全 文 ：第30卷第5期
2011年9月
生态科学
EcologicalS ience
30(5)：512-517
Sept．2011
黎建力，侯恩庆，左伟东陶瓷工业污染区41种植物的硫含量特征【J】．生态科学，2011．30(5)：512-517．
LIjian-li，HOUEn·qing，Zuowei—dong．Sulphuraccumulationof41plantsnearbytheceramicindustryarea[J]
2011．30(5)：512-5l7．
陶瓷工业污染区41种植物的硫含量特征
黎建力1，侯恩庆2，一，左伟东1
1．佛山市南海区农林技术推广中心，广东佛山528222
2．中国科学院华南植物园，广州510650
3．中国科学院研究生院，北京100049
【摘要】为提高酸污染地区植物净化吸收大气s污染物的能力，研究了广东西樵山41种主要植物的s含量特征。结果表
明：(1)41种植物的叶片或地上部分S含量介于1．8l～16．47mg·g。1平均值为4．00mg·g～，高于我国其他地区植物S含量
的平均水平。马尾松(Pinusmassoniana)和荷木(Schimasuperba)的叶片S含量是大气相对清洁区鼎湖山的2～3倍。(2)
华山矾(Symplocoschinensis)、银柴(Aporosadioica)和光叶山矾(Symplocoslancif lia)和山胡椒(Linderaglauca)的叶
片S含量最高，分别为16．47、12．42、11．31和6．68mg·g～，是优良的S污染净化植物。(3)同科植物具有相近的S富集能
力，目前常用作绿化植物的3种山矾科植物均有较强的大气污染抗性和高S含量特征，预示着山矾科可能存在其他一些优
良的S污染净化种类，有待进一步的研究发掘。
关键词：陶瓷工业污染；西樵山；硫含量：森林植物；山矾科
doi：10．39698．issn．1008．8873．2011．05．008中图分类号：X511，Q14文献标识码：A文章编号：1008-8873(2011)05—512-06
Sulphuraccumulationof41plantsnearbytheceramicindustryarea
LIJian～li，HOUEn．qin92～，ZuoWei．don91
J．AgricultureandForestryTechnologyExtensionCentreofNanhaiDistrictinFoshan，Foshan528222，China
2．SouthChinaBotanicalGarden，ChineseAcad myofSciences,Guangzhou51065nChina
3．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049JChina
Abstract：Toimpr vethepurificationcapacityofsulphurbyvegetationintheacidpollutedareas，westudythecharacteristicsofulphur
accumulationin41plantspeciesintheXiqiaoM untainthatislocatedatceramicindustryareasinFoshan．neresultsshowedthathe
sulphurcontentinleavesorabovegroundpartof41plantspecieswasintherangeof1．81—16．47mg·g-1，withthemeanof4．00mg·g～，which
WashigherthantheaveragesulphurlevelofplantsinotherregionsfChina．LeafsulphurcontentsofPinusma sonianaandSchimasuperba
were2-3timesa thoseintherelativelycleansite，DinghuMountain．Amongthesampledspecies，leavesofSymplocoschinensim，Apomsa
dioica，SymplocoslancifoliaandLinderaglaucahadthehighestsulfurcontents，whichwere16．47，12．42，11．31and6．68mg·g-1，respectively．
WealsobservedthattheplantspecieswithinthesamefamilyofSymplocosshowedaconsistentlyexce lentcapacityofsulphuraccumulation,
suggestingtheremightconsistofsomeotherspeciesinthisfamilyhavinggoodpotentialsinsulphuraccumulation,whichneedsfurther
studies．
Keywords：Ceramicindustrialpol ution；XiqiaoMount in；sulphurcontent；forestplants；Symplocoss ecies
收稿日期：2011-05．11收稿，2011-09．20接受
基金项目：佛山市南海区农林技术推广基金项目(084101001)资助
作者简介：黎建力，男(1966--)，大学本科，高级工程师，从事林分改造和生态公益林研究。
’通讯作者：侯恩庆，E．mail：houe(1(国,scbg．∞．cn
万方数据
5期 黎建力，等．陶瓷工业污染区41种植物的硫含量特征
1引言(Introduction)
佛山地区陶瓷业已有5000多年历史，然而其迅
速发展源于上世纪80年代初。截止2001年底，佛
山地区已经拥有陶瓷生产企业400多家，生产线
1000多条，成为全国乃至全世界最大的建筑陶瓷生
产基地[1]。陶瓷工业的迅速崛起消耗大量含S化石
燃料向大气排放了大量S02，导致大气S02浓度升
高，硫酸化速率严重超标，酸雨强度和频率居高不
下，给当地及周边地区的人类生产生活活动和森林
生态系统带来很大危害[2-51。大气污染导致周边森
林生态系统衰退现象严重，一些污染敏感树种出现
叶片枯黄甚至死亡症状”，6l。年轮化学研究表明，
马尾松年轮中的s浓度变化趋势与该地区的能源消
耗趋势一致，过去50年间马尾松年轮中的S浓度增
加了4倍【7】。大气S污染已经成为该地区最严重的
环境问题之一。
S是植物生长必需的大量营养元素之一，供给
缺乏限制植物生长，供给过盛又会对植物产生毒
害作用。S主要通过根系进入植物体内，少量通过
叶片进入植物体内[8】。土壤和大气s含量升高都会
导致植物组织器官的S含量升高【8j。S污染条件下
植物从土壤和大气中吸收S可以起到净化土壤和
大气s污染的作用。大气污染的植物修复是一种
以太阳能为动力，利用植物的同化或超同化功能
净化污染大气的绿色植物技术[9]。利用植物修复
技术来治理大气污染的应用研究近年来逐渐为国
内外学者重视[10-12】。研究表明，城市森林可以吸
收净化大量空气污染物，对城市大气环境的净化
起着重要作用[10，12】。不同树种净化吸收大气污染
物的能力不同，筛选并推广种植污染富集树种，
优化树种配置可以提高城市树木的大气污染净化
功能[101。目前已有学者对某一区域或城市的绿化
植物开展了大气污染物富集能力研究，筛选出一
些优良的大气污染净化植物，并对城市绿化植物
的净化功能进行了定量评估[10-15]。近年来，孔国
辉、温达志和张德强等人在佛山市陶瓷工业污染
区也开展了一些大气污染耐受树种筛选研究，对
其生长和生理特性进行研究，筛选出一些既有较
强污染耐受能力又能富集较多大气污染物的优良
树种【4，16-19]。然而，这些研究都是对1．2年生盆栽
苗木暴露于大气污染条件下进行的短期污染耐受
积累实验，对其长期暴露在大气污染环境下的污
染耐受积累情况仍缺乏认识。
近年来，佛山市政府对陶瓷企业的环保要求提
高，鼓励或强制部分陶瓷企业的生产线外迁[2o，211，但
大面积受污染影响土地的恢复仍然任重道远。目前，
部分陶瓷企业已外迁到广西、湖南和江西等周边省
份地区，这些转移的陶瓷工业将给新迁入区带来相
似的大气污染状况。
本研究选择佛山陶瓷工业污染区自然生长良好
的成熟植物，对其器官S含量特征进行研究，以期
筛选出一些S含量高的植物种类。研究结果不仅可为
陶瓷工业污染长期影响下已经退化土地的植被恢复
树种选择工程提供依据，而且为陶瓷企业新迁入地区
环境绿化树种的选择提供依据。
2材料与方法(MaterialsandMethods)
2．1样地概述
采样地位于佛山市南海区西樵山国家级风景名
胜区(22056N，112。58，E)，面积约14km2，山体
海拔一般在200～300m，最高峰海拔344．4mpj。气
候类型为南亚热带海洋性季风气候，温暖多雨，年
平均相对湿度为79％，年平均气温21．8"C，年均降
雨量1638．5mm。土壤主要由凝灰岩、粗面岩和流
纹岩发育成的赤红壤组成【5J。1997～2003年间西樵
山森林植被进行改造，改造前为马尾松纯林，改造
后为以乡土树种为主的阔叶林【5，22]o试验样地常年
受大量污染物排放的影响，大气硫酸盐化速率远远
超过国家排放标准，周边森林受害严重，尤以秋冬
季显著‘61。
2．2样品采集与处理
2008年9月，在西樵山射击场后山采集生长良好
的41种成熟植物的样本f木本植物的树龄在8～40年
间)，每种植物3～6个重复，同种植物间距大于50
m。在乔灌木的树冠东南西北四个方向上分别采集
约509当年生成熟叶片，混合为一个样本。蕨类和
草本植物用铁锨挖取全株，带回实验室分割为地上
和地下两部分，每份样品约2009。所有样品均先用
自来水清洗干净，再用双蒸水冲洗2～3次，风干后
放入65℃恒温烘箱中烘干至恒重，粉碎过60目筛，
并转移至聚乙烯瓶中保存备用。
2．3硫含量测定
准确称取0．29(精确至0．00019)左右干样，均
匀分散在瓷舟内，表面均匀覆盖0．59左右分析纯
w203粉末做催化剂，放入LTDL一9型微机汉显快速
测硫仪(燃烧炉温度1050℃左右)测定S含量。测
定过程中用国家一级标准物质杨树叶(GBV076042)
进行实验质量控制。
万方数据
表1 41种植物的S含量(rag·g‘1)
Table1Sulphurcontentsof41plantspecies(mg。g。1
植物种类 科名 生活型 叶片或地上部分 地下部分
——Species Family LifeformLeaforabovegroundBelow臣ound—————
华山矾Symplocoschinensis 山矾科SymplocaceaeD 16．47士3．36
银柴Aporosadioica
光叶山矾Symplocoslancifolia
白花灯笼Clerodendrumeyrtophyllum
山胡椒Linderaglauca
牛矢果Osmanthusmatsumuranus
三叉苦Evodialepta
山苍子Li括eacubeba
毛八角枫Alangiumkurzii
荷木Schimasuperba
九节Psychotriaasfatfca
阴香Cinnamonumbusmannii
米碎花Euryachinensis
山乌桕Sapfurndiscolor
潺槁树Li括eaglutinosa
鸭脚木Seheffleraminutistellata
粗叶榕Ficushirta
华润楠Machiluschinensis
琴叶榕Ficuspandurata
高山榕Ficusaltissima
毛稔Melastomasanguineum
光枝米碎花Euryachinensisvarglabra
山茶Gordoniaaxillaris
红椎Castanopsishystrix
藜蒴Castanops西sfissa
朴树Celtiss nensis
柠檬桉Eucalyptusci ridora
四季青llexchinensis
枫香树三幻uidambarformosana
玉叶金花Mussaendapubescens
蒲桃Syzygiumjambos
马尾松Pinusmassoniana
绿冬青llexviridisChamp
沙皮蕨Hemigrammadecurrens
团叶鳞始蕨Lindsaeaorbiculata
剑叶鳞始蕨Lindsaeaensifolia
华南鳞盖蕨Microlepiahancei
乌毛蕨Blechnumorientale
芒萁Dicranopterislinear&
山菅兰Dianellaensifolia
皱叶狗尾草Setariaplicata
平均值Mean
大戟科EuphorbiaceaeA
山矾科SymplocaceaeA
马鞭草科VerbenaceaeD
樟科Lauraceae B
木犀科Oleaceae A
芸香科Rutaceae A
樟科Lauraceae B
八角枫科AlangiaceaeB
山茶科Theaceae A
茜草科Rubiaceae A
樟科Lauraceae A
山茶科Theaceae C
大戟科EuphorbiaceaeB
樟科Lauraceae A
五加科Araliaceae A
桑科Moraceae B
樟科Lauraceae A
桑科Moraceae C
桑科Moraceae A
野牡丹科MelastomataceaeC
山茶科Theaceae C
山茶科Theaceae A
壳斗科Fagaceae A
壳斗科Fagaceae A
榆科Ulmaceae B
桃金娘科MyrtaceaeA
冬青科AquifoliaceaeA
金缕梅科HamamelidaceaeB
茜草科Rubiaceae C
桃金娘科MyrtaceaeA
松科Pinaceae A
冬青科AquifoliaceaeA
叉蕨科AspidiaceaeE
鳞始蕨科LindsaeaceaeE
鳞始蕨科LindsaeaceaeE
碗蕨科DennstaedtiaceaeE
乌毛蕨科BlechnaceaeE
里白科GleicheniaceaeE
百合科Liliaceae F
禾本科Poaceae F
12．42土3．41
11．31士1．63
8．43士1．89
6．68士0．32
4．19+0．89
4．10士0．83
4．0010．42
3．82士0．25
3．6410．51
3．63士0．86
3．56士0．44
3．47士0．16
3．28士0．40
3．23士O．18
3．16士0．80
3．06士0．14
3．02士O．1l
2．98士0．48
2．89土0．66
2．89士0．78
2．84士0．35
2．84土0．49
2．83士0．48
2．83士O．28
2．63士0．26
2．58士0．27
2．54士0．46
2．54士0．44
2．27士0．33
2．19士0．49
2．13士0．03
1．84士0．15
5．59士0．98
3．49士0．74
3．2l士0．63
2．71士0．29
2．61土0．91
2．16+0．61
1．94士0．55
1．81士0．48
4．00士3．01
2．22士O．35
2．18士0．67
1．58士0．69
1．17士0．27
1．19士0．29
1．4110．74
1．79士0．08
2．21士0．13
1．72士0．45
注似ote)：A常绿乔木Evergreentree，B落叶乔木Deciduoustree，C常绿灌木Evergreenshrub，D落叶灌木Deciduoustree，E蕨
类Fern，F草本Herbaceous，硫含量表征为“平均值士标准差”Sulfurcontentwasgivenas“Mean土SD”
3结果与分析(ResultsandAnalysis)
3．1植物S含量特征
表1为西樵山41种植物的S含量情况。不同植
物种类的S含量差异较大；相比之下，同种植物不
同个体间的S含量差异较小。地上部分的种间和种
内s含量差异都较地下部分的大。41种植物的叶片
(或地上部分)S含量均值为4．00mg·g～，范围为
1．81～16．47mg·g～，超出植物器官S含量的一般范
围(2000～5000mg·g。1)[231。然而，35种植物(占
万方数据
5期 黎建力，等．陶瓷工业污染区41种植物的硫含量特征
总数的85．4％)的叶片或地上部分S含量都在一个较
小的范围内(1．8～4．2mg·gd)，说明多数植物种类
具有相近的S富集能力，至少植物具有特异的S富集
能力，这与S作为植物6大基本营养元素之一参与植
物众多基本生理活动所决定的。8种蕨类和草本植
物的地下部分S含量差异较小，均值为1．74mg·g～，
范围为1．17～2．22mg·g～。
表2不同生活型植物的s含量(mg·g‘1)
Table1Sulphurcontentsofplantswithdifferentlifeforms
(mg·91)
生活型 S含量 种数
Lifeform ScontentNumberofspecies
落叶灌木Deciduoustree 12．45 2
常绿乔木Evergreentre 3．94
落叶乔木Deciduoustree 3．72
蕨类Fern 3．30
常绿灌木Evergreenshrub2．89
草本Herbaceous 1．88
乔木Tree
灌木Shrub
落叶树种Deciduous
常绿树种Evergreen
3．38
4．73
3．70
3．65
表2为不同生活型植物器官S含量的比较。不同
生活型植物S含量均值的比较结果为：落叶灌木>常
绿乔木>落叶乔木>蕨类>常绿灌木>草本，灌木>乔
木，落叶树种>常绿树种。吴云宵等人对重庆市38
种主要绿化树种不同生活型树种的叶片S含量比较
结果为：乔木>灌木，落叶树种>常绿树种，但差异
都不显著【24j，与本研究结果有些差异。洪渊等人对
深圳市园林植物叶片s含量的比较结果为：s含量较
多的植物(17种)多为灌木或草本植物，乔木较少【25I，
与本研究的结果也有不同。上述对比结果表明不同
生活型植物的S含量特征规律性较差，可能与各研
究选用的树种有关，树种差异大于生活型差异所致。
然而，同科的落叶树种往往比常绿树种具有更高的
叶片S含量(见表1)，与落叶树种叶片S含量均值
大于常绿树种的结果一致，陈卓梅和吴云宵等人的
研究也表明落叶树种比常绿树种具有更强的S吸收
能力【15‘24]，说明落叶树种可能比常绿具有更优良的
S富集潜能。相比常绿树种，落叶树种的凋落物量
较大且易于定期回收等优点，因而落叶树种在净化
大气污染物方面的潜力更值得重视。
从植物科目方面分析发现，同科植物具有相近
的s富集能力，如山矾科两种植物叶片S含量都很高，
分列41种植物中第1位和第3位；桑科、壳斗科和
鳞始蕨科的几种植物科内S含量差异都很小。有些
科的植物S含量差异也比较大，如樟科和山茶科。
本研究中山矾科两种植物(光叶山矾和华山矾)的叶
片S含量都大大高出除银柴和百花灯笼以外的其他
植物。邓小梅和朱碧华等人的研究表明山矾科棱角
山矾也具有较强的抗大气S02污染能力和S富集能
力，S吸收能力可达11．98mg．g。1126，27J，与本研究中
光叶山矾的叶片S含量相当。园林景观建设中常用
的山矾科3种植物都具有较强的抗大气S污染能力和
S富集能力，暗示山矾科可能存在其他一些优良的S
污染净化种类，有待进一步的研究发掘。
表3西樵山和鼎湖山的大气硫酸盐化速率和植物叶片s含量
比较
Table3Comparisonofleafsulphurcontentsandairsulfation
ratesbetweenXiqiaomountainandDinghumo ntain
地点
Site
槎=擎婪銮s曼繁s@冀≯蒌釜。m缒g-gg-。，cm_2d．1)专黑?(1)
时811缸1撕∞Of
sC’nl‘marate sof竺Pin咖usI6 一
注(Note)：+引自孔国辉等(2003)【18】，··引自张德强等(1998)【29】，··+B
自国家环保局1991年《环境质量报告编写技术规定》推荐的标准；
’CitedfromKongeta1．(2003)，’+CitedfromZhangeta1．(2003)，+’+
Citedfromnationalrecommendedstandard
不同植物种类的S含量差异很大。41种植物中
华山矾、银柴和光叶山矾的叶片S含量最高，分别
为16．47(标准差3．36)，12．42(3．41)和11．31(1．63)
mg·g～；绿冬青、山菅兰和皱叶狗尾草的S含量最低，
只有2．0mg·gd左右。光叶山矾和银柴在佛山市陶瓷
工业区具有较强的抗大气污染能力[56，18]；采样地华
山矾也长势良好，无明显伤害死亡症状，在样地大
量分布，说明华山矾也具有较强的抗大气污染能力。
因此，华山矾、银柴和光叶山矾三种植物是均为优
侈7
6
5
2
拍7
9
M
万方数据
良的S污染净化树种，适于在S污染程度较高的地区
推广种植。山胡椒的叶片S含量也较高，为6．68(标
准差0．32)mg·g一，也大于一般植物的s含量上限(5
mg·g。1)【231，是一种富集S能力较强的树种，在我国
南方和北方的一些省份均有广泛分布，且有较高的
园林景观价值和药用价值【281，值得推广种植。6种
蕨类植物地上部分和地下部分的S含量显著相关
(P=O．001，R2=O．382，N=27)，地上部分的含量次序
为：沙皮蕨>团叶鳞始蕨>剑叶鳞始蕨>乌毛蕨>芒萁>
山菅兰。沙皮蕨的地上部分S含量(5．59mg·g。1)明
显高于其他5种蕨类，也是一种s含量较高的植物。
2种草本植物的地上和地上部分S含量均较低，且差
异不显著。
表4西樵山植物S含量与全国其他地方植物s含量的比较
Table4Comparisonof ulphurcontentsinplantsatXiqiao
mountainwiththoseatotherregionsinChina
地点
Site
植物种数
Number
ofspecies
s含号 资料来源
(mg召’1) 盂：。
佛山西樵山41
北京首钢
17
Shougang
陕西农村
16
Shanxi
北京植物园
Beijing
17
Botanical
Garden
北京市
32
Beijing
蚕学芋山 27
llanlin
海河流域40
Hehaibasin
昆明市
11
一怖
16
Guangzhou
‘。
太白山
Taibai 29
lnountain
内蒙古
Inner 122
Mongolia
本研究
Thisstudy
刘艳菊等2001[30】
Liueta1．(20011
林舜华等1994[31】
Lineta1．(1994)
刘艳菊等2001[30】
Liueta1．(2001)
林舜华等1994[31】
Liueta1．(2001)
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林舜华等1994[31】
Liueta1．(2001)
何蓉等2006[32】
Hetal．r2006)
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Liueta1．(1994)
林舜华等1994t31】
Liueta1．(1994)
汪诗平等2001[33】
Wangeta1．(2001)
3．2植物s含量受大气S污染的影响
本研究中光叶山矾(11．31mg·g。)和鸭脚木(3．16
mg·g。)的叶片S含量比张德强等人报道的1～2年
盆栽苗叶片S含量(光叶山矾18．82mg·g～，鸭脚木
19．69mg·g。)低很多川，说明相同大气污染条件下盆
栽苗木的短期暴露结果与成年树种的长期暴露结果
存在很大差异，因为不同生长时期的植物对S的需求
和对S污染的抵抗能力不同。表3为西樵山与大气相
对清洁区肇庆鼎湖山的大气s污染状况和植物s含量
状况比较，结果显示西樵山的大气硫酸化速率超出国
家标准3倍多，是鼎湖山的16倍；植物叶片S含量
是鼎湖山旅游区的2倍，保护区的3倍，与两地大气
S污染状况相符，但差异比大气S污染程度的差异小。
西樵山植物S含量平均值比已知的我国其他地方(如
北京、天津和广州等地)的植物S含量平均值都要高，
是这些地方植物S含量平均值的1．17～3．70倍，平均
倍数为1．96倍，如表3所示。以上对比结果表明，
佛山地区严重的大气S污染影响了植物的S含量，使
该地区植物S含量明显高于全国其他地方。
4结论(Conclusion)
研究佛山西樵山植物的S含量特征结果表明，41
种植物叶片或地上部分S含量的平均值为4．00mg·g～，
范围为1．81～16．47mg·g～；8种蕨类和草本植物的
地下部分平均S含量为1．74mg·g～，范围为1．17～
2．22mg·g～。西樵山叶片或地上部分的S含量的平均
值是我国其他地区植物S含量平均水平的1．17～3．70
倍；S含量范围超出植物器官的一般含量范围，其
中上限超出2．3倍，表明该地区植物S含量受大气污
染影响严重。不同生活型植物的S含量不同。总体
而言，落叶树种的叶片S含量比常绿树种的高。落
叶树种的凋落物易于定期收集，且对树木的继续生
长没有太大影响，因而推广种植富集s的落叶树种
比常绿树种要好。华山矾、光叶山矾和银柴是优良
的S污染净化树种，叶片S含量都在10mg·g。1以上；
山胡椒也是S富集能力较强的抗大气污染树种。研
究发现同科植物具有相近的s富集能力，已知山矾科
的3种常用景观植物都具有较高的s富集能力和抗大
气S污染能力，暗示山矾科可能存在其他一些优良的
S污染净化树种，有待进一步的研究发掘。
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弭
朗
乃
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万方数据
陶瓷工业污染区41种植物的硫含量特征
作者： 黎建力， 侯恩庆， 左伟东， LI Jian-li， HOU En-qing， Zuo Wei-dong
作者单位： 黎建力,左伟东,LI Jian-li,Zuo Wei-dong(佛山市南海区农林技术推广中心,广东佛山,528222)， 侯恩庆
,HOU En-qing(中国科学院华南植物园,广州510650;中国科学院研究生院,北京100049)
刊名： 生态科学
英文刊名： Ecological Science
年，卷(期)： 2011,30(5)

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