長沙市城市森林土壤重金屬含量空間分布格局及其來源分析.pdf

1、城市森林植被作為城市之“肺”，在改善城市生態(tài)環(huán)境和優(yōu)化城市居民工作、生活和居住條件中發(fā)揮著重要作用。因此，在我國城市快速發(fā)展過程中，城市森林已成為生態(tài)化城市建設(shè)的重要形式和內(nèi)容。本論文以長沙城市森林土壤為研究對(duì)象，在長沙市按照城市中心、城市邊緣、城市周邊三個(gè)梯度共設(shè)置了11個(gè)土壤采樣區(qū)，采集了93個(gè)樣品，對(duì)土壤容重、有機(jī)質(zhì)、全N、全P、Cu、zn、Mn、Cd、Pb含量進(jìn)行了測定，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了方差和統(tǒng)計(jì)分析。探討城市森林土壤重金屬含量的

2、空間分布特征及來源，比較研究不同綠地類型土壤重金屬含量及污染程度，擬揭示不同城市森林類型、城市化程度、不同綠地類型對(duì)城市土壤重金屬含量的影響潛在規(guī)律，旨在為找出長沙市綠地主要重金屬污染因子及其污染途徑，長沙市城市綠地綠化樹種選擇、土壤重金屬污染防治和修復(fù)，提高城市環(huán)境質(zhì)量、保障人群健康提供科學(xué)依據(jù)。主要的研究結(jié)論如下：
　　 (1)長沙市城市森林土壤5種重金屬元素的平均含量排列順序?yàn)椋篗n(166．34mg·kg—1)> Zn(

3、50．22mg·kg—1)> Pb(31．12mg·kg—1)> Cu(23．56mg·kg—1)>Cd(0．16mg·kg—1)。在11個(gè)研究區(qū)內(nèi)曉園公園、南郊公園、桂花公園和中南林業(yè)科技大學(xué)內(nèi)4個(gè)研究區(qū)含5種重金屬含量都較多，而遠(yuǎn)離人群的石燕湖、大山?jīng)_、王陵公園公園重金屬含量相對(duì)較少。5種重金屬在不同城市化梯度森林土壤中分布的差異程度不等，一般規(guī)律為：城市中心>城市邊緣>城市周邊。
　　 (2)不同森林類型對(duì)于不同種重金屬元

4、素的吸收遷移、積累能力不同。對(duì)于Cu、Zn、Pb、Cd四種重金屬吸收遷移、積累能力最好的都是桂花+杜英林，對(duì)于Mn凈化效果最好的是桂花林。由不同植物種類組成的綠地對(duì)重金屬的削減作用存在一定的差異，林地對(duì)重金屬的削減作用明顯高于草坪地。草坪地對(duì)于Cu、Cd和Pb元素的吸收、遷移作用小于林地。林地對(duì)Mn的吸收、遷移能力基本上低于草坪地。
　　 (3)同一森林類型土壤中，Cd與Zn來自同一污染源的可能性比較大，Pb與Mn來自同一污染來

5、源的可能很低。同一研究區(qū)域土壤中，桂花公園、植物園土壤重金屬的來源途徑不盡相同。烈士公園、林科大校園土壤重金屬元素Zn、Pb、Cd極可能來源于共同的污染源。岳麓山土壤Cu、Zn、Cd來自于同一污染源可能大。曉園公園土壤Cu與Pb、Zn與Cd的來自于共同的污染源。長沙王陵公園土壤Pb與Zn、Pb與Cd可能來自于共同的污染源。南郊公園、黑麇峰、石燕湖、大山?jīng)_土壤重金屬來源可能不只一個(gè)。在不同研究區(qū)域，Cu與Zn、Cd與Pb，Cd與Mn可能有

6、不同的來源。Pb與Cd、Zn與Mn、Pb與Zn、Cd與zn在不同研究區(qū)域可能有著相同的污染源。
　　 (4)在不同城市森林類型中，不同重金屬元素與相同的土壤化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性不同，同一重金屬元素與不同土壤化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性也不相同。不同研究區(qū)域由于人為活動(dòng)程度和自然環(huán)境中不同，同一土壤化學(xué)指標(biāo)與不同重金屬相關(guān)性不同，不同的土壤化學(xué)指標(biāo)與同一重金屬的相關(guān)性也不同。土壤機(jī)質(zhì)、全P、全N與在不同環(huán)境中同一重金屬元素的相關(guān)性不同。
　

7、　 (5)長沙市森林土壤部分重金屬含量較高可能主要來源于交通污染源、部分可能來源于居民生活污染源或工業(yè)活動(dòng)。城市森林土壤重金屬來源非常復(fù)雜，同時(shí)，金屬元素自然來源變化及沉積粒度也可能會(huì)對(duì)重金屬的含量產(chǎn)生一定的影響。因此本論文對(duì)長沙市森林土壤重金屬的來源分析主要局限于定性描述。
　　 (6)在不同研究區(qū)城市森林土壤中，從單項(xiàng)污染指數(shù)看，Pb的污染指數(shù)最大，污染程度最高，Cd的污染程度為其次，Zn的污染指數(shù)最小，污染程度最低。從綜

8、合污染指數(shù)看，長沙市森林城市土壤重金屬污染等級(jí)分別為：清潔、尚清潔、輕度污染。
　　 (7)不同城市化梯度森林土壤重金屬的污染程度不同，污染程度由高至低排序?yàn)椋撼鞘兄行?城市邊緣>城市郊區(qū)。在不同城市森林類型土壤中，從單項(xiàng)污染指數(shù)看，以zn的污染指數(shù)最低，Pb的污染指數(shù)最高，按污染指數(shù)大小排序?yàn)椋篜b>Cd>Cu>Zn。從綜合污染指數(shù)看，長沙市6種森林類型土壤重金屬污染均達(dá)到尚清潔(警戒限)等級(jí)，其中松樹林土壤重金屬綜合指數(shù)最高

9、達(dá)到輕度污染等級(jí)，屬于污染最為嚴(yán)重，桂花+杜英混交林綜合污染指數(shù)最低。因此，從凈化城市森林土壤重金屬的角度，在城市應(yīng)減少松樹林，適當(dāng)增加桂花+杜英混交林等闊葉混交林。
　　 (8)在不同城市綠化類型中，草坪地重金屬的綜合污染指數(shù)明顯高于林地，草坪地屬于輕度污染等級(jí)，而林地屬于尚清潔(警戒限)等級(jí)。森林對(duì)重金屬cu、Zn、Cd、Pb的綜合凈化能力高于草坪?？梢姡诔鞘芯G化過程中，應(yīng)盡可能地多營造林地，少建草坪地。
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