全 文 ：四种北方阔叶树种苗木对土壤镉胁迫的
生长反应与抗性比较 3
李亚藏　王庆成 3 3 　马树华
(东北林业大学林学院 ,哈尔滨 150040)
【摘要】　采用盆栽方法 ,研究了 4 种北方阔叶树种茶条槭、山梨、五角槭和山荆子一年生苗木对土壤镉胁
迫的生长反应和抗性. 采用土壤和风化砂混合物作为栽培基质 ,设计 5 种土壤镉浓度梯度处理 (对照、10、
50、100、200 mg ·kg - 1) . 结果表明 ,低浓度处理 ( ≤50 mg·kg - 1)刺激各树种苗木的地径、树高生长 ,其中茶
条槭在 10 mg·kg - 1处理下地径和苗高增加幅度最大 ,分别为对照的 13518 %和 14610 % ;随着镉处理浓度
的增加 ,地上部生长量下降 ,茶条槭在最高浓度处理下 ,生长量降低最大 ,地径和苗高仅分别为对照的
2411 %和 2810 %. 叶片和新枝生物量变化存在较大种间差异 ,茶条槭和山梨在低浓度处理时总体上表现
增加 ;山荆子新枝生物量增加 ,叶生物量减少 ;五角槭表现一致减少. 最高浓度处理时 ,叶和新枝生物量受
影响最大的是茶条槭 ,分别为对照的 416 %和 713 % ;其次为五角槭 ,分别为对照的 517 %和 719 % ;山梨和
山荆子受影响的幅度相对较小. 新根生物量除山梨外 ,其它 3 个树种苗木的生物量表现一致下降 ,其中下
降幅度以茶条槭最大 ,最高浓度处理仅为对照的 213 %. 山梨在低浓度处理下 ,新根生物量有所增加 ,分别
为对照的 12515 %和 11711 %. 茶条槭和山梨的苗木在低浓度处理下 ,总生物量增加幅度提高 ;高浓度处理
时 ,所有树种苗木的生物量增加幅度均显著降低. 最高浓度处理时 ,茶条槭、山荆子、五角槭和山梨苗木生
物量增加幅度分别为对照的 1317 %、2712 %、3614 和 4011 %. 采用隶属函数对上述指标进行综合分析 ,得
出 4 个树种对土壤镉污染的抗性顺序为山荆子 > 茶条槭 > 山梨 > 五角槭. 最高浓度处理下 ,山梨对土壤中
的镉具有最强的富集能力 ,其根茎叶部镉的富集系数明显高于其它 3 个树种 ,山荆子根、茎部位富集系数
也较高.
关键词 　茶条槭 　山梨 　五角槭 　山荆子 　土壤镉污染 　生长反应 　抗性
文章编号 　1001 - 9332 (2005) 04 - 0655 - 05 　中图分类号 　X53 ;X503. 235 　文献标识码 　A
Growth responses of four northern broadleaved tree species to soil Cd stress. L I Yacang ,WAN G Qingcheng ,
MA Shuhua ( College of Forest ry , Northeast Forest ry U niversity , Harbin 150040 , China) . 2Chin. J . A ppl .
Ecol . ,2005 ,16 (4) :655～659.
In this paper ,the gradient (0 ,10 ,50 ,100 ,200 mg·kg - 1 ) of soil Cd concentrations was established by mixing
CdCl2 with soil and sand ,and the growth responses of four northern broadleaved tree species Acer ginnala Pyrus
ussuriensis , Acer mono and M alus baccata to soil Cd contamination were studied by growing their seedlings in
pots in greenhouse. The results revealed that the seedling growth of all test species was enhanced under lower soil
Cd concentrations ( ≤50 mg·kg - 1) ,and Acer ginnala had the strongest response under 10 mg·kg - 1 treatment ,
with 135. 8 % and 146. 0 % increment of collar and height growth ,respectively ,in comparing with the control.
But ,the growth of aboveground part decreased with increasing soil Cd ,and the collar and height growth of A .
ginnala under the highest Cd concentration was only 24. 1 % and 28. 0 % of the control , respectively. Under
lower Cd concentrations ,an increase of foliage and new shoot growth was found in A . ginnala and P. ussurien2
sis ,the biomass of new shoots increased but that of foliage decreased in M . baccata ,and both foliage and new
shoot decreased in A . mono. Under the highest Cd concentration , A . ginnala had the greatest decrease of foliage
and new shoot biomass ,being 4. 6 % and 7. 3 % of the control ,respectively ,while P. ussuriensis and M . baccata
had a relatively less decrease. The biomass increase of new roots declined with increasing Cd concentration for all
tree species except P. ussuriensis ,and the least increase was A . ginnala ,only 2. 3 % of the control. The new
root biomass of P. ussuriensis was 125. 5 % and 117. 1 % of the control at 10 mg and 20 mg·kg - 1 ,respectively.
The total biomass increment of A . ginnala and P. ussuriensis seedlings was greater than that of the control un2
der lower Cd concentrations ,while an obvious decrease was found for all tree species under higher Cd concentra2
tions. Under the highest Cd concentration ,the total biomass of A . ginnala , M . baccata , A . mono and P. us2
suriensis was 13. 7 % ,27. 2 % ,36. 4 and 40. 1 % of the control ,respectively. Subordinate function analysis sug2
gested that the tolerance of test tree species to soil Cd contamination was in order of M . baccata > A . ginnala
> P. ussuriensis > A . mono. Analysis of Cd concentration in plant tissues demonstrated that P. ussuriensis
had the highest Cd enrichment coefficient for its root ,shoot and foliage ,and M . baccata also had a higher Cd en2
richment in its root and shoot .
Key words 　Acer ginnala , Pyrus ussuriensis , Acer mono , M alus baccata , Soil Cd contamination , Growth re2
sponse , Tolerance.3 黑龙江省科技计划项目 ( GCO1 KB KB213)和国家自然科学基金资助项目 (30371149) .3 3 通讯联系人.
2004 - 05 - 13 收稿 ,2003 - 10 - 02 接受.
应 用 生 态 学 报 　2005 年 4 月 　第 16 卷 　第 4 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY , Apr. 2005 ,16 (4)∶655～659
1 　引 　　言
镉 (Cd)是植物生长的非必需元素 ,对动植物和
人体都有较强的毒性[1 ,4 ,15 ] . 镉在土壤中的活性较
强 ,易于被植物吸收累积. 土壤中过量的镉会限制植
物的正常代谢活动和生长发育 ,甚至导致植物死
亡[17 ,23 ] . 随着现代工业 (电镀、颜料、塑料稳定剂、涂
料等)的发展 ,工业排污使得大量镉进入城市土壤 ,
造成了城市环境中镉的积累[2 ,7 ,9 ,19 ] . 木本植物是城
市绿地生态系统的重要组分 ,在城市环境维护和改
善中发挥着重要作用. 研究表明 ,利用木本植物对土
壤镉污染物的吸收富集作用来治理和改造镉污染土
壤显示出良好的效果[6 ,18 ] . 因此 ,为达到良好的净
化和美化环境的双重效果 ,选择抗性和富集能力较
强的树种用于污染严重区的绿化是实现城区净化和
美化的重要前提. 茶条槭 ( A cer gi nnala ) 、山梨
( Pyrus ussuriensis) 、五角槭 ( A cer mono) 和山荆子
( M al us baccata) 是东北东部山地区的乡土树种 ,树
姿优美、季相明显 ,具有较高的绿化潜力. 目前 ,这些
树种在城市绿化中的应用尚十分有限. 本文以这些
树种的苗木为实验对象 ,探讨它们对土壤镉的抗性
和吸收富集能力 ,为北方城市绿化树种的选择提供
依据.
2 　材料与方法
211 　材料
21111 供试苗木 　茶条槭、山梨 、五角槭和山荆子一年生实
生苗.
21112 栽培基质 　东北地区典型的暗棕壤腐殖层和淀积层
土壤的混合物 (p H515 ,有机质 < 10 %)和风化沙.
21113 Cd 试剂 　纯度为 99 %的分析纯 (CdCl2·215H2O) 试
剂.
212 　方法
21211 土壤处理 　实验在东北林业大学帽儿山实验林场尖
砬沟森林培育实验站进行. 4 月上旬将土壤和风化沙风干 ,
过 60 目筛 ,按土沙比 3∶1 比例充分混合 ;将 CdCl2·215H2O
配成水溶液 ,按比例喷施到土壤中 ,配制成镉含量分别为
10、50、100、200 mg1·kg - 1基质 ,同时设置对照 ( CK、Cd10、
Cd50、Cd100、Cd200) . 待土壤风干后 ,充分混匀 ,装入塑料桶
(上口径 30 cm、下口径 23 cm、高 25 cm) ,每桶中风干土重
815 kg ,放置 2 周备用.
21212 苗木栽植　4 月底苗木萌动前进行移栽 ,每桶 3 株 ,每
处理栽植 6 桶.苗木栽植前将主根修至 10 cm ,然后测量每株
苗木的苗高、地径和鲜重. 从该批苗木中 ,每树种随机抽取 15
株 ,65 ℃烘干 ,计算平均含水率 ,结合鲜重计算栽植前每株苗
木生物量.苗木在温室内培养 ,采用相同的水分管理措施.
21213 指标测定 　7 月中旬收获苗木 ,分别测定苗高、地径和
根、茎、叶生物量. 将植物样品洗净、65 ℃烘干、研磨、过筛 ,
装入牛皮纸袋内. 称取样品 015 g ,硝酸2高氯酸湿法灰化 ,
AS986 普析通用原子吸收分光光度计测定 [16 ] .
21214 数据分析 　本实验数据采用 Excel 2000 和 SPSS 1010
软件处理.
3 　结果与分析
311 　土壤镉污染对苗木地径和苗高生长的影响
4 个树种苗木的苗高和地径明显受镉胁迫的影
响 ,多数处理间的地径和苗高生长量差异显著 (表 1) .
茶条槭、山梨和山荆子的地径和苗高生长量均随土壤
中镉浓度的增加先升后降 ;五角槭的地径变化不明
显 ,低浓度稍有促进作用 ,而后降低 ,但各处理间均未
达到显著水平. 其苗高生长与镉浓度呈负相关 ( r2 =
0157) ,随镉浓度的增加苗高生长量下降. 低浓度 ( <
Cd 50) 处理下 ,地径和树高生长增幅最大的是茶条
槭 ,其次为山梨和山荆子 ,五角槭最小. Cd 200 处理
下 ,与对照相比地径和树高生长降幅最大的仍为茶条
槭 ,其次为山荆子 ,山梨和五角槭降幅较小.
表 1 　土壤镉污染对 4 个树种苗木地径和苗高生长的影响
Table 1 Effect of soil Cd contamination on collar diameter ( CD) and height growth( H) of seedlings of four tree species
生长指标
Growth
index
Cd 浓度
Cd conc.
(mg·kg - 1)
茶条槭 Acer ginnala
生长量
Growth
处理/ 对照 ( %)
Treat . / CK
山　梨 Pyrus ussuriensis
生长量
Growth
处理/ 对照 ( %)
Treat . / CK
五角槭 Acer mono
生长量
Growth
处理/ 对照 ( %)
Treat . / CK
山荆子 M alus baccata
生长量
Growth
处理/ 对照 ( %)
Treat . / CK
地径 CK 3159 (0142) c 10010 3139 (0141) bd 10010 2105 (0130) a 10010 4100 (0131) bc 10010
CD Cd 10 4188 (0136) b 13518 3140 (0133) d 10012 2112 (0126) a 10311 4103 (0135) bc 10017
(mm) Cd 50 4111 (0143) bc 11415 4130 (0135) cd 12617 2112 (0129) a 10311 4147 (0128) c 11117
Cd 100 1140 (0135) a 3910 2143 (0133) b 7118 2102 (0144) a 9816 3141 (0120) b 8512
Cd 200 0187 (0111) a 2411 1119 (0127) a 3510 1138 (0127) a 6811 1178 (0120) a 4414
苗高 CK 26187 (4123) c 10010 21150 (1194) d 10010 28178 (3182) b 10010 23154 (2150) bd 10010
H Cd 10 39124 (4165) b 14610 24171 (2171) cd 11510 23132 (3160) ab 8110 2714 (2174) cd 11614
(cm) Cd 50 29103 (3139) c 10810 30141 (3141) c 14115 15139 (3112) a 5315 33127 (2198) c 14113
Cd 100 10178 (1153) a 4011 19147 (2140) ad 9015 15188 (2144) a 5512 19146 (2119) b 8217
Cd 200 7153 (2191) a 2810 12189 (2162) a 6010 14169 (2186) a 5111 10125 (1184) a 43153 生长量为生长结束时苗木地径、苗高减去处理前苗木地径、苗高 The growth is the differences of seedling collar diameter and height before and
after treatment ;括号内为标准误差 The data in parentheses are standard deviation ;相同上角标表示处理间差异不显著 Data followed by same letter
indicating no significant difference was detected between treatments( P < 0105) .
656 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
312 　土壤镉污染对苗木生物量的影响
31211 镉污染对地上部生物量的影响 　4 个树种苗
木地上部分生长明显受镉污染的影响 ,最高浓度处
理与对照相比均达显著水平 ,且种间差异明显 (表
2) . 随着土壤中镉浓度的增加 ,茶条槭和山梨的叶片
和新枝生物量呈现先升后降趋势 ;五角槭持续下降 ;
山荆子的反应因组织而异 ,随镉浓度的增加叶片生
长量不断减少 ,新枝生长量先增加后下降. 比较低浓
度 ( < Cd50) 镉对叶片生长的刺激作用 ,茶条槭大于
山梨 ;对新枝而言 ,山荆子最大 ,其次为山梨 ,茶条槭
最小. 最高浓度处理下 ,无论叶片和新枝 ,生长受抑
顺序均为茶条槭 > 五角槭 > 山荆子 > 山梨.
31212 镉污染对地下部生物量的影响 　结果表明 ,
不同树种的新根生物量对镉污染的反应不同 (表
2) . 山梨在 Cd10 处理时达到最大值 ,随后开始下
降 ,Cd200 处理降为对照的 1612 % ;其它 3 树种的
地下部生长与土壤中镉浓度呈显著负相关 ( r2 =
0184～0197) ,最高浓度处理与对照均达显著水平.
比较 4 个树种苗木根系生长受抑程度茶条槭 > 五角
槭 > 山荆子 > 山梨.
表 2 　土壤镉污染对 4 个树种叶片、新枝和新根生物量的影响
Table 2 Effect of soil Cd contamination on the increment of biomass of leaf ,shoots and new roots of seedlings of four tree species
器官
Organs
Cd 浓度
Cd conc.
(mg·kg - 1)
茶条槭 Acer ginnala
生物量
Biomass
(g)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山　梨 Pyrus ussuriensis
生物量
Biomass
(g)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
五角槭 Acer mono
生物量
Biomass
(g)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
生物量
Biomass
(g)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
叶 CK 8183 (1150) c 10010 5121 (0160) bc 10010 6147 (1118) b 10010 5196 (0184) b 10010
Leaf Cd 10 9123 (1151) c 10415 6166 (0175) cd 12717 4128 (0175) b 6612 5147 (0198) b 9119
Cd 50 13120 (1176) b 14916 5117 (0168) bc 9911 2104 (0141) a 3116 4171 (0158) b 7910
Cd 100 4154 (1107) a 5114 3196 (0168) ab 7610 1124 (0128) a 1911 4165 (0151) b 7810
Cd 200 0140 (0113) a 416 2135 (0167) a 4510 0137 (0105) a 517 1191 (0142) a 3210
新枝 CK 4140 (0198) bd 10010 2132 (0151) ac 10010 1152 (0141) b 10010 2144 (0141) c 10010
New
shoots Cd 10 7125 (1118) c 16416 4136 (0170) b 18718 1128 (0147) ab 8411 2170 (0165) c 11015
Cd 50 6110 (0193) cd 13816 3155 (0166) cb 15310 0173 (0142) ab 4813 4183 (0174) b 19718
Cd 100 2140 (1106) ab 5416 1185 (0149) ac 7918 0126 (0108) a 1710 2134 (0139) c 9610
Cd 200 0132 (0111) a 713 1138 (0144) a 5915 0112 (0109) a 719 0151 (0109) a 2111
新根 CK 7160 (0199) c 10010 5124 (0153) b 10010 3133 (0167) b 10010 11117 (1126) b 10010
New
roots Cd 10 7141 (0197) c 9715 6157 (0178) b 12515 3129 (0137) b 9819 10190 (1173) b 9716
Cd 50 6185 (0193) c 9011 6114 (0195) b 11711 2183 (0143) b 8419 10187 (1138) b 9713
Cd 100 3146 (0187) b 4515 2148 (0163) a 4714 1111 (0124) a 3314 10101 (1108) b 8916
Cd 200 0118 (0106) a 213 0185 (0123) a 1612 0141 (0108) a 1212 2109 (0140) a 1817
表 3 　土壤镉污染对 4 个树种总生物量累积的影响
Table 3 Effect of soil Cd contamination on total biomass increment of seedlings of four tree species
Cd 浓度
Cd conc.
(mg·kg - 1)
茶条槭 Acer ginnala
总生物量增量
Total biomass
increment (g)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山梨 Pyrus ussuriensis
总生物量增量
Total biomass
increment (g)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
五角槭 Acer mono
总生物量增量
Total biomass
increment (g)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
山荆子 M alus baccata
总生物量增量
Total biomass
increment (g)
处理/ 对照
Treat . / CK
( %)
CK 28135 (4172) b 10010 15110 (1186) bd 10010 17135 (3166) c 10010 27144 (3148) b 10010
Cd 10 32174 (5102) b 11515 26185 (3137) c 17718 14155 (2106) bc 8318 22101 (4100) b 8012
Cd 50 32185 (4168) b 11519 21143 (3121) bc 14119 10161 (1166) ba 6112 26110 (2120) b 9511
Cd 100 9145 (2122) a 3313 9130 (2120) ad 6116 7122 (1171) a 4116 23141 (2154) b 8513
Cd 200 3188 (0189) a 1317 6105 (1151) a 4011 6131 (1122) a 3614 7147 (1147) a 27123 生物量为收获后的植株生物量减去处理前的植株生物量 Biomass is indicated by differences between harvested and before treatment .
31213 镉污染对生物量累积的影响 　由表 3 可以看
出 ,镉胁迫下 ,4 个树种苗木生物量净生长量存在明
显的种间差异. 茶条槭和山梨在 Cd50 处理达最大
值 ,山梨的增幅大于茶条槭 ,而后迅速下降 ,Cd200
时降为对照的 1317 %和 4011 % ;五角槭和山荆子的
各处理浓度均低于对照 , Cd200 时降为对照的
3614 %和 2712 %.
313 　4 个树种苗木对土壤镉污染抗性的综合评价
植物抗性的形成受多个因素控制 ,选用的指标
不同 ,抗性评价所得结论不同. 为了准确地比较各树
种抗性 ,选用反映植物生长的地径和苗高生长量 ,叶
片、新枝和新根生物量以及植株总生物量的增量作
为参评指标 ,将这 6 个指标分别在不同镉浓度处理
下进行比较 ,综合评定各树种的抗性. 评定方法采用
模糊数学隶属函数法[12 ] ,计算公式为 : U ijk = ( X ijk
- X kmin) / ( X kmax - X kmin) ,式中 , U ijk为第 i 个树种
第 j 个镉处理浓度对于第 k 项指标的隶属函数值 ;
X ijk为第 i 个树种第 j 个镉处理浓度第 k 个指标测
定值 ; X kmax、X kmin为 4 树种第 k 项指标的最小值和
最大值. U ijk值越大 ,抗性越强.
7564 期 　　　　　　　　　李亚藏等 :四种北方阔叶树种苗木对土壤镉胁迫的生长反应与抗性比较 　　　　　　　　　　　
　　综合评定结果表明 ,随着土壤中镉浓度的增加 ,
茶条槭的抗性先升后降 ;山梨逐渐升高 ;五角槭在低
浓度镉处理下 ,没有表现出抗性 ,随着镉浓度的继续
增加 ,抗性稍有增强 ;山荆子在 Cd10 处理抗性最
弱 ,Cd100 处理抗性最强 ,但变化不明显 (表 4) . 综
合分析各处理下 4 个树种对镉的抗性由强到弱的排
序为山荆子 > 茶条槭 > 山梨 > 五角槭.
表 4 　4 个树种苗木对土壤镉污染抗性综合评定指数及排序
Table 4 Indexes of integrated assessment and order of four tree species
to Cd resistance
树种
Tree species
Cd 处理 Cd treatment
CK Cd10 Cd 50 Cd 100 Cd 200
平均值
Mean
排序
Order
茶条槭 Acer ginnala 018454 019237 018532 014000 010297 016104 2
山 　梨 Pyrus ussuriensis 012020 014426 015789 015590 016763 014918 3
五角槭 Acer mono 012529 0 0 010978 013332 011368 4
山荆子 Males baccata 016229 015122 017829 019950 017448 017316 1
314 　4 个树种苗木对土壤中镉的分配与富集
在 Cd200 处理下 ,镉在 4 个树种苗木不同组织
和器官的分布和富集情况见表 5. 植物吸收的镉大
部分累积在根部 , 占整个富集量的 68123 % ～
97147 % ,只有一小部分迁移到地上部分. 镉在植物
体内的分配 ,因树种而异. 茶条槭吸收的镉 ,绝大部
分累积在根部 ,迁移到茎部和叶的分别为 1194 %和
0159 % ;山荆子将吸收的镉的 15116 %运输到茎 ,
0178 %运输到叶 ;五角槭将 615 %的镉平均分配给
茎和叶 ;山梨对镉迁移能力最强 ,将根系所吸收镉的
15195 %迁移到茎部 ,15180 %迁移到叶片.
植物对土壤元素的吸收富集能力 ,可以用富集
系数来表示. 富集系数 = 植物体内某元素的含量/ 该
元素在土壤中的含量[3 ] . 从表 5 可看出 ,在 Cd200
处理下 ,植物根系对镉的富集能力较强 ,4 个树种苗
木根系的富集系数均大于 1. 4 个树种苗木各器官对
镉的富集能力为根 > 茎 > 叶. 其中山梨的富集能力
最强 ,根茎叶的富集系数均明显高于其它三者.
表 5 　镉在 4 个树种体内的分布和富集
Table 5 Allocation and enrichment of Cd in organs of seedlings of four tree species
器官
Organs
茶条槭 Acer ginnala
Cd 含量
Cd cont .
(mg·g - 1)
分配比率
Allocation
ratio ( %)
富集系数
Enrich.
coefficient
山　梨 Pyrus ussuriensis
Cd 含量
Cd cont .
(mg·g - 1)
分配比率
Allocation
ratio ( %)
富集系数
Enrich.
coefficient
五角槭 Acer mono
Cd 含量
Cd cont .
(mg·g - 1)
分配比率
Allocation
ratio ( %)
富集系数
Enrich.
coefficient
山荆子 M alus baccata
Cd 含量
Cd cont .
(mg·g - 1)
分配比率
Allocation
ratio ( %)
富集系数
Enrich.
coefficient
根 01311 97147 11554 01366 68126 11831 01328 93122 11641 01357 84106 11787
Root (010098) (010090) (010071) (010043)
茎 01006 1194 01031 01086 15195 01428 01012 3124 01061 01064 15116 01322
Shoot (010004) (010025) (010005) (010011)
叶 01002 0159 01009 01085 15180 01424 01012 3122 01059 01003 0178 01017
Leaf (010002) (010063) (010002) (010012)
Cd 含量为 Cd200 处理苗木体内的实际 Cd 含量 The treatment of Cd200 in seedling shows the effective content of Cd ;分配比率为各器官 Cd 含量
占总含量的百分比 Allocation ratio is the ratio of Cd in each organ and total content .
4 　讨 　　论
研究结果表明 ,土壤中低浓度镉刺激树种的地
径、苗高和地上部生物量的生长 ,随着镉浓度的增加
生长量下降 ,与前人研究结果相一致[21 ,22 ] . 低浓度
镉对生长的促进作用可能是对最初伤害的一种保护
反应 (通过加快生长稀释体内 Cd 浓度) ,这在某些
生理指标 (光合、蒸腾、叶绿素荧光、SOD 活性) 上也
得到印证 (另文发表) ,可能的原因是镉能刺激某些
酶的活性 ,促进植物生长[8 ] . 随着镉浓度的增加 ,保
护反应消失 ,导致植物生长量下降. 除山梨外 ,其它
树种根系生长随着土壤中镉浓度的增加而降低 (表
2) ,没有出现上述的低浓度促进作用 ,表明植物根系
受害先于地上部分. 这可能与植物吸收的镉大部分
累积在根部 ,迁移到地上部较少有关 (表 5) . 其原因
是镉进入根的皮层细胞后与根内蛋白质、多糖类、核
糖类、核酸等化合为稳定的大分子络合物或不溶性
有机大分子而沉积下来 ,减少了镉向地上部的运
输[13 ] .
不同树种对镉的富集能力存在明显差异 ,山梨
富集能力最强 ,各器官富集系数均明显高于其它三
者 ,地上部茎和叶镉含量是五角槭的 7 倍以上. 木本
植物对重金属吸收富集能力的种间差异主要是由于
树种本身的解剖构造决定的. 据测定 ,同是速生树
种 ,散孔材树木的富集量比环孔材的树木要大得多.
其次 ,也与树木生长速度、生理上代谢强度的大小有
关[6 ] .在镉污染土壤上 ,山荆子和茶条槭均表现出
较强抗性 ,但山荆子体内镉含量明显高于茶条槭 ,茎
部镉含量是茶条槭 10 倍以上 ,表明山荆子能降低体
内镉离子的有效性. Wang[14 ]在烟草液泡中分离出
了镉与无机磷酸根形成的磷酸盐沉淀 ,说明植物液
泡对镉离子有区域化作用 ;Rauser[11 ]和 Prasad[10 ]认
为 ,PC(植物重金属螯合肽) 可通过螯合细胞内的金
属减少细胞质受毒害. 茶条槭与山荆子不同 ,其体内
镉含量在 4 个树种苗木中相对最少 ,可能是根系分
泌物改变了根际环境 ,限制了植物对重金属离子的
856 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
吸收[19 ] .
叶片和根系吸收积累的镉可通过地上或地下凋
落等途径归还土壤 ,而只有通过非循环的茎吸收积
累的镉在植物体能较稳定存在 ,所以茎部镉含量的
高低 ,能够代表该树种的吸收富集以及净化土壤的
能力. 在镉污染区域选择城市绿化树种时 ,除了考虑
树种对镉的抗性 ,能保证树种的正常生长发育外 ,还
要尽量避免重金属的二次污染. 茶条槭虽具较强抗
性 ,但茎部镉含量相对最低 ;山梨的含量最高 ,但抗
性较低. 因此 ,应优先选择对镉吸收量和抗性均较强
的山荆子用于镉污染区域的城市绿化.
值得注意的是 ,树种的抗性不是一个绝对概念 ,
其排序也只是相对而言. 在不同污染程度下 ,树种的
抗性存在较大差异. 本实验中 ,茶条槭在低浓度 ( <
Cd50)镉处理下 ,抗性最强 ,随着镉浓度的增加抗性
减弱 ,到 Cd200 处理抗性指数只有 0103 ,明显小于
其它三者. 即使在同一污染量下 ,由于种间差异和个
体差异或土壤理化性质、气候条件的不同 ,同一树种
对土壤镉的抗性和吸收量也不尽一致[5 ] . 所以要根
据当地的自然气候条件、土壤的污染状况以及种质
资源来选择最佳树种.
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作者简介 　李亚藏 ,女 ,1977 年生 ,硕士研究生. 主要从事城
市林业和植物抗性生理方面的研究. E2mial : liyacang @ya2
hoo. com. cn
9564 期 　　　　　　　　　李亚藏等 :四种北方阔叶树种苗木对土壤镉胁迫的生长反应与抗性比较