广西某污染区金属元素在土壤-植物系统中的迁移规律

重金属镉（Cd）是一种毒性极强并广泛存在于环境中的有害元素。土壤中的Cd极易被植物吸收并通过食物链对普通人群的健康造成危害。由于Cd在土壤．植物系统的迁移及对人类健康的影响与某些金属元素之间存在着相互作用,研究这些元素对Cd在食物链中迁移及在人体内富集的影响机制成为Cd研究的热点。本研究对广西某污染区的菜田进行了调查,结果表明：污染区蔬菜的Cd、Ca、Cu、Fe、Pb、Zn的浓度明显高于非污染区;不同的蔬菜品种对重金属元素Cd、Cu、Pb、Zn的迁移和积累能力存在着较大差异,不同金属元素的迁移能力依次为Cd〉Zn〉Cu〉Pb;Cd在土壤-植物中的迁移受共存元素的影响。     

林火干扰对广东木荷林生态系统碳库的影响

森林碳库在调节CO₂浓度及减缓温室效应中发挥重要作用。选择广东木荷林为研究对象,通过相邻样地法,进行植被生物量、凋落物生物量和土壤样品的采样与分析,研究不同林火干扰强度对生态系统各碳库(植被、凋落物和土壤有机碳)及生态系统碳库产生的变化规律和空间分布格局及其影响因素。结果表明:(1)植被碳密度随着林火干扰强度增强而减少,但不同组分的植被碳密度表现不同,乔木碳密度在不同林火干扰强度下变化与植被碳密度变化一致,而草本碳密度则呈现相反的变化趋势。相同林火干扰强度下,植被各组分碳密度均以乔木层降低幅度最大。林火干扰均显著降低了凋落物碳密度(P<0.05),并随林火干扰强度的增加其降低幅度增大,但不同林火干扰强度对凋落物碳密度的影响有所差异。林火干扰降低了土壤有机碳密度,且降低幅度随土层深度增加而逐渐变小。(2)林火干扰有效改变了生态系统碳库的空间分布格局。对照样地木荷林土壤有机碳库占比为61.59%,重度林火干扰后,土壤有机碳库占比为70.96%呈上升趋势,占生态系统碳库的优势地位,而植被和凋落物碳库占比呈下降趋势,处于生态系统碳库的次要地位。(3)双因素方差分析表明,林火干扰强度和土层深度及其交互作用均对土壤有机碳密度有显著影响。林火干扰强度解释了土壤有机碳密度变异的8.78%,土层深度解释了土壤有机碳密度变异的70.29%,林火干扰强度和土层深度之间的交互作用解释了土壤有机碳密度变异的8.16%。研究发现:林火干扰降低了生态系统碳库,且随林火干扰强度增加,生态系统碳库减少幅度增大。轻度林火干扰对森林生态系统碳库的影响差异不显著,而中度和重度林火干扰对森林生态系统碳库的影响差异显著。研究结果对深化亚热带森林固碳效应的影响机制提供理论支撑。     

深圳福田红树植物群落特征及金属元素分布状况

通过对深圳福田红树林群落特征的研究,对红树植物的区系组成、群落的外貌和结构、群落的主要类型和分布进行了概述,并对该红树林中的桐花树+秋茄+白骨壤+老鼠簕+海漆混交群落林地土壤和红树植物的金属元素分布进行分析。结果发现,该林地土壤金属元素含量分布具有一定规律性,元素K、Na、Ca、Mg在各层土壤中分布均匀;必需金属元素Fe、Mn在各层土壤中含量变化不明显;非必需重金属元素Cr、Ni、Pb、Hg、Cd和必需元素Zn、Cu含量从底层至表层逐步提高;金属元素在该林地红树植物中分布也具有一定规律性,元素K、Na、Ca、Mg在五种红树植物的不同部位均大量存在;必需金属元素Fe、Mn、Zn、Cu在各种红树植物中含量FeMnZnCu;非必需重金属元素Cr、Ni、Pb、Hg、Cd在各种红树植物中含量表现出差异性,秋茄和海漆中Ni含量较大,白骨壤中Pb含量最大,桐花树中Cr含量最大,老鼠簕Cu含量最大,Cd和Hg在五种红树植物中含量都最低;植物中金属元素含量分布和土壤中金属元素含量分布具有相关性。     

重庆地区主要作物重金属富集特征

采集了重庆地区6种主要作物(水稻、玉米、空心菜、红薯、土豆、南瓜)食用部分和对应根系土壤样品,分析了Pb、Cr、Zn、As、Hg、Cu、Ni、Cd 8种重金属元素的含量,讨论了作物对重金属的富集水平及重金属的协同和排斥关系。结果表明,不同作物食用部分重金属的含量为籽粒类>根茎类>瓜果类,南瓜对8种重金属的富集能力远远低于其他物种,水稻富集水平较高;红薯和空心菜对Cr的富集、水稻对Cd的富集分别较为依赖于土壤中Cr、Cd的含量,而土豆对As元素的富集与土壤中该元素的浓度含量呈显著负相关关系;不同重金属在植物体内的富集协同和排斥关系均存在,但总体协同大于排斥,Zn和Cu、Cd和Ni、Cr和Ni多数呈协同关系,这种协同关系可以应用于重金属复合污染区域的植物修复。     

青海典型内陆河流域地表水化学组成及其重金属分布特征

为了解青海典型内陆河流地表水化学组成及其重金属分布特征,于2015年7—8月对青海巴音河、格尔木河和小柴旦湖流域地表水进行采集,分析了水体主离子、12种重金属浓度等水化学组成,并对水体质量进行了评估。结果表明:研究区河流、湖泊地表水化学组成分别主要受岩石风化及蒸发-结晶作用控制;不同水体重金属浓度分布存在明显差异,多数重金属表现为湖泊高、河流低,而这与湖泊水化学及水体蒸发导致的重金属元素浓缩富集及结晶析出有关。主成分分析表明,水体重金属主要来源于岩石风化,受人类活动影响较小。研究区河水重金属基本符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类水质标准。     

深圳市不同功能区土壤表层重金属污染及其综合生态风险评价

在综合考虑深圳市城市功能区分异特征的基础上,进行全市表层土壤系统采样,全面监测土壤表层8种重金属元素污染状况,分析不同重金属元素含量的统计学特征,探讨不同城市功能区对土壤表层重金属污染的影响,采用内梅罗指数和潜在生态危害指数评估不同重金属元素和不同城市功能区的生态风险水平,分别进行基于两种方法的全市重金属污染生态风险分区。结果表明: 1)深圳市土壤表层的Mn、Ni、Cr和Pb 4种元素受人为活动的影响程度较低,Cd、Zn、Cu和As 4类元素受人为活动影响较大。地表环境约束因素背景下的高强度城市化和工业化过程,是各种重金属污染区域分异和功能区分异的决定性因素。2)深圳市土壤重金属污染风险较高的重金属元素为Cd、Zn、Cu和Pb,特别是Pb污染问题尤为突出,必须加强管控工作。深圳市总体土壤表层重金属污染风险水平高于国内相关城市,需要引起足够重视。3)内梅罗指数法和潜在生态危害指数法的侧重点不同,在单一重金属元素风险判断、不同城市功能区生态风险的总体评价,以及市域土壤重金属污染生态风险分级评价方面结果差异较大,组合使用效果更好。     

洞头列岛土地利用对土壤及沉积物重金属污染的影响及其生态风险评价

针对浙江省洞头列岛不同土地利用类型土壤及沉积物中的重金属含量进行调查, 选择了五种土地利用类型,农田、森林、围涂、码头、养殖。主要评估重金属的污染现状, 区域快速产业化导致的土壤及沉积物中重金属污染及生物的潜在生态风险。采用内梅罗指数法、Hakanson 潜在生态危害系数法对重金属的潜在生态风险进行评价。结果表明, 洞头列岛不同土地类型的土壤重金属含量均超过浙江省土壤背景值, 其中, Cr、Mn、Co 超标率为100%, Zn 超标率为84%。多数监测点土壤重金属含量的内梅罗综合指数处于清洁水平, 但养殖类型中的As、Co, 围涂类型中的As、Pb, 农田类型中的Pb、Cr 属于尚清洁等级, 围涂中的Co 元素属于轻度污染等级; 综合潜在生态风险指数(RI)均显著低于轻微生态危害水平, 五种土地类型土壤质量的RI 大小顺序为: 养殖>围涂>码头>森林>农田, Pb、As 是主要的重金属生态风险种类。重金属元素之间的相关性分析表明, 围涂与码头土壤中重金属元素之间的相关性明显高于其他三种类型。围涂类型土壤中As 与Co、Cu 元素呈极显著正相关, Pb 与Zn 呈极显著正相关; 码头类型中的Cu 与Co 呈极显著正相关, As、Pb 与Zn 呈极显著正相关。Cu 与As 在码头、养殖、围涂类型中的含量较高。五种土地类型中除农田和养殖用地的某些重金属来源于成土母质, 其他各重金属来源主要是人为活动影响, 如: 交通运输、城市排污、三废排放以及汽车尾气等。因此, 应该把由人类活动导致的有毒重金属的污染控制作为首要任务, 制定相应的政策和法规。     

不同群落类型下南方铁杉金属元素含量差异及其与土壤养分因子的关系

在九龙山国家级自然保护区内, 针对濒危植物南方铁杉(Tsuga chinensis var. tchekiangensis)的分布特点, 设置了40个具有代表性的样地。采用群落分类的双向指示种分析法(TWINSPAN)进行群落类型的划分, 并在此基础上, 研究了不同群落类型下南方铁杉植株和土壤中金属元素的含量差异及其与土壤养分因子的关系。结果表明: 1) TWINSPAN分类将九龙山南方铁杉群落分为5种类型, 代表5种不同生境和物种组成的群落类型。2)不同群落类型下南方铁杉植株和土壤中的金属元素存在一定的差异, 在群落类型II和V中, 植株金属元素总量相对较高, 且K、Ca、Fe、Mg、Ba和Cr 6种元素含量也较高, 大部分土壤金属元素以群落类型II为最高。3)不同金属元素在南方铁杉植株和土壤中的含量具有很大差异, 植株中Ca、K、Mg、Fe和Mn含量较高, 土壤中Al和Fe的含量较高。4)南方铁杉不同器官金属元素的含量存在一定的差异, 各元素在不同器官中的排列顺序和变异程度不一致。5)富集系数和相关性分析表明, 南方铁杉对Mg和Zn的吸收具有相似性, 对Fe和Al的吸收也相似。6) 南方铁杉植株的大多数金属元素与土壤金属元素没有相关性, 究其原因可能是植株元素虽主要来源于土壤, 但受植物种类和生长发育状况、林地土壤类型、肥力及pH等因素的影响。     

黑土中几种重金属的化学形态

在自然界中,重金属元素的总浓度不能正确反映出它们对生物的效应和地球化学的过程。重金属的毒性在很大程度上取决于它们存在的化学形态。重金属进入土壤这个有机、无机复合体后,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等各种反应,形成重金属的不同化学形态,并表现出不同的活性。东北地区的黑土,其主要特征是富含有机质,为了探索土壤有机质含量与土壤重金属的亲合力及其在土壤中存在的各种形态,我们用A.Tesser等提出的连续浸提法,作了重金属元素在黑土中存在形态的研究,这对进一步研究土壤净化功能与土壤环境容量具有一定意义。     

大兴安岭火后演替初期森林土壤磷的动态变化特征

林火是北方针叶林生态系统最重要的自然驱动力,影响元素的生物地球化学循环。火后演替初期(15年)是决定火后植被结构与功能恢复的关键时期,火后土壤养分的变化是影响火后植被结构与功能恢复的重要因子。本文选择大兴安岭呼中自然保护区火烧迹地作为研究对象,并选择附近未火烧区作为对照区,分析了火后1、5和11年土壤矿物层总磷含量及有效磷供给速率的变化。结果表明:相较于对照区,火后1年,土壤总磷(TP)含量与有效磷供给速率均显著增加,其中TP显著增加了55%,有效磷含量增加了270%;且土壤TP含量、有效磷供给速率均与林火烈度呈显著正相关。火后5和11年时,土壤TP含量仍显著高于对照区,但土壤TP含量与林火烈度间不存在显著相关关系。而在火后11年时,土壤有效磷供给速率则已恢复至火前水平。土壤TP、有效磷供给速率则均与土壤水分含量之间存在显著正相关关系。本研究显示,火后演替初期土壤磷含量表现为火后立即增加,然后随火后时间增加而逐渐减少;林火烈度在短期内对土壤磷含量具有重要影响,随演替时间增加,土壤性质则成为影响土壤磷含量的重要因子。     

公路绿化植物油松(Pinus tabulaeformis)和小叶杨(Populus simonii)对重金属元素的吸收与积累

对内蒙古西部公路绿化植物油松（Pinus tabulaeformis）、小叶杨（Populus simonii）及其根际土壤中重金属元素（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr）和类金属元素（As和Se）含量以及根际土壤重金属（Cu、Zn、Pb、Ni和Cr）形态、土壤pH值进行了测定。对比分析了公路沿线不同绿化植物及其不同器官对重金属元素的吸收与积累特征。结果表明：绿化植物根际土壤对重金属元素的吸附及污染程度以Cd为最高。随原子序数的递增,小叶杨和油松两种植物的根部和茎叶两种营养器官中重金属的含量均表现出“N”字形变动趋势。而且重金属元素在不同植物不同器官中的含量具有Zn〉Cu〉Ni,Cr,As,Pb〉Cd〉Hg的基本规律。小叶杨茎叶对重金属元素Cr、Ni和Pb的富集能力较根部为强,油松茎叶对重金属元素Cr、Ni、Cu和Pb的富集能力较根部为强。绿化植物根际土壤重金属元素有效态占总量百分比的大小序列为Zn〉Pb〉Ni、Cr〉Cu,与重金属元素在不同植物不同器官中的含量大小序列Zn〉Cu〉Ni、Cr、As、Pb〉Cd〉Hg并非趋于一致。公路绿化植物对根际土壤中重金属元素的吸收和积累与重金属元素有效态所占的比例有关。     

碧流河下游农田土壤重金属污染状况分析与评价

为给碧流河下游农田土壤的可持续利用提供参考依据, 基于实验测试数据, 采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法及潜在生态危害指数法, 对碧流河下游水貂养殖区的农田土壤重金属污染状况进行分析评价。结果表明: 碧流河下游农田土壤重金属元素Cr、Ni、Zn、Cu、As 和Pd 含量的平均值均超出辽宁省土壤背景值; 6 种重金属元素的单因子污染指数依次为Ni>Zn>Cu>Cr>As>Pd; 农田土壤重金属内梅罗综合污染指数为3.99, 农田土壤整体处于重污染水平; 6 种重金属元素的潜在生态危害指数依次为Ni>As>Cu>Pd>Zn>Cr, 潜在生态危害综合指数为49.4-196.6, 平均值为132.6, 农田土壤整体表现为轻微生态危害。农田土壤中Ni、Cr 和Cu 的累积可能主要来源于碧流河流域的工、农业排放物和水貂养殖业貂笼清除物, Pd 的累积可能主要来源于沿岸居民倾倒和焚烧的生活垃圾, 以及不合理的农业经营活动。     

三峡库区不同植被类型消落带土壤重金属含量的时空变异

通过测定2009、2015年三峡库区秭归段典型植被(次生灌丛、弃耕地)消落带不同淹水高程(高程145~175 m)和对照高程(175~185 m)土壤重金属含量,揭示其年际时空变异特征,并运用地质累积指数(Igeo)对不同年限不同高程土壤中各类型重金属进行污染评价。结果表明:所测各年限不同高程土壤重金属含量为:铁锰铜(锌)。随水淹年限增加,次生灌丛比弃耕地积累更多的重金属;土壤重金属在低海拔地区的积累过程更加明显,且各水淹高程倾向于积累更多的铜、铁;而对照高程中倾向于积累更多的锌、锰。各植被类型土壤重金属存在迁移:随水位涨落周年增加,次生灌丛消落带各水淹高程的重金属铜、锌含量增加,增幅较2009年分别达41.1%、23.1%、50%、9.3%和28.6%、50.0%、38.6%、56.8%;而弃耕地重金属铜、锌含量减少,下降范围分别达28.3%~48.5%和15.5%~29.9%。通过污染评价可得:在经历7次水位涨落周年后,次生灌丛土壤主要受重金属铜、锌、铁、锰综合性污染;而弃耕地土壤主要受重金属铁、锰复合型污染。     

聚金属元素植物

古代人就认识到土壤和它上面生长的植被的相互关系。16世纪德国人就注意到矿脉上的植被往往是异常的,植物的生长发育受到阻碍。含有金属的岩石发育成的土壤,由于重金属,如锌、铅、铜、镍和钴的污染,对植物都是极有害的。但这样的土壤却是一些特有植物群的适宜生长场所。这些植物形成了对某些金属元素的忍耐性。忍耐有毒金属的植物大多数忍耐金属的植物,叶子中常积累高浓度的金属元素,如镍、钴、铜和铅的浓度可占叶子干重的1%以上。在德国和比利时的边境附近,有一块“磷酸锌矿植物群”,它们是堇菜属的Viola calaminaria和开白花的遏蓝菜属的Thlaspi calaminaria。通过分析,它们的含锌量分别相当于叶子干重的     

不同植被恢复模式下煤矸石山复垦土壤性质及煤矸石风化物的变化特征

为了探讨植被恢复模式对煤矸石山复垦土壤和矸石风化物的影响,对煤矸石山6种主要植被类型(刺槐林、刺槐-柠条混交林、榆树-紫穗槐混交林、侧柏-刺槐混交林、荆条林、紫花苜蓿草丛)下土壤和煤矸石风化物的理化性状及重金属进行了比较研究。结果表明:(1)煤矸石山上种植植被可使土壤容重、土壤持水量和孔隙度明显改善。乔木模式更明显。矸石山植被恢复后,可明显增加土壤养分含量。不同植被模式下,土壤养分增加存在显著差异。侧柏-刺槐和榆树-紫穗槐混交模式效果较好。(2)植被对煤矸石风化物容重和机械组成改善作用依次为针阔混交林>乔灌林>乔木纯林>灌木林>草本。植被促进有机质与全氮积累依次为:侧柏-刺槐>刺槐>刺槐-柠条>榆树-紫穗槐>荆条>紫花苜蓿。荆条林下煤矸石风化物全P含量最大。荆条林与侧柏-刺槐混交林利于速效P积累。对速效K积累有利的是荆条林与榆树-紫穗槐混交林。(3)植被种植可以减少煤矸石风化物中重金属含量。榆树-紫穗槐混交模式对减低超标重金属Cd的效果好,其次是针阔混交林(侧柏-刺槐)。对于超标重金属As而言,侧柏-刺槐模式优于其它植被模式,基本达到重金属As不超标。     

湘潭莲子种植区土壤和莲子重金属污染的生态风险评价

为探讨湘潭莲子种植区土壤重金属的污染特征及潜在生态风险, 以6个主要的莲子种植区为研究对象, 分析了土壤和莲子籽粒中锰、铜、砷、镉、铅和铬的含量和污染特征, 并利用潜在生态危害指数法评价了土壤重金属的综合潜在生态风险。结果表明: 6种重金属中镉含量平均值高于风险筛选值, 低于风险管制值, 其它重金属含量的平均值低于或接近风险筛选值。各元素生态风险从大到小依次是镉、铅、砷、铜、铬、锰。6个位点的综合生态危害指数平均值为224.7, 属于中等污染风险水平。各位点对应的莲子也受到一定程度的重金属污染, 籽粒中镉和铅存在超标现象。通过以上分析说明, 莲子种植区土壤重金属整体呈现出中等生态风险状态。为了确保莲子的安全生产, 有必要加强莲子种植区的土壤检测和治理。     

植被恢复对退化红壤表层土壤颗粒中有机碳和Pd、Cd分布的影响

采用原状土壤水稳性团聚体分离方法提取不同粒径的土壤颗粒,测定其有机碳及重金属元素Pb、Cd的含量,研究了退化红壤在植被恢复下表层（0-10cm和10－20cm)土壤颗粒中有机碳与重金属分而及其关系。这些土壤颗粒中有机碳和重金属元素Pb、Cd的含量范围分别于7.5-15g/kg,11-20mg/kg和20-70μg/kg,,且粒组间有显著差异。尽管所测组分的含量以＜0.002mm粒事最高,但2－0.25mm的粒组占其总量的50％左右,其次约20％存在于0.25-0.02mm粒组中,以土壤粒组中分量而言,有机碳和所测的重金属元素间有密切的依存关系。与荒地相比,植被恢复措施降低了各土层2－0.25mm粒组中Pb的含量和分量,但提高了0－10cm土层Cd的含量和分量。在所研究的几种处理中,玉米－包菜处理显著地促进了有机碳和重金属在各颗粒粒组中的均衡分布。因此,退化红壤植被恢复改变了土壤颗粒中有机碳和重金属的分布,因而可能影响着土壤环境中有机碳和重金属的形态及其活性。对于这些措施下土壤环境中有机碳和重金属的生物有效性机制尚需进一步研究。     

云南玉溪城市河道底泥重金属污染特征与潜在生态风险评价

通过分析不同水期玉溪大河河道底泥的理化参数及主要重金属含量,评价其潜在生态风险,并探讨了重金属的污染特征及污染物间的相关性。结果表明:玉溪大河河道底泥8种重金属元素As、Hg、Cu、Pb、Cr、Ni、Cd和Zn含量平均值分别为75.2、1.528、84.4、107.1、65.6、28.4、9.00、738 mg·kg~(-1),除Ni外,其余7种元素均明显高于相应的背景值;Cd仅与TP显著正相关,而As、Hg、Pb、Cu、Cr、Zn、Ni 7种金属元素之间存在显著相关性,表明这些元素污染具有同源性;潜在生态风险评价结果显示,单个重金属潜在生态风险顺序为CdHgAsPbCuZnNiCr;整条河道底泥的潜在生态危害指数值为151~12621,平均值为2362.2,属于极强潜在生态危害,其中河道下段综合潜在生态风险高于上段;As、Cd和Hg等重金属主要来自红塔区工业排放。     

不同烈度林火对油松林潜在地表火行为的影响

油松是我国华北地区代表性树种之一,含有丰富油脂,容易引发大面积高烈度森林火灾。阐明不同烈度林火对油松林地表可燃物负荷量和潜在地表火行为的影响,对于油松林林火管理具有重要意义。以辽河源自然保护区2014年不同烈度林火干扰后油松林分为研究对象,根据不同烈度(重度、中度、轻度)和对照(未过火)分别设置3块20 m×20 m样地,共12块样地,调查地表可燃物和林分结构指标,结合室内实验,利用BehavePlus 5.0软件进行潜在火行为模拟,探讨不同烈度林火5年后油松林地表可燃物负荷量和潜在地表火行为特点,并分析影响潜在地表火行为的主要因素。研究结果表明：(1)不同烈度林火之间,细小可燃物负荷量和地表可燃物总负荷量均不存在显著性差异(P>0.05)。(2)不同烈度林火后,在不同风速和可燃物含水率条件下,油松林潜在地表火蔓延速度、火线强度不存在显著性差异(P>0.05),单位面积发热量、火焰高度、反应强度存在显著性差异(P<0.05)。(3)不同烈度林火后油松林潜在地表火行为主要受油松更新幼苗基径、灌木负荷量、油松平均冠幅、上层枯叶负荷量、油松更新幼苗密度的影响。研究结果表明不...     

青藏高原湿地植物轻金属元素含量特征及其与环境因素的关系研究

以青藏高原湿地植物为研究对象,通过对青藏高原35个采样点的野外调查采样,对青藏高原湿地植物8种轻金属元素(Al、Mg、Ca、Sr、Ba、K、Na、Li)含量的特征及其与环境因素的关系进行分析。结果显示,不同湿地植物对不同轻金属元素的富集能力存在差异。轻金属元素在湿地植物体内的平均含量依次排序为:Li相似文献