北京东郊作物土壤系统中重金属的迁移、分布、积累

 本文研究了北京东郊污灌区重金属在作物—土壤中的迁移、分布、积累规律,证实本区蔬菜中汞含量比粮食作物约大3—15倍,比水果约大6—200倍。麦粒、糙米中的Cu、Hg、Cd、Pb、Ni的含量与土壤含量相关性不显著。架豆中重金属含量与土壤中重金属含量的相关性,只有Zn,Pb达显著水平。白菜土有机质含量与重金属含量相关性达显著水平,而白菜的重金属含量与土壤的重金属含量相关性却不显著。说明除了土壤中重金属的总量外,有效态含量的多少,是影响本区作物吸收积累重金属的主要因素。 本区施污泥的土壤和生长的作物Cd／Zn大部小于1%、盆栽试验证明：施用本区污泥污水对水稻生长发育的影响比施污泥灌清水的影响大些,因此,施用含重金属污泥时,最好不要超过5000斤／亩。大田和室内模拟试验证明：重金属从土壤中迁移到植物,由植物带走输出的量极少,其中以带走输出的Hg、Cd,As相对较多,带走输出的Pb、Cr相对的少些。     

栓皮栎林的生物量

本文对北京西山海拔300米的26年生人工栓皮栎林的生物量作了测定。粮据十株伐倒的标准木分别取得乔木各部分的干重。采用W=a(D2H)b的幂函数方程,获得每公顷土地上的树干重32.16吨,枝条重9.85吨、叶重1.68吨、根重9.95吨。对灌木和草本植物采用收割法作测定：灌木的地上部分每公顷为1.33吨,地下部分为2.3吨;草本植物的地上部分每公顷为0.15吨,地下部分为0.8吨。所以栓皮栎的地上部分总生物量每公顷为45.17吨,地下部分13.05吨,总计58.22吨。     

土壤镉污染与作物

通过土壤镉污染对作物影响的盆栽模拟试验,以揭示重金属镉在土壤—植物系统中的转移、分布规律及其对植物生长、发育的影响。试验证明不同化合形态的镉施入土壤(砂壤质褐土,pH值8.2),水稻对镉吸收的多寡依次为CdCl2>CdSO4>CdO>CdS>CdCO3。白菜的镉吸收表现为CdSO4>CdCl2>CdO>CdCO3。土壤的不同镉浓度(施加CdCl2,以纯镉计)对作物影响的试验结果表明,可食部位达到食品污染标准(谷物含镉量0.4ppm、蔬菜0.2ppm为暂定标准)时的土壤镉污染临界值分别为：小麦、莴苣、白菜<1ppm,茄子、萝卜<2.5ppm,番茄、菜豆<20ppm。土壤因子的处理影响镉的活动性;降低土壤pH值,水稻的镉吸收增加。增施有机肥、ZnSO4、S、CaO、CaSO4可降低糙米含镉量13.4%一30%。白菜的镉吸收,由于增施有机肥、FeSO4、Fe2O3、CaO或S而降低菜叶含镉量28%一61%。以Cd,Zn比1:100或1:200施入土壤,叶内含镉量分别下降61%和76.4%,但白菜产量减少61%和76%。     

北京西山（卧佛寺附近）人工油松林群落学特性及生物量的研究

28年生人工油松林标准地设置在西山海拔300一350米的南坡与北坡山地。试用了多种数学模型预测人工林乔木层的生物量,应用w(树干)=2.372(D2H)0.664, w(枝条)=1.317(D2H)0.992,w(叶子)=1.417(D2H)0.833和w(根系)=1.593(D2H)0.757幂函数方程,分别获得树干、枝条、叶子和根系的生物量。南、北坡油松林乔木层生物量分别为29.13吨／公顷和42.46吨／公顷。用直接收获法测得不同坡向油松林的灌木层和草本层生物量的季节动态,以8月份生物量计,南、北坡灌木层生物量为8.05吨／公顷和5.78吨／公顷,草本层为0.74吨／公顷和0.77吨／公顷。南,北坡油松林的总生物量为38.08吨／公顷和48.68吨／公顷。     

土壤中镉、铅、锌及其相互作用对作物的影响

通过作物盆栽模拟试验(砂壤质褐土、pH值8.2)揭示：土壤中分别施入镉(CdCl2)、铅[Pb(CH3COO)2]或锌(ZnSO4)其影响表现为,植物各器官镉的含量超过对照植物的数倍至500倍。土壤镉浓度<5ppm和<10ppm分别造成某些蔬菜和水稻的污染。铅主要积累在植物根部,土壤铅污染对作物的影响较小。锌主要积累在植物叶片和根部,对水稻产生生长抑制的土壤锌浓度临界值不大于200ppm,此浓度对旱作无影响。土壤中同时施入镉和铅,植物对镉的吸收增加。而土壤中镉的增加却减少了植物体内铅的含量。土壤中由于镉、锌或铅、锌相互作用的结果,水稻对它们的吸收都有增加。在旱地土壤锌浓度的增高,降低了植物对镉、铅的吸收。镉、铅、锌同时施入土壤由于相互作用的结果,除锌之外,植物对镉、铅的吸收有明显下降。评价土壤重金属污染,不仅要看它们的含量及其存在形态,而且要分析它们之间的相互作用(促进或拮抗)特点。     

矿质元素在油松树干中分布的研究

通过树干年轮的元素分析,揭示矿质元素在树干中的转移与分布,以期有益于对森林生态系统矿质循环年进程的认识。通过对28龄油松(Pinus tabulaeJormis Carr.)树干圆盘年轮和树皮的元素分沂,揭示矿质元素钙、钾、镁、钠和锰的含量与年轮的年龄呈极显著负相关关系;磷、铜与轮龄呈显著正相关关系。树皮中钙、钾、镁、钠、铁、磷、锰、铜、铝和氮的含量,与树皮的年龄呈正相关关系。内树皮的矿质灰分相当高,分别为树皮和木质部的3.3倍和13倍。     

人工油松林的化学元素特征

28年生人工油松林的建群种——油松各器官化学元素浓度由叶、小枝、枝和树干逐渐下降。叶内元素浓度高低,以碳、氮、钙、钾、镁、磷为序。地下部分细根较粗根的元素浓度为大。灌木的化学元素的共同特点是碳含量最高,其次为氮、钾和钙。灌木叶片中的元素浓度大于茎。草本植物地上部分元素浓度明显低于灌木叶。灌木根系内化学元素浓度均低于它的地上部分。枯枝落叶的化学成分与活的枝、叶相比,铁的浓度显著增加,其次为铝,其他元素的浓度或多或少有所下降。在人工油松林各层次植物中,以碳素积累量最高,其次为钙和氮。元素的存留量仍以碳素为高,其次在乔木层中存留量以钙较大,在灌木层中以氮、钾较高。元素的年归还量除碳以外,钙较高,钾、磷较低。人工林的吸收量/土壤贮量的比值,以钾和磷较高。土壤中代换性钾、磷的贮量相对不大,为促进人工林生长,增施磷肥和钾肥将是有效的。     

北京山区的侧柏林（Platycladus orientalis）及其生物量研究

 天然侧柏林的种类组成以菊科、禾本科植物最多,豆科、百合科、蔷薇科植物次之。组成天然侧柏林植物生活型,以地面芽和高位芽植物所占比例较大,地下芽植物次之,一年生植物的比例略高于地上芽植物。31年生人工侧柏林以胸径4—5cm、树高3—4m的植株数量最多。侧柏的胸径、树高与茎重、枝条重,叶重、根系重之间具显著相关。以胸径为自变量。树木各部分干重为应变量所获得的优化模型为：茎重(Ws)=169.82D1.92(P<0.001),枝条重(WBr)=28.64D2.41,(P<0.01),叶重(WL)=10D2.82(P<0.001),根系重(WR)=e4.99+0.387D(P<0.001)。由此估算得侧柏林的各器官干重：茎15.56,枝条为6.57,叶5.16,根5.29吨／公顷。乔木层的总生物量为32.58吨／公顷。林下灌木和草本层在生长季中变化明显,9月的总生物量为7.17吨／公顷。人工侧柏林总生物量为39.75吨／公顷,年平均净生产力为1.28吨／公顷。     

凤眼莲等水生植物对重金属污水监测和净化作用的研究

本文研究了凤眼莲、芦苇、蒲草、杏菜、黑藻等高等水生植物对含砷、汞、镉污水的监测作用和净化能力以及温度、pH值等因子对植物的影响。初步认为凤眼莲是含砷污水的监测植物,同时又是含砷、汞,镉污水的净化植物。芦苇,蒲草是抗污能力较强的植物,并能吸收积累污水中的砷、汞、镉。水生植物对砷、汞、镉的忍耐力大小是因其植物生活型不同而异,一般为挺水植物>飘浮、浮叶植物>沉水植物。积累量为沉水植物>飘浮、浮叶植物>挺水植物。植物对重金属元素的吸收积累受温度和pH值等生态因子的制约。