李少宁+赵云阁+丁杰+谷建才+陈波+鲁绍伟

摘要：为了研究绿化树种吸滞重金属的净化潜力及有效利用率，以油松、侧柏、白皮松、银杏、雪松5种常见绿化树种为研究对象，采集不同污染区林木叶片，利用HNO3-H2O2消解法和原子荧光法测定重金属含量，计算不同地点不同树种吸滞重金属的生态转化率。结果表明，不同树种对各金属元素的生态转化率存在明显差异，针叶树种对铜（Cu）、锌（Zn）的生态转化率较高，而阔叶树种银杏则对铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）有较高的转化率，尤其在污染程度较高的南海子公园，各针叶树种对Cu、Zn的生态转化率最高分别达到（94.32±3.65）%、（96.82±3.24）%，最低生态转化率也分别达到（61.81±2.29）%、（59.93±19.65）%，银杏对Cr、Pb、Zn的生态转化率分别为（77.43±10.98）%、（65.09±7.35）%、（72.84±6.42）%。不同地点各树种的重金属吸滞功能生态转化率也存在差异，但整体转化率变化规律为按高污染区（市中心和城区）—中等污染区（近郊公园区）—低污染区（近郊浅山区）—较清洁区（远郊）逐渐降低。

关键词：绿化树种；重金属；生态服务；生态转化率

中图分类号：X173文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）07-0265-04

随着工业化和城市化进程不断加快，城市重金属污染已成为严重困扰世界城市环境与发展的污染问题之一。因此，对重金屬污染、修复的研究显得尤为重要。目前，重金属污染治理包括物理、化学、生物及植物修复等方法[1]。其中，植物修复因经济高效的特点引起了社会各界的高度关注[2]。Alfani等的研究表明，植物叶片对大气重金属具有一定的吸滞能力[3-5]。Kumar等验证了植物能够吸收土壤中部分重金属[6]。阿衣古丽·艾力亚斯等研究了17种园林树木的铅（Pb）、镉（Cd）积累特征，结果表明桑树（Morus alba Linn.）、桃树（Juglans regia L.）、黄金树（Catalpa spciosa）对Pb吸收量较高；新疆杨（Populus alba var.）、桑树、复叶械（Acer negundo）对Cd吸收量较高，且同一树种Pb的积累量高于Cd的积累量[7]。尚德隆等也证明了杨树（Populus L.）、京桃（Prunus persica f. rubro-plena）、紫丁香（Syringa oblata Lindl.）对铜（Cu）、锌（Zn）、铬（Cr）、Pb等元素有较强的净化能力[8]。但目前缺少植物吸滞重金属生态转化率的研究，为此，在北京市的不同污染区公园内对不同树种叶片重金属生态转化率进行研究，可为北京市重金属污染的治理提供理论依据，并为北京市森林生态环境服务价值的精确评估提供基础测算数据。

1材料与方法

1.1研究地概况

本研究选取景山公园、南海子公园、北京植物园、西山国家森林公园、松山国家级自然保护区分别代表北京市中心、城区、近郊区、近郊浅山区、远郊区（图1）。园内植被覆盖率高，植物种类丰富。其中，常见的绿化乔木有油松（Pinus tabuliformis Carrière）、侧柏[Platycladus orientalis （L.） Franco]、雪松[Cedrus deodara （Roxb.） G.Don.]、银杏（Ginkgo biloba Linn.）、国槐（Sophorajaponica Linn.）、白皮松（Pinus bungeana Zucc. ex Endl.）、白蜡（Fraxinus chinensis）等。

1.2树种选择

在研究地依据北京市绿化树种应用的广泛性，选择5种较为常见且具有代表性的绿化树种，其中4种针叶树种：油松、侧柏、白皮松、雪松；1种阔叶树种：银杏。

1.3叶片采集

2014年4月29日、8月4日、10月13日、11月24日前后（分别代表春、夏、秋、冬4个季节），在各采样点根据长势良好、林龄等生长状况相近的标准在待测树种中每种树种选择3株标准样树，分别在样树东、南、西、北4个方向的上、中、下3个层次均匀采集样叶，每种树种共采集50张功能叶片，封存于塑料袋中带回实验室。

1.4重金属含量测定

将叶片用去离子水清洗、晾干，105 ℃下杀青，65 ℃烘干至恒质量，粉碎，过筛备用。精确称取2 g叶片粉末加 50 mL 水振荡1 h、过滤、离心（13 000 r/min）取上清液1 mL定容至10 mL（稀释10倍），过0.45 μm滤膜进样分析。叶片中重金属Cu、Zn、Pb、Cr的含量利用HNO3-H2O2消解法测定（仪器为ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪，Agilent 7700x）；Cd含量利用原子荧光法测定（仪器为AFS3000原子荧光光度计）[9]。

1.5生态服务功能转化效率计算

1.5.1生态系统服务功能转化效率生态系统服务功能与生态系统服务[10-11]是2个不同的概念，本研究中所指的生态系统服务功能转化率是与人类福祉有关的生态系统功能向生态系统服务转化的效率（简称生态转化率）。故生态系统功能向服务转化率计算公式如下：

1.5.2吸滞重金属功能的转化率计算方法将位于市中心景山公园内树种的吸滞重金属含量设定为饱和含量，即为最大理论值，吸滞重金属生态转化率计算公式如下：

2结果与分析

2.1同一地点不同树种吸滞重金属生态转化率

2.1.1南海子公园不同树种吸滞重金属的生态转化率南海子公园内不同树种吸滞重金属元素的生态转化率不同（图2）。从不同重金属元素的生态转化率来看，对Zn的生态转化率较高的树种是油松、雪松，转化率分别为（96.82±3.24）%、（96.30±2.55）%，其次是白皮松和银杏，最低的是侧柏，转化率只有（59.93±19.65）%。银杏对Cr的生态转化率明显高于其他树种，其生态转化率是最低的侧柏的3.4倍；而对Cu的生态转化率最高的树种是白皮松，为（94.32±3.65）%，最低的则是银杏，仅为（23.5±6.21）%；对Pb的生态转化率排序为白皮松（91.51±5.33%）>油松（80.36±8.21%）>雪松（79.15±7.85%）>银杏（65.09±7.35%）>侧柏（34.49±6.21%）（图2）。由此可见，南海子公园中吸滞重金属元素的生态转化综合能力较强的树种为油松、白皮松、雪松。