全 文 ：榉树对大气污染物的净化能力研究
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毕 波，刘云彩，陈 强，周 筑，张学星，孙 宏
(云南省林业科学院，云南 昆明 650201)
摘要:通过对榉树在昆钢污染区和相对无污染区生长的叶片中多种元素含量进行测定，分析了榉树对大气污染物
的净化能力。研究结果表明，榉树在重度污染情况下能存活并能继续生长，但生长受到抑制，与对照点相比，平
均地径生长量下降了 117. 56 %，高生长量下降了 66. 31 %，冠幅生长量下降了 214. 43 %。对含氯元素和氟元素的
有害气体具有极强的抗性和净化能力，对 Cl和 F的吸收分别比对照高出 255. 56 %和 2 500. 00 %;对 As、Hg、Pb、
Cd和 Cr等重金属具有较佳的吸收能力，分别比对照高出106. 04 %、1 623. 40 %、804. 97 %、1 221. 84 %、191. 92 %。
关键词:榉树;大气;有害气体;重金属元素;净化能力
中图分类号:Q 949. 737. 2 文献标识码:A 文章编号:1672 － 8246 (2011)04 － 0077 － 03
Study on Air Pollution Purification Function of Zelkova schneideriana
BI Bo，LIU Yun-cai，CHEN Qiang，ZHOU Zhu，ZHANG Xue-xing，SUN Hong
(Yunnan Academy of Forestry，Kunming Yunnan 650201，P. R. China)
Abstract:Based on the measurements of element contents in leaves of Zelkova schneideriana grown in Kunming
Iron and Steel Company polluted area and non-polluted area，the purification ability of Zelkova schneideriana to air
pollution was studied． The results showed that Zelkova schneideriana could survive in heavy polluted area，however
the growth was inhibited，the growth of basal diameter，height and crown decreased by 117. 56 %，66. 31 % and
214. 43 % respectively compared with the trees grown in non-polluted environment． Zelkova schneideriana showed
promising absorbing ability to Cl and F，with the absorption amount to these two elements 255. 56 % and 2 500. 00 %
respectively higher than the control，and the absorption amount to As，Hg，Pb，Cd and Cr were 106. 04 %，
1623. 40 %，804. 97 %，1221. 84 % and 191. 92 % higher than the control．
Key words:Zelkova schneideriana;air pollution;harmful gas;heavy metal element;purification ability
榉树 (Zelkova schneideriana) ，为榆科 (Ul-
maceae)榉属 (Zelkova)树种，在我国分布广泛，
主要生长于淮河流域和长江中下游及其以南地区，
南至广东、广西、贵州和云南均有分布。榉树寿命
长，枝细叶美，绿荫浓密，树冠广阔，树形优美，
病虫害少，抗风抗旱，叶色季相变化丰富，是深受
人们喜爱的传统彩叶园林树种和重要的园林绿化景
观树种［1］。由于榉树具有较高经济、生态和景观
利用价值，在城市绿化及其建设中被广泛采用。自
然存在的榉树由于人为的过度开发利用，资源量急
剧减少而处于濒危状态，在 《国家重点保护野生
植物名录》(第一批)中，榉树被列为国家二级重
点保护的野生植物［2］。
随着中国城市建设的不断加快，城市大气污染
的问题日益突出，大气污染的治理迫在眉睫，大气
污染中危害较大的污染物有 SO2、HF、CL2、CO
和 Ge、Pb、Hg、Cd、As等重金属成分。园林植被
是城市生态环境的重要组成部分，对于一定浓度范
第 40 卷 第 4 期
2011 年 12 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 40 No. 4
Dec. 2011
* 收稿日期:2011 － 09 － 15
基金项目:云南省科技创新强省计划项目(2007AB006)子专题“云南特色木本花卉新特优树种选择、繁育及栽培技术研究”内容之一。
第一作者简介:毕 波 (1978 －) ，男，云南楚雄人，工程师，硕士，主要从事森林资源培育和绿化园林植物栽培研究。
通讯作者简介:刘云彩 (1963 －) ，女，云南昆明人，正高级工程师，硕士，主要从事森林资源培育和绿化树种选择及培育研究。
围内的大气污染物，不同植物不仅有不同程度的抵
抗能力，而且也有相当程度的吸收净化能力［3］。
植物能吸收一定量的大气污染物并对其进行解毒的
现象称为植物的抗性。植物的抗性有两层含义，一
是植物在污染环境中的生存能力;二是降低环境中
有毒物浓度的能力［4］。植物的抗性机理主要表现
在植物外部具有保护层，吸收和转化有毒物质为无
毒物质，吸收和利用有毒物质，富集有害物质和分
泌杀菌素。目前国内外对榉树的研究，主要集中在
榉树的生物学特性、保护利用价值、苗木培育及栽
培、大树移植和组培研究等方面［5］。本项研究通
过对榉树在空气严重污染和未污染两个试验区的比
较分析，在生长情况、对毒害气体和重金属的反应
及富集能力等指标上进行对比研究，评价了榉树对
大气污染的抗性与净化能力，从而为榉树在城市绿
化中的配置和选择提供科学依据。
1 试验点概况
(1)污染试验点 设于安宁市昆明钢铁厂焦
化生产车间旁，昆钢大气污染物主要是粉尘、烟
尘、SO2、NO、BaP、CO、HS 和一些重金属元素。
该地属中亚热带低纬度高海拔地区，海拔 1 788 m，
季节温差不大，干湿季分明。年平均气温 14. 9℃，
极端最高气温 31. 5℃，极端最低气温 － 7. 8℃;年
降雨量约为 1 000. 5 mm，降雨主要集中在 5 ～ 9
月;年平均日照 2 327. 5 h，相对湿度 76 %;土壤
基质为红壤。
(2)对照试验点 设于云南绿大地生物科技
股份有限公司马鸣基地内，四周无工厂，离昆曲高
速公路约 13 km，离乡镇公路约 1 km，属于基本无
污染的清洁区。该地属高原丘陵地带，海拔 2 013
m，气候特征为冷而不寒、暖而不热、干湿分明、
降水集中，全年多风。年平均风速为 4. 3 m /s，年
平均气温 13. 70℃，年降雨量 840. 9 mm，年相对
湿度 61 %，3 ～ 4 月易发生 “倒春寒”，年平均日
照 2 158 h，年平均无霜期 234 天;基地内土壤基
质为山地红壤。
2 研究方法
2. 1 试验林的布置及取样
两个试验区的榉树均为 2009 年 7 月定植，苗
木来源于同一苗圃地同一批苗，每个试验区各定植
20 株，株行距均为 2 m × 2 m，定植后由专人进行
日常管护，不采取追肥、修剪等措施。
2010 年 9 月落叶前在植株的上、中、下部随
机采集发育正常的老叶片参试。新鲜叶片用清水洗
净表面灰尘，于 60℃烘箱中烘干，粉碎后密闭保
存，以备分析。
2. 2 测定方法
生长情况调查:两个试验点各选取样树 10 株
进行定株观测，定植后测定样树的树高、地径和冠
幅，采摘树叶样品时再次对树高、地径和冠幅进行
测定，取平均值为测定结果，并观察污染试验区的
植株健康状况。
(1)氮 (N)含量测定:分光光度法，GB
5009. 5 － 2010。
(2)氯 (Cl)含量测定:电位滴定法，YC /T
153 － 2001。
(3)氟 (F)含量测定:扩散一氟试剂比色
法，GB /T 5009. 18 － 2003。
(4)硫 (S)、磷 (P)、铁 (Fe)、锰 (Mn)、
铜 (Cu)、锌 (Zn)、钾 (K)、钙 (Ca)、镁
(Mg)含量测定:电感耦合等离子体发射光谱法，
试样经酸和高温消解后，在 6000K ～ 10000K 高温
的等离子炬中激发，待测元素激发出特征谱线的
光，经分光后测量其强度。NY /T 1653 － 2008。
(5)铅 (Pb)、镉 (Cd)含量测定:石墨炉
原子吸收光谱法，GB /T 5009. 12 － 2003、GB /T
5009. 15 － 2003。
(6)砷 (As)含量测定:氢化物原子荧光光
度法，GB /T 5009. 11 － 2003。
(7)汞 (Hg)含量测定:原子荧光光谱分析
法，GB /T 5009. 17 － 2003。
(8)铬 (Cr)含量测定:原子吸收石墨炉法，
GB /T 5009. 123 － 2003。
2. 3 数据来源
除生长情况调查外，所有数据均来源于委托
(昆明)农业部农产品质量监督检验测试中心进行
的实验测定结果。
3 结果与分析
根据两个试验点的榉树生长情况，叶片中各种
元素含量的对比分析，研究榉树对大气污染与污染
物的净化能力。
87 西 部 林 业 科 学 2011 年
3. 1 大气污染对榉树生长的影响
污染试验点的榉树定植时平均地径 1. 42 cm，
平均树高 1. 33 m，平均冠幅 0. 56 m，采样时平均
地径 2. 04 cm，平均树高 1. 65 m，平均冠幅 0. 47
m;对照试验点的榉树定植时平均地径 1. 47 cm，
平均树高 1. 35 m，平均冠幅 0. 61 m，采样时平均
地径 3. 84 cm，平均树高2. 57 m，平均冠幅1. 82 m。
从调查的生长指标可以看出，对照点榉树 3 个生长
因子的平均值均大大高于污染点，环境污染对植物
生长的影响较明显。另外污染区的榉树叶片上降尘
较多，虽然未出现叶尖焦枯、叶片黄化和落叶等受
害症状，但表现出叶片变小，绿量减少，新梢短，
侧枝稀少等生长不良的状况。可见污染影响了植物
的正常生理作用，使同化速率降低，为了抵抗环境
的污染，往往植物的呼吸作用加强，使有机物质积
累减少，结果使各生长指标下降。与对照点相比，
污染点的榉树平均地径的生长量下降 117. 56 %，平
均树高的生长量下降 66. 31 %，平均冠幅的生长量
下降 214. 43 %，大气污染对植物最直接最明显的
就是对叶片及嫩枝的损害，因此污染物对冠幅影响
最大。从调查的生长指标和健康状况可以看出，榉
树在重度污染情况下虽然能正常生长，但生长受到
明显抑制，长势不佳。
3. 2 榉树对有害气体的净化能力分析
通过对两个试验点榉树叶片中 5 种元素含量的
测定分析 (表 1) ，N、S和 P在污染点的含量低于
对照点。经分析，该差异可能是由于对照点是苗圃
地，曾经的耕作和施肥频繁，土壤中 N (碱解氮
76. 9 mg /kg)、S (速效硫 76. 9 mg /kg)和 P (速
效磷 9. 16 mg /kg)含量水平较高导致的，榉树对
N、S和 P的吸收净化能力究竟如何还需在今后的
研究中做进一步的试验分析。而 Cl 和 F 的增值最
大，分别比对照高出 255. 56 %和 2 500. 00 %，可
见榉树对 Cl和 F有极强的净化能力。
表 1 N、S、P、Cl、F元素含量测定结果
Tab. 1 Measure results of the contents of N，S，P，Cl and F
in leaves of Zelkova schneideriana
指标
污染点
/mg·kg －1
对照点
/mg·kg －1
增值
/mg·kg －1
增值比
/%
N 15 600 20 500 － 4 900 － 23. 90
S 1 950 1 970 － 20 － 1. 02
P 1 440 2 300 － 860 － 37. 39
Cl 6 400 1 800 4 600 255. 56
F 325. 0 12. 5 312. 5 2 500. 00
3. 3 榉树对重金属元素的吸收能力分析
通过对两个试验点榉树叶片中 5 种重金属元素
含量的测定分析 (表 2) ，各元素在污染点的含量
均大大高于对照点，其中 Hg、Pb 和 Cd 的增值最
大，分别比对照高出 1 623. 40 %、804. 97 % 和
1 221. 84 %，As和 Cr 的增值比也达 106. 04 %和
191. 92 %。从榉树叶片中各重金属元素的富集量
测定结果来看，污染点的重金属污染很严重，但榉
树对重金属元素有较佳的吸收净化能力，特别对
Hg、Pb和 Cd具很好的净化功能。
表 2 5 种重金属元素含量测定结果
Tab. 2 Measure results of the contents of As，Hg，Pb，Cd
and Cr in leaves of Zelkova schneideriana
指标
污染点
/mg·kg －1
对照点
/mg·kg －1
增值
/mg·kg －1
增值比
/%
As 1. 570 0. 762 0. 808 106. 04
Hg 1. 620 0. 094 1. 526 1 623. 40
Pb 83. 80 9. 26 74. 54 804. 97
Cd 1. 150 0. 087 1. 063 1 221. 84
Cr 9. 75 3. 34 6. 41 191. 92
4 结语
榉树在重度污染情况下能存活并能继续生长，
但生长受到明显抑制，长势不佳。榉树对 Cl 和 F
有害气体具有极强的抗性和净化能力，对 As、Hg、
Pb、Cd和 Cr等重金属具有较佳的吸收净化能力。
榉树是一个对大气污染具有很好抗性和净化能力的
优良绿化树种，对缓解和净化大气污染有较好的表
现，可选择作为环境污染区和城市绿化的植物来改
善和美化生态环境。
参考文献:
［1］中国科学院中国植物志编辑委员会． 中国植物志
(第二十二卷) ［M］．北京:科学出版社，1999．
［2］方元平，葛继稳，项 俊，等． 国家二级重点保护植
物榉树的开发利用［J］．中国野生植物资源，2002(5) :20-21．
［3］张德强，褚国伟，余清发，等． 园林绿化植物对大气
二氧化硫和氟化物污染的净化能力及修复功能［J］．热带亚
热带植物学报，2003，11(4) :336-340．
［4］张云峰． 城市环境保护［M］． 北京:中国科技出版
社，1994．
［5］汪灵丹，张日清． 榉树的研究进展［J］．广西林业科
学，2005(4) :188-191．
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