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象，在長沙市按照城市中心、城市邊緣、城市周邊三個梯度共設置了11個土壤采樣區(qū)，采集了93個樣品，對土壤容重、有機質(zhì)、全N、全P、Cu、zn、Mn、Cd、Pb含量進行了測定，并對結果進行了方差和統(tǒng)計分析。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，提高城市環(huán)境質(zhì)量、保障人群健康提供科學依據(jù)。主要的研究結論如下：
　　 (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為：Mn(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)科技大學內(nèi)4個研究區(qū)含5種重金屬含量都較多，而遠離人群的石燕湖、大山?jīng)_、王陵公園公園重金屬含量相對較少。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)不同森林類型對于不同種重金屬元

4、素的吸收遷移、積累能力不同。對于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重金屬的削減作用存在一定的差異，林地對重金屬的削減作用明顯高于草坪地。草坪地對于Cu、Cd和Pb元素的吸收、遷移作用小于林地。林地對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。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指標的相關性不同，同一重金屬元素與不同土壤化學指標的相關性也不相同。不同研究區(qū)域由于人為活動程度和自然環(huán)境中不同，同一土壤化學指標與不同重金屬相關性不同，不同的土壤化學指標與同一重金屬的相關性也不同。土壤機質(zhì)、全P、全N與在不同環(huán)境中同一重金屬元素的相關性不同。
　

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。城市森林土壤重金屬來源非常復雜，同時，金屬元素自然來源變化及沉積粒度也可能會對重金屬的含量產(chǎn)生一定的影響。因此本論文對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為：城市中心>城市邊緣>城市郊區(qū)。在不同城市森林類型土壤中，從單項污染指數(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)大小排序為：Pb>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到尚清潔(警戒限)等級，其中松樹林土壤重金屬綜合指數(shù)最高

9、達到輕度污染等級，屬于污染最為嚴重，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，在城市應減少松樹林，適當增加桂花+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，而林地屬于尚清潔(警戒限)等級。森林對重金屬cu、Zn、Cd、Pb的綜合凈化能力高于草坪?？梢?，在城市綠化過程中，應盡可能地多營造林地，少建草坪地。
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