiàn)不同部位中重金屬元素濃度不同,這與植物的選擇性吸收有關(guān),4個(gè)綠化樹種對(duì)重金屬的富集能力總體上表現(xiàn)為樹皮>根系>樹枝>葉片。由于受研究區(qū)域、試驗(yàn)方法、元素種類等多方面的影響,也可能出現(xiàn)不完全相同的結(jié)果。

3.2 環(huán)境對(duì)植物吸收重金屬的影響

不同生境對(duì)植物吸收重金屬元素的影響很大,此差異使重金屬的來(lái)源和比重存在差異,從而使植物對(duì)重金屬元素的吸收受到影響。董藝博等[31]研究發(fā)現(xiàn),羅甸縣不同土地利用類型土壤中重金屬含量不同。顏昌宙等[32]研究發(fā)現(xiàn),改變氮肥的形態(tài)以及土壤條件能夠明顯影響植物對(duì)Cd的吸收。張邦裕等[33]研究發(fā)現(xiàn),綠化樹種在不同季節(jié)對(duì)重金屬的累積特征存在差異。俞佳等[34]研究發(fā)現(xiàn),重金屬在底質(zhì)中的形態(tài)占比和季節(jié)變化對(duì)生態(tài)區(qū)植物對(duì)重金屬的吸收影響明顯。劉輝[35]研究發(fā)現(xiàn),鬼針草(BidensbipinnataL.)對(duì)低含量的重金屬污染土壤中的Cd有較好的提取作用,但不適合用于重金屬含量較高的污染土壤植物提取修復(fù)。以上學(xué)者分別對(duì)土壤在用地類型、管理方式、季節(jié)、污染程度上的不同進(jìn)行了重金屬的相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)環(huán)境的改變對(duì)植物吸收重金屬影響很大。本研究選擇快速路作為背景研究綠化樹木的重金屬污染特征,其主要污染來(lái)源于交通,其結(jié)果可能與他人研究存在差異。交通帶來(lái)的重金屬污染嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量,關(guān)于這方面問(wèn)題的研究有待深入。

4 結(jié) 論

(1)Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni元素在北美海棠、白榆、大葉白蠟、新疆楊4個(gè)綠化樹種及其不同部位中分布均存在明顯差異。其中,Zn濃度最大,Cd濃度最小。6種重金屬主要集中分布于4個(gè)綠化樹種的樹皮和根系,葉片中含量較小。Cu和Ni在樹皮中最高,Zn和Cd在葉片中最低。

(2)不同綠化樹種對(duì)重金屬元素的富集轉(zhuǎn)運(yùn)能力不同,總體表現(xiàn)為樹皮>根系>樹枝>葉片。其中大葉白蠟對(duì)Cu表現(xiàn)出高富集特點(diǎn)。北美海棠對(duì)Cr、Cu、Pb的轉(zhuǎn)運(yùn)能力均大于其余樹種。北美海棠的綜合富集能力最強(qiáng),對(duì)土壤具有較強(qiáng)的修復(fù)潛能,可作為研究區(qū)土壤重金屬污染修復(fù)的首選樹種。

(3)Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni元素在研究區(qū)土壤中均表現(xiàn)出不同程度的污染,Pb、Cd、Cr污染較為突出。北美海棠根際土壤污染程度最小,屬于輕度污染,白榆和大葉白蠟根際土壤屬于中度污染,新疆楊根際土壤屬于重度污染。Pb和Cd分布差異性較大,快速路側(cè)土壤整體上呈中度污染。