全 文 ：摘 要：选取安徽安庆月山铜尾矿废弃地的自然定居腺柳为研究对象，探讨自然定居腺柳对重金属 Cd、Pb、Zn、Cu的吸收、转运以
及在其根茎木质部、皮部、叶部中的分布差异。研究发现，腺柳植株体内的不同器官对重金属 Cd、Pb、Zn和 Cu的吸收与分布存在一
定的差异。重金属 Cd在根皮部含量最高，达到 1 438.919 μg·kg-1，茎木质部含量最低，为 228.065 μg·kg-1；Pb在根木质部含量最高，
为 4 010.225 μg·kg-1，而在根皮部含量最低，为 272.312 μg·kg-1；Zn在茎皮部含量最高，为 137.563 mg·kg-1，茎木质部含量最低，为
11.554 mg·kg-1；Cu在茎皮部含量最高，为 36.024 mg·kg-1,而茎木质部含量最低为 19.786 mg·kg-1。腺柳对不同重金属的富集系数大
小顺序为 Cd>Zn>Cu>Pb。腺柳植株叶片中的 Cd含量与铜尾矿废弃地基质土中重金属 Cd、Pb、Zn、Cu的含量呈显著正相关（P<
0.05），叶片中 Zn含量与铜尾矿基质土中全氮的含量达到极显著正相关（P<0.01），但腺柳植株中 Pb和 Cu的含量与土壤中对应元
素含量没有显著相关性。结果表明腺柳对土壤重金属 Cd具有较好的富集特性，可用于受重金属 Cd污染土壤的植物修复。
关键词：铜尾矿；腺柳；重金属；富集系数
中图分类号：X173 文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2013）09-1771-07 doi:10.11654/jaes.2013.09.010
铜尾矿自然定居腺柳对重金属吸收及分布的研究
田胜尼 1，张 静 1，孙庆业 2，李军红 3*，李晓凤 1
（1.安徽农业大学生命科学学院，合肥 230036；2.安徽大学资源与环境工程学院，合肥 230039；3.合肥工业大学生物与食品工程
学院，合肥 230009）
Heavy Metals Absorption and Distribution by Salix chaenomeloides Settled Naturally on the Copper Tailings
TIAN Sheng-ni1, ZHANG Jing1, SUN Qing-ye2, LI Jun-hong3, LI Xiao-feng1
（1.College of Life Science, Anhui Agricultural University，Hefei 230036, China; 2.School of Resource and Environmental Engineering，Anhui
University, Hefei 230039, China; 3.College of Biology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China）
Abstract：Absorbing, transferring and distribution difference in xylem, bark and leaves of the heavy metal Cd, Pb, Zn and Cu for Salix
chaenomeloides, settled naturally on a wasteland of Yueshan copper tailings, Anqing City, Anhui Province, were studied in this paper. The
results showed that different organs of S. chaenomeloides absorbed Cd, Pb, Zn and Cu in different ways and these metals were distributed in
different parts at different contents. The Cd content was the highest in the root bark, 1 438.919 μg·kg-1; and was the lowest in the stem
xylem, 228.065 μg·kg-1. The Pb content in the root xylem was the highest, 4 010.225 μg·kg-1, while it was the lowest in the root bark,
272.312 μg·kg-1. The Zn content was the highest in the stem bark, 137.563 mg·kg-1, and was the lowest in the stem xylem, 11.554 mg·kg-1.
The Cu content in the stem bark was the highest, 36.024 mg·kg-1; and was the lowest in the stem xylem, only 19.786 mg·kg-1. The concern－
tration coefficient order of S. chaenomeloides absorbs different heavy metals was Cd> Zn> Cu> Pb. The Cd content in leaves showed signifi－
cantly positive correlation with the contents of Pb, Zn and Cu in the copper tailings（P<0.05）, and the Zn content in leaves showed extremely
significant positive correlation with the total nitrogen content in the soil（P<0.01）, but the contents of Pb and Cu in S. chaenomeloides were
not significantly correlated to their contents in the tailings. It indicated that S. chaenomeloides could enrich soil heavy metals Cd. Therefore,
S. chaenomeloides could be used to remediate the soil contaminated by the heavy metal Cd.
Keywords：copper tailings; Salix chaenomeloides; heavy metals; concentration coefficient
收稿日期：2012－10－31
基金项目：国家自然科学基金项目（41171418）
作者简介：田胜尼（1971—），男，安徽枞阳人，副教授，主要从事植物生态学研究。E-mail：tiansn@ahau.edu.cn
*通信作者：李军红 E-mail：janehonglee@163.com
2013，32（9）:1771-1777 2013年 9月农 业 环 境 科 学 学 报
Journal of Agro-Environment Science
农业环境科学学报 第 32卷第 9期
尾矿是矿业部门在开采过程中，将矿石经粉碎、
浮选中矿、精选矿后产生的大量固体废弃物。这些尾
矿除少量作为旧矿井的填充料之外，其余绝大多数被
堆放在一起形成尾矿库，弃置后的尾矿库形成尾矿废
弃地[1]。尾矿长期堆置不仅占用了大量的土地，而且覆
盖了原有的植被，破坏了矿区周围的景观环境，对当
地的生态系统产生严重的影响[2-4]；同时尾矿因其特殊
的理化性质，异常高含量的重金属，一般植物很难在
尾矿土壤上自然生长和定居[5]。尾矿库中的重金属通
过外排的废液或者通过扬尘进入周边土壤和环境中，
从而对周边环境产生重金属污染和危害。重金属在植
物体内的积累和放大，不仅严重影响植物本身的自然
生长，而且使天然植被受到严重破坏，并通过食物链
进入人体危及人类的生命健康[6-8]。
土壤重金属污染具有长期的隐蔽性、不可逆性和
不可降解等特点[9]。如何有效地治理和消除重金属污
染，已成为人类社会共同关注的国际性难点和重点研
究问题。目前在尾矿的土壤重金属污染治理过程中，
植物修复技术是尾矿治理的最好方式。植物修复技术
是指以植物忍耐和超量积累化学元素理论为基础，利
用植物及其共存微生物体系提取、转化和稳定环境中
污染物的一项环境污染治理技术。植物对重金属污染
位点的修复主要有 3种方式：植物固定、植物挥发和植
物吸收。其中，植物吸收是指利用能够耐受和积累重金
属的金属型植物吸收环境中的金属离子，并将其储存
在植物体内的地上部分。这是植物修复中最有效和安
全的方法，近年来受到有关方面的极大关注[10-12]。
前期的植物修复研究，大多集中在草本植物或超
富集植物筛选方面[13-15]。草本植物因其生物量小，在重
金属污染的植物修复中，很难实现理想的应用效果。
而木本植物因其生物量大、生长快、根系发达等优势
特点，具有草本植物不可比拟的优势，有着广泛的应
用前景。腺柳（Salix chaenomeloides）属杨柳科柳属木
本植物，具喜光、耐寒、喜水湿、耐干旱和对土壤的质
地要求不严等习性，对不利环境具有较强的抗性和耐
性[16]。笔者通过野外调查时发现，在安徽省安庆市月
山铜尾矿废弃地，经过近二十年群落的原生演替，目
前在铜尾矿废弃地自然定居了一片以腺柳为优势种
的木本植物群落。这表明腺柳对重金属铜尾矿废弃地
有一定的耐性和适应性。有关木本植物腺柳对重金属
的耐性大小、吸收和植物体不同器官的分布差异，尚
未见到报道。本文以腺柳为对象，探讨自然定居于铜
尾矿废弃地的腺柳对铜尾矿中重金属的吸收、分布差
异和转移规律，为铜尾矿废弃地的植被恢复及土壤重
金属污染的植物修复提供理论依据和实践经验。
1 调查区自然状况
腺柳植物样本和基质样品均采自安徽省安庆市
月山铜尾矿废弃地。该次调查的月山铜尾矿位于安徽
省西南部安庆市月山镇学田村，地处长江中下游北
岸，116°53′45.5″E，30°38′22.8″N。该地区属于亚热带
湿润季风气候区，气候季节性明显，平均气温 16.2
℃，年降雨量 1390 mm，太阳辐射能量为 4806 kJ，平
均湿度 75%～81%[17]。该铜尾矿占用面积 60万 m2，停
用时间 20年。通过人工与自然复垦相结合的方式，自
然形成以白茅为优势种的群落，该尾矿植物覆盖区域
达到 70%，植被恢复处基质结构相对稳定，尾矿风扬
现象基本得到有效控制。未复垦区的铜尾矿依然存在
扬尘现象。
2 材料及方法
2.1 样品的采集与处理
在月山铜尾矿自然定居的柳树群落中，随机选择
4株自然定居的腺柳。在每个树干基部东南西北 4个
方位采集 0~20 cm层铜尾矿，混合后采用四分法留样
带回室内，自然风干过筛后，供理化性质分析测试用。
尾矿土壤的 EC值：水土比 1∶1浸提，电导率仪测
定[18]。pH值：水土比 2.5∶1浸提，酸度计测定[18]。全 N：
加高氯酸-硫酸消解，半微量定氮仪蒸馏滴定[18]。全
P：高氯酸-硫酸消解，钼锑抗比色法测定[18]。有机质：
重铬酸钾容量-外加热法测定。速效 K：1 mol·L-1醋酸
铵振荡浸提，6400-A型火焰分光光度计测定[18]。P：碳
酸氢钠和无磷活性炭振荡浸提，硫酸钼锑抗显色，分
光光度计测定。土壤全态 Cu、Pb、Zn、Cd的测定：硝
酸-高氯酸-氢氟酸消化，ZEEnit-700P型原子吸收分
光光度计测定[19]。
2.2 植物样本的处理与分析
在随机选定的 4株腺柳中，分别从上到下，采集
叶片、枝条、根部，带回室内。先用自来水充分冲洗干
净后，再用去离子水漂洗 3次，凉干。叶片部分直接放
入 105 ℃干燥箱杀青 30 min，然后调至 80 ℃烘至恒
重。腺柳的根和枝条沿维管形成层部位剥开，将根部
分成根木质部、根皮部（含韧皮部），茎部分成茎木质
部、茎皮部（含韧皮部），均放入干燥箱内 80 ℃烘至恒
重。再将各部分样品粉碎研磨成粉末，过100目尼龙
筛后，保存于干燥器皿中供重金属测定用。植物样品
1772
第 32卷第 1期2013年 9月
重金属 Cu、Pb、Zn 和 Cd 的含量采用浓 HNO3、浓
H2SO4、HClO4按 8∶1∶1的比例浸泡过夜-消煮后定容，
ZEEnit-700P型原子吸收分光光度计测定[19]。
2.3 植物对重金属的生物富集系数计算方法[20]
为评价腺柳对不同重金属吸收及修复的效果，采
用植物组织内重金属的含量与基质中重金属的含量
比值来计算，公式如下：
富集系数=植物组织内重金属含量/基质中重金
属含量
其中，植物体内的重金属含量为植物体内各器官
或结构中重金属含量的平均值。本研究所测定的基质
中重金属的含量是腺柳定居铜尾矿重金属含量的平
均值，生物富集系数越高表明该植物对重金属的吸收
能力越强。
2.4 数据统计与分析
采用 SPSS for Windows 13.0进行数据统计分析，
腺柳植物体内同种重金属不同器官含量差异比较采
用单因素方差分析（One-factor ANOVA）；铜尾矿基质
与植物体内重金属含量相关采用线性相关分析。
3 结果与分析
3.1 铜尾矿基质的理化性质
尾矿的理化性质不仅与矿石中所含的矿物质有
关，而且与矿石的粉碎、提取方法、排放的时间等因素
有关[21]。不同地区的尾矿其理化性质各有不同，即使
是同一种金属尾矿，由于矿石成分及选矿工艺的差
异，其理化性质也存在着一定差异。由表 1可知，腺柳
定居的月山铜尾矿基质 pH在 7.47~7.50之间，平均
值为 7.49，这表明，月山铜尾矿废弃地腺柳定居区的
基质呈中性。刚排放或停用时间较短的铜尾矿，通常
呈强碱性，堆放时间的增加及植物生长定居的因素的
影响，导致 pH值下降[21]。腺柳定居的铜尾矿废弃地平
均电导率为 3.387 5×102 μS·cm-1。全 N、全 P、速效 K、
速效 P、有机质含量低是尾矿废弃地植物种子萌发和
植物定居的限制因子之一。由表 1可以看出，腺柳定
居基质全 N 平均含量为 0.483 g·kg-1，全 P 的含量
0.414 g·kg-1，速效 K的含量为 0.064 mg·g-1，速效 P的
含量为 1.673 mg·kg-1，有机质含量 1.295%。铜尾矿地
基质的有机质、N 含量和 P 含量均比正常土壤水平
低，尤其是速效 K和速效 P成分严重缺乏。有机质含
量较低和营养元素贫乏，使一般植物很难在此尾矿废
弃地区自然生长和定居，腺柳在铜尾矿的自然定居，
表明其对铜尾矿废弃地具有较强的耐性与适应性。
由表 2可见，铜尾矿基质中 Cd、Pb、Zn、Cu的含
量平均值分别为 12.179 μg·kg-1和 20.651、273.343、
269.667 mg·kg-1。根据国家土壤环境质量标准（GB
15618—1995），pH值为 6.5～7.5时，不同重金属在土
壤中的含量（mg·kg-1）标准是：Cd≤0.6、Pb≤300、Zn≤
250、Cu≤100。对照国家土壤环境质量标准可知，安
庆月山铜尾矿中 Cd、Pb两种重金属的平均含量未超
出正常标准，且其所采样品中含量最大的值（30.137
μg·kg-1、54.745 mg·kg-1）也符合标准；而重金属 Zn的
平均含量超出国家土壤环境质量标准约 10%。铜尾矿
样品中金属 Cu的平均含量达到 269.667 mg·kg-1，是
正常土壤标准值的 2.7 倍，最高含量达到 384.615
mg·kg-1，是标准值的 3.8倍。这表明月山铜尾矿废弃
地中，重金属铜含量过高，是影响一些植物不能在铜
尾矿自然定居的重要因子。
3.2 腺柳植株各器官不同重金属含量及分布差异
从表 3可以看出，Cd、Pb、Zn、Cu在腺柳植物体内
不同部位的含量和大小存在一定的差异。对重金属
Cd 而言，腺柳根皮部最高，达到1 438.919 μg·kg-1，
其次为茎皮部，为 900.510 μg·kg-1，叶片的含量为
356.224 μg·kg-1，根木质部和茎木质部含量分别为
325.301 μg·kg-1和 228.065 μg·kg-1。这表明 Cd在腺
柳体内的分布主要集中在皮部，其中根皮部的含量最
高，茎木质部的含量最低。方差分析结果表明，根皮部
Cd含量与其他部位的含量存在显著差异。
重金属 Pb在腺柳植株内不同部位中的含量大
表 2 月山铜尾矿基质重金属含量（M±SD，n=4）
Table 2 Heavy metal contents of Yueshan copper tailings
（M±SD，n=4）
表 1 月山铜尾矿定居腺柳基质的理化性质（M±SD，n=4）
Table 1 The physical and chemical properties of Yueshan copper tailings settled by S. chaenomeloides（M±SD，n=4）
pH EC/×103 μS·cm-1 全 N/g·kg-1 全 P/g·kg-1 速效 P/mg·g-1 速效 K/mg·kg-1 有机质/%
7.49±0.03 0.339±0.073 0.483±0.123 0.414±0.152 1.673±1.027 0.064±0.017 1.295±0.465
重金属 Cd/μg·kg-1 Pb/mg·kg-1 Zn/mg·kg-1 Cu/mg·kg-1
含量
12.179±
13.161
20.651±
23.709
273.343±
195.230
269.667±
79.651
田胜尼，等：铜尾矿自然定居腺柳对重金属吸收及分布的研究 1773
农业环境科学学报 第 32卷第 9期
表 4 腺柳植株内不同部位对不同重金属的富集系数
Table 4 The concentration coefficients of different organs of
S. chaenomeloides for heavy metals
部位 Cd Pb Zn Cu
根木质部 26.712 0.164 0.057 0.077
根皮部 118.157 0.011 0.181 0.089
茎木质部 18.728 0.088 0.042 0.073
茎皮部 73.946 0.029 0.503 0.134
叶 29.252 0.052 0.222 0.079
表 3 不同重金属在腺柳植株内不同部位中的含量
Table 3 The contents of different heavy metals in different organs for S. chaenomeloides
小顺序是根木质部>茎木质部>叶>茎皮部>根皮部。
其中腺柳根木质部中 Pb含量最高，为 4 010.225 μg·
kg-1，茎木质部中的含量为 2 152.135 μg·kg-1，根皮部
的含量最低为 272.312 μg·kg-1。这表明，Pb在腺柳植
物体内主要集中在木质部，特别是根木质部积累最
大。Zn元素在腺柳茎皮部的含量为 137.563 mg·kg-1，
叶部含量为 60.779 mg·kg-1，根皮部的含量为 49.554
mg·kg-1，表明 Zn主要集中在茎皮部。对于重金属 Cu
而言，各部分含量在 19.786~36.024 mg·kg-1之间，其
茎皮部含量最高，其次是根皮部，根木质部和茎木质
部的含量相当。方差分析结果表明，Cu在腺柳植物体
不同部位无显著差异。
3.3 腺柳不同器官对重金属的富集系数
由表 4可知，腺柳植株内不同部位对 4种重金属
的富集系数具有明显的差异。对于根木质部、根皮部、
茎木质部、茎皮部和叶 5个部位而言，Cd的富集系数
均比 Pb、Zn、Cu高，表明腺柳对 Cd吸收及富集能力
特别突出。对于 Cd污染土壤进行植物修复时，腺柳
可作为优先选择的材料。腺柳对 Pb、Zn和 Cu的富集
系数远低于 1，特别是 Pb和 Cu，各部位的富集系数
均在 0.15以下。腺柳在铜含量较高的铜尾矿废弃地
上能够自然定居生长，且对重金属铜的富集系数较
低，表明腺柳具有较强的耐性，可作铜尾矿废弃地植
被恢复优先选择植物。在植物修复铜污染土壤时，腺
柳并非是最理想的植物修复材料。
3.4 腺柳重金属含量及尾矿基质元素含量的相关性
由表 5可知，腺柳叶 Zn含量与尾矿基质 pH存
在极显著的相关性（P<0.01）。铜尾矿基质全 N的含量
与腺柳根木质部 Pb含量呈极显著的正相关性（P<
0.01），与腺柳茎皮部 Zn含量及叶部 Cu的含量呈显
著的正相关（P<0.05），而与根皮部的 Cu含量呈显著
的负相关（P<0.05）。全 P的含量与腺柳根木质部 Cd
的含量呈显著的正相关，速效 K与腺柳根木质部中
Cd的含量呈显著的负相关（P<0.05）。速效 P与腺柳
茎木质部中 Pb的含量呈显著正相关（P<0.05）。有机
质的含量与腺柳根木质部 Cu的含量呈显著的正相
关（P<0.05）。尾矿基质中 Cd的含量与腺柳木质部和
叶部 Cd的含量呈正相关（P<0.05），而与腺柳根木质
部 Pb的含量呈负相关（P<0.05）。铜尾矿中 Pb的含量
与腺柳茎皮部和叶部的 Cd含量呈显著正相关（P<
0.05）。铜尾矿中 Zn的含量与腺柳叶部 Cd的含量及
叶部 Zn的含量呈显著正相关，而与腺柳皮部 Pb的含
量呈显著负相关关系。铜尾矿基质中 Cu的含量与腺
柳叶片部位 Cd的含量呈显著正相关关系。
4 讨论
由于人类对金属矿藏的开采、冶炼、加工活动日
益增多，造成不少重金属如 Cu、Zn、Pb、Cd等进入周
边水体、土壤环境，引起严重的环境污染。植物修复
重金属污染是一种很有潜力、具有成本低、不破坏土
壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点的绿色技
术[22-23]。自 20世纪 90年代以来，植物修复成为环境污
染治理研究领域的一个前沿性课题[24]。植物修复的关
键在于物种的选择。近些年来，众多学者为筛选合适
的重金属修复植物，将目标和重点投入到重金属超
富集植物的筛选中，目前国际上已发现的超富集植
物约 500 种 [25-26]。在我国先后发现东南景天 [27]、蜈蚣
草[28]、宝山堇菜[29]、鸭跖草[30]等草本超富集植物。由于
这类超富集植物都存在属草本植物，植株矮小、生物
注：表中同列不同字母表示在 P<0.05的水平上有显著差异。
部位 Cd/μg·kg-1 Pb/μg·kg-1 Zn/mg·kg-1 Cu/mg·kg-1
根木质部 325.301±127.712a 4 010.225±1 389.736b 15.503±9.493a 20.640±13.854a
根皮部 1 438.919±341.621b 272.312±85.765a 49.554±5.083a 24.190±13.858a
茎木质部 228.065±188.718a 2 152.135±1 894.916ab 11.554±9.567a 19.786±8.596a
茎皮部 900.510±863.449ab 707.691±569.745a 137.563±101.629b 36.024±23.779a
叶 356.224±439.919a 1 271.409±1 836.113a 60.779±22.320a 21.266±1.402a
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第 32卷第 1期2013年 9月
表 5 铜尾矿基质元素含量与腺柳重金属含量的相关性
Table 5 Correlation analysis on the contents of heavy metals in copper tailings and in the body of S. chaenomeloides
注：1.Cd1代表根木质部位的 Cd；Cd2代表根皮部位的 Cd；Cd3代表茎木质部位的 Cd；Cd4代表茎皮部位的 Cd；Cd5代表叶中的 Cd。金属 Pb、
Zn、Cu的下方数字表达结构部位同 Cd。2.**表示在 P<0.01水平上差异显著；*表示在 P<0.05水平上差异显著。
EC pH 全 N 全 P 速效 K 速效 P 有机质 Cd Pb Zn Cu
Cd1 -0.889 0.237 -0.549 0.981* -0.912* -0.707 -0.701 -0.079 -0.269 0.201 -0.193
Pb1 0.128 -0.131 0.987** -0.161 0.103 -0.183 0.623 0.443 0.091 0.168 0.306
Zn1 0.398 -0.377 -0.815 -0.273 0.381 0.316 -0.067 -0.789 -0.379 -0.651 -0.626
Cu1 -0.86 0.848 -0.344 0.716 -0.788 -0.188 0.952* 0.543 0.48 0.784 0.514
Cd2 0.136 0.659 -0.385 -0.289 0.256 0.815 -0.548 0.324 0.751 0.422 0.536
Pb2 0.615 -0.783 -0.485 0.848 0.546 0.143 0.412 -0.919* -0.677 -0.940* -0.849
Zn2 -0.621 -0.227 -0.59 -0.323 -0.696 -0.788 -0.361 -0.497 -0.672 -0.261 -0.616
Cu2 -0.51 0.071 -0.925* 0.693 -0.525 -0.327 -0.676 -0.444 -0.338 -0.129 -0.429
Cd3 -0.391 0.859 0.478 0.059 -0.293 0.185 -0.391 0.998* 0.873 0.960* 0.971*
Pb3 0.793 0.086 0.084 -0.123 0.867 0.979* 0.24 0.088 0.507 -0.049 0.305
Zn3 -0.167 0.456 0.867 -0.898 -0.121 0.01 0.119 0.875 0.594 0.692 0.781
Cu3 -0.01 0.634 -0.602 -0.085 0.099 0.672 -0.689 0.186 0.611 0.361 0.388
Cd4 0.13 0.769 0.021 -0.392 0.262 0.814 -0.407 0.645 0.946* 0.643 0.814
Pb4 -0.47 -0.302 -0.724 -0.199 -0.543 -0.649 -0.337 -0.641 -0.708 -0.395 -0.712
Zn4 -0.076 0.362 0.916* 0.734 -0.038 0.023 0.229 0.821 0.54 0.609 0.727
Cu4 0.626 -0.499 -0.633 -0.400 0.605 0.435 0.17 -0.796 -0.373 -0.743 -0.621
Cd5 -0.405 0.979* 0.142 0.096 -0.284 0.347 -0.639 0.909* 0.942* 0.962* 0.953*
Pb5 -0.676 -0.043 -0.718 0.238 -0.725 -0.665 -0.554 -0.415 -0.513 -0.131 -0.496
Zn5 -0.503 0.997** -0.096 0.872 -0.383 0.301 -0.802 0.794 0.872 0.923* 0.85
Cu5 -0.195 -0.015 0.902* 0.053 -0.226 -0.439 0.409 0.505 0.048 0.303 0.314
量低、实际积累金属量少、积累重金属单一的问题，修
复能力十分有限，目前在重金属污染地区的生态系统
修复中没有得到广泛的应用。针对超富集植物存在的
问题，金属矿山环境治理中应用更多的将是耐重金
属、生物量大、根系发达、适应性广的木本植物[31]。加
强对金属矿区耐重金属植物，特别是生物量高的木本
耐重金属型植物的研究，对我国重金属污染土壤的修
复具有非常重要的意义。
铜尾矿废弃地是一种人为原生裸地，在长期的堆
放过程中，多以草本植物定居其上，形成了以草本植
物为主的植被。安庆月山铜尾矿废弃地经过 20多年
堆放，开始由少量耐性较强的草本植物定居，形成禾
本科植物为主要优势种的草本群落，再逐渐演替为木
本草本植物混交的群落阶段[17]。腺柳在铜尾矿废弃地
自然定居，表明其对重金属废弃地具有一定适应能
力。本研究结果发现，腺柳植物体内的 Cd、Pb、Zn和
Cu重金属均具有一定的吸收能力，但其含量远未达
到超富集植物的标准[32]。其对不同的重金属吸收和富
集能力的大小存在差异，这一方面可能与植物个体的
生物学习性有关，同时也与铜尾矿基质中重金属的含
量、基质中有机质成分、含量的高低，根际微生物的种
类、群落结构均存在一定的关系。同种重金属在腺柳
植物体内不同部位、不同结构的含量与分布也存在差
异，这可能与物种对不同重金属的迁移、生理生化代
谢差异有关。腺柳生长快、根系发达、生物量大，成熟
单株一年的生物量可达 10 kg。而在该铜矿地区曾发
现的超富集植物鸭跖草，其植株极矮小、根系短浅、生
物量低，单株一年的生物量通常只有 5 g左右，甚至
更低。两者相比而言，腺柳对实际吸收和富集的重金
属含量远超富集植物鸭跖草对重金属的含量，因而具
有修复重金属能力和潜力。有关铜尾矿废弃地上腺柳
定居的适应机制、重金属在腺柳体内不同器官和组织
内的分布差异、对不同重金属吸收、运输和富集的机
理、影响重金属吸收和富集的因子、腺柳对不同重金
属污染土壤的修复效率最佳基质环境、腺柳重金属污
染土壤修复阈值等一系列的科学问题，有待于进一步
研究与探讨。
5 结论
通过对安徽省安庆市月山铜尾矿废弃地自然定
田胜尼，等：铜尾矿自然定居腺柳对重金属吸收及分布的研究 1775
农业环境科学学报 第 32卷第 9期
居腺柳植物不同器官中重金属含量的测定，并分析其
对不同重金属富集能力大小的差异发现：
（1）月山铜尾矿废弃地重金属 Cu 含量过高，有
效 P、有效 K和有机质等营养成分贫瘠是限制植物定
居的主要因素。腺柳能够在月山铜尾矿正常生长，且
形成一定范围的区域群落，说明腺柳对铜尾矿的生境
具有较强的耐性和适应性。
（2）腺柳植株内不同部位或结构对不同重金属
Cd、Pb、Zn和 Cu吸收和分布存在一定的差异。重金属
Cd在根皮部含量最高，达到 1 438.919 μg·mg-1，而各
部位或结构的含量高低的变化顺序为根皮部>茎皮
部>叶>根木质部>茎木质部。Pb在根木质部含量最
高，为 4 010.225 μg·mg-1，而各部位或结构的含量高低
的变化顺序为根木质部>茎木质部>叶>茎皮部>根皮
部。Zn在茎皮部含量最高，为 137.563 mg·kg-1，而各部
位或结构的含量高低的变化顺序为茎皮部>叶>根皮
部>根木质部>茎木质部。Cu在茎皮部含量最高，为
36.024 mg·kg-1，而各部位或结构的含量高低的变化顺
序为茎皮部>根皮部>叶>根木质部>茎木质部。
（3）安庆月山铜尾矿废弃地上定居的腺柳对不同
种类重金属元素吸收具有明显的差异。腺柳对不同重
金属的富集系数大小顺序为 Cd>Zn>Cu>Pb，对重金
属 Cd的富集系数最高。
（4）通过对月山铜尾矿废弃地定居的腺柳体内重
金属含量及分布相关性分析研究，发现不同重金属以
及同一种重金属在植物体内不同器官（或结构）中的
含量与基质中理化因子及基质中重金属含量大小相
关性都存在一定差异。腺柳植株叶片中的 Cd含量与
铜尾矿废弃地基质中重金属 Cd、Pb、Zn、Cu的含量具
有显著相关性（P<0.05），叶片中 Zn含量与铜尾矿基
质全氮的含量达到极显著的正相关（P<0.01）。
野外调查和实验研究表明，腺柳具有成为重金属
污染土壤的木本修复植物良好生物学特性，不仅可用
作铜尾矿废弃地植被恢复的先锋耐性物种，同时可作
为重金属 Cd污染土壤治理的植物修复材料。
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