北京道路绿地18种乔木重金属富集能力评价和积累特征差异研.pdf

摘要 摘要 目前重金属污染已成为城市面临的重要生态问题，其中城市土壤污染物中的重金属尤其值得 关注。相关研究表明北京地区土壤中镉（Cd ）、锌（Zn ）、铅（Pd ）、铜（Cu ）的生态风险较高， 而且道路绿地重金属污染表现出较高程度，土壤重金属污染问题亟待解决。园林树木作为道路绿 地的重要组成部分，且对重金属有一定的富集作用，但目前相关研究多集中在野生植物和经济作 物，对能应用于城市土壤重金属污染修复的园林植物种类研究较少，并且缺乏园林植物对重金属 的富集机制的深入研究。因此，以北京道路绿地中常用的18 种乔木为研究对象，研究它们对Cd、 Zn 、Pd、Cu4 种重金属的富集力水平，并针对4 种重金属中污染程度较高的Cd、Zn2 种重金属筛 选出对其富集能力差异较大的乔木种类，通过在幼苗盆栽模拟试验研究其富集Cd、Zn 特征的差 异，重点分析它们在Cd、Zn2 种重金属胁迫下的生长发育和生理生化变化；并对其细胞层次的重 金属积累机制和转化机制进行研究，探究植物富集能力差异的成因。主要研究结果如下： （1）北京道路绿地18 种乔木对Cd、Zn 、Pb、Cu4 种重金属的单位重量的综合富集能力较 强的是栾树（Koelreuteria paniculata ）、悬铃木（Platanus × acerifolia ）、臭椿（Ailanthus altissima ）， 其隶属函数值分别达到 2.21 、1.97、1.87，对4 种重金属的综合富集能力更具优势。北京四环道 路绿地中18 种乔木根际土壤重金属污染中Cd （1.43） Zn （0.67 ） Pb （0.41 ）Cu （0.11 ）。 （2 ）栾树、臭椿、银杏一年生苗对Cd、Zn 的富集能力排序与道路绿地成树一致，各器官重 金属含量分布总体表现一致，均为根枝 叶，根部是Cd、Zn 主要的富集位置，枝条含量略高于 叶片，各器官中的Cd、Zn 含量均呈现极显著正相关（P ＜0.01 ）。 （3 ）富集能力强的栾树、臭椿较富集能力差的银杏在Cd、Zn 胁迫下的耐受性表现出明显差 异，银杏对Cd、Zn 的耐性强于栾树和臭椿。3 种乔木在生长发育和生理生化活动方面受到的抑 制作用为栾树和臭椿大于银杏。栾树和臭椿的重金属富集力较强但耐受性弱于富集力较低的银杏。 （4 ）栾树、臭椿、银杏3 种乔木的亚细胞分布和化学形态变化差异明显。富集能力强的栾树 和臭椿重金属在细胞壁和细胞可溶性组分中占比高于银杏，而银杏在细胞器和细胞核组分中占比 高于栾树和臭椿；栾树和臭椿叶片和根系的重金属氧化钠提取态和醋酸提取态占比高于银杏，而 银杏在活性和毒性较强的FW 、FE 中占比高于栾树和臭椿。3 种乔木亚细胞重金属分布和各化学 形态含量与其重金属富集含量呈现极显著正相关（P ＜0.01 ），亚细胞分布和化学形态变化是影响 I 摘要 树木重金属富集能力的原因之一。 （5 ）在Cd、Zn 胁迫下，栾树、臭椿、银杏3 种乔木的转运系数和细胞隔离能力有一定差异， 在矿物元素吸收上未表现出明显差异，栾树和臭椿对Cd、Zn 的转运能力均强于银杏。说明富集 力强的栾树和臭椿对重金属的转运能力高于富集力弱的银杏。Cd、Zn 对 3 种乔木根系和枝条中 K ，Ca ，Mg、P 等矿物元素的吸收产生抑制作用。 研究结果对北京市园林树种修复土壤重金属污染提供依据。 关键词：乔木；重金属；富集特征；转运特征 II 目录 目录 摘要 I ABSTRACT III 1.引言 1 1.1 北京地区重金属污染研究进展 1 1.1.1 北京地区重金属种类及污染来源 2 1.1.2 北京城区土壤重金属的空间分布 3 1.2 富集性木本