全 文 ：林业科学研究 ２０１２，２５（１）：６５ ７０
ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ
文章编号：１００１１４９８（２０１２）０１００６５０６
１０７杨对土壤重金属的吸收和富集
李金花１，何 燕２，段建平３，张绮纹１
（１林木遗传育种国家重点实验室，中国林业科学研究院林业研究所，北京 １０００９１；２北京市林业种子苗木管理总站，北京 １０００１１；
３北京市延庆县种子苗木管理站 ，北京 １０２１００）
收稿日期：２０１０１２０６
基金项目：中国林业科学研究院林业研究所重点项目（ＺＤ２００９０５）；林业公益性行业科研专项项目（２０１００４００４）
作者简介：李金花，博士，副研究员．主要研究方向：林木遗传育种．Ｅｍａｉｌ：ｌｉｊｉｎｈ＠ｃａｆ．ａｃ．ｃｎ
摘要：对北京市南郊房山区１０７杨绿化林地进行了土壤重金属吸收富集研究，林地周围有水泥厂、石材厂、污水和垃
圾等不同污染源，结果表明：林地土壤受到了Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ和Ｚｎ不同程度的污染，Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ含量差异显著，Ｃｄ平均含
量（００７７６ｍｇ·ｋｇ－１）低于北京市背景值，但Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ平均含量分别为３７６１、２６２５和９０３ｍｇ·ｋｇ－１，均超过了
背景值，３块林地１０７杨叶片的Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ和Ｚｎ含量不同，与土壤重金属含量的变化无明显规律性，１０７杨叶片对土
壤Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ和Ｚｎ重金属元素均能吸收富集，但对不同重金属的吸收富集能力不同，呈现出Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｐｂ的变
化趋势，尤其对Ｃｄ具有很强的富集能力，富集系数最高值大于１６，表现出了低背景高富集，而对Ｐｂ、Ｃｕ的富集能力
相对较小，富集系数均小于１；不同林地１０７杨叶片对同种重金属元素的吸收存在较大的差异。
关键词：１０７杨；土壤；叶片；重金属；吸收；富集
中图分类号：Ｓ７９２１１ 文献标识码：Ａ
ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄＡｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌｆｒｏｍＳｏｉｌｂｙＬｅａｖｅｓｏｆ
Ｐｏｐｕｌｕｓ×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａｃｖ．‘Ｎｅｖａ’Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
ＬＩＪｉｎｈｕａ１，ＨＥＹａｎ２，ＤＵＡＮＪｉａｎｐｉｎｇ３，ＺＨＡＮＧＱｉｗｅｎ１
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｒｅｅＧｅｎｅｔｉｃｓａｎｄＢｒｅｅｄｉｎｇ，ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９１，Ｃｈｉｎａ；
２．ＢｅｉｊｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔＢｕｒｅａｕｏｆＦｏｒｅｓｔＳｅｅｄａｎｄＳｅｅｄｌｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１１，Ｃｈｉｎａ；
３．ＹａｎｑｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔＢｕｒｅａｕｏｆＦｏｒｅｓｔＳｅｅｄａｎｄＳｅｅｄｌｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｂｙｌｅａｖｅｓｏｆＰｏｐｕｌｕｓ×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａｃｖ．‘Ｎｅｖａ’
ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｏｎｔｅｎｔａｓｓｅｓｓｉｎｇｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｓｏｉｌｓｏｆｔｈｒｅｅｆｏｒｅｓｔｌａｎｄｓａｔＦａｎｇｓｈａｎＤｉｓｔｒｉｃｔｉｎ
ｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｕｂｕｒｂｏｆＢｅｉｊｉｎｇ．ＴｈｅｓｅｆｏｒｅｓｔｌａｎｄｓｗｉｔｈＰ．×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａｃｖ‘Ｎｅｖａ’ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｗｅｒｅａｒｏｕｎｄｗｉｔｈ
ｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｓｏｕｒｃｅｓｏｆｐｏｌｕｔｉｏｎｓｕｃｈａｓｃｅｍｅｎｔｍｉｌ，ｓｔｏｎｅｍｉｌ，ｓｅｗａｇｅａｎｄｇａｒｂａｇｅ．Ｓｏｍｅｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｅｌｅｍｅｎｔｓ
ｓｕｃｈａｓＣｄ，Ｐｂ，Ｃｕ，ａｎｄＺｎｗｅｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓａｎｄｌｅａｖｅｓｏｆＰ．×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａｃｖ．‘Ｎｅｖａ’ｇｒｏｗｎｏｎ
ｔｈｅｔｈｒｅｅｆｏｒｅｓｔｌａｎｄｓｗｈｉｃｈｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｏｉｌｓｏｆｔｈｒｅｅｆｏｒｅｓｔｌａｎｄｓ
ｗｅｒｅｐｏｌｕｔｅｄｗｉｔｈＰｂ，Ｃｄ，ＣｕａｎｄＺｎｉｎｖａｒｙｉｎｇｄｅｇｒｅｅｓ．ＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＰｂ，ＣｕａｎｄＺｎｉｎｓｏｉｌｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅｆｏｒｅｓｔｌａｎｄｓ，ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅａｖｅｒａｇｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＣｄ（０．０７７６ｍｇ·ｋｇ－１）ｗａｓｌｅｓｓｂｕｔｔｈａｔｏｆ
Ｐｂ，Ｃｕ，ａｎｄＺｎ（３７６１，２６２５ａｎｄ９０３ｍｇ·ｋｇ－１）ｗｅｒｅｍｏｒｅｔｈａｎｔｈｅａｖｅｒａｇｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｖａｌｕｅｏｆＢｅｉｊｉｎｇ．
ＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＰｂ，Ｃｄ，ＣｕａｎｄＺｎｉｎｌｅａｖｅｓｏｆＰ．×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａｃｖ．‘Ｎｅｖａ’ｗｅｒｅｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｒｅｅｆｏｒｅｓｔ
ｌａｎｄｓ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｏｎｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｌｅａｖｅｓｏｆＰ．×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａｃｖ．‘Ｎｅｖａ’ｇｒｏｗｎｏｎｄｉｆｅｒｅｎｔｆｏｒｅｓｔｌａｎｄ．Ｐ．×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａ
ｃｖ．‘Ｎｅｖａ’ｃａｎａｂｓｏｒｂａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｅＰｂ，Ｃｄ，ＣｕａｎｄＺｎｉｎｓｏｉｌｂｕｔｓｈｏｗｅｄｄｉｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆＣｄ＞Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｐｂ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｙ，ｉｔｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｆｏｒＣｄ
林 业 科 学 研 究 第２５卷
ｗａｓｓｔｒｏｎｇｗｉｔｈｍａｘｉｍｕｍｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｆａｃｔｏｒｈｉｇｈｅｒｔｈａｎ１６ａｎｄｓｈｏｗｅｄｈｉｇｈａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｌｏｗｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，
ｗｈｅｒｅａｓｉｔｓｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｃａｐａｃｉｔｉｅｓｆｏｒＰｂａｎｄＣｕｗｅｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｐｏｏｒｅｒｗｉｔｈａｖｅｒａｇｅｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｆａｃｔｏｒｏｆｌｅｓｓｔｈａｎ１．
Ａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｆｏｒｅｓｔｌａｎｄｓ，ｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｅｄｇｒｅａｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｏｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆＰ．×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａｃｖ．‘Ｎｅｖ’ｗｉｔｈ
ｔｈｅｓａｍｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｏｐｕｌｕｓ×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａｃｖ．‘Ｎｅｖａ’；ｓｏｉｌ；ｌｅａｖｅｓ；ｈｅａｖｙｍｅｔａｌ；ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ
工业的迅猛发展和城市化进程加剧了土壤重金
属的污染，不仅使土壤微生物活性和肥力下降以及
减产，而且产生一系列的环境问题，直接影响人体健
康。目前，植物修复是修复重金属污染土壤的重要
途径之一，与传统的物理及化学修复方法相比，其具
有成本低、操作简便、不易造成二次污染且不破坏土
壤环境质量等优点，正在受到各国的普遍重视［１－２］。
目前，重金属污染土壤的修复所采用的超富集植物
常表现出生物量低，生长缓慢，并易受杂草竞争性威
胁，是植物修复的限制性因素［３］。国内外开展了利
用树木修复重金属污染土壤的研究［４－８］，主要是利
用一些对重金属有富集能力的树种对污染土壤进行
植物修复，树木修复不仅具有一般植物修复的优点，
还有一些独特的优点，可实现污染土壤的资源化，还
能生产木材或生物质能源，并可持续利用城市污水
灌溉，具有绿化功能等。
杨树是我国重要造林树种之一，广泛用于生态
林和用材林建设，其生物量大、生长迅速且有较长的
生长周期，其巨大的根系、茎、枝、叶面积作用于环
境，形成较大的绿色空间和根系网络，对重金属等污
染物具有一定的吸收积累，且吸收积累的污染物不
参与食物链循环，避免了对人体产生伤害，因此被认
为是修复重金属污染土壤的首选树种之一［５－８］。目
前，已经开展了一些杨树吸收、积累重金属的研究，
如Ｃｄ［９－１０］、Ａｓ［１１］、Ｃｕ［１２－１３］和 Ｚｎ［１４－１５］污染土壤和
水的修复研究。本文以在华北地区杨树人工林广泛
使用的品种欧美杨 １０７杨（Ｐｏｐｕｌｕｓ×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａ
（Ｄｏｄｅ）Ｇｕｉｎｅｉｒｃｖ．‘Ｎｅｖａ’）［１６］为实验材料，通过对
北京市房山区１０７杨人工林林地的土壤及叶片的重
金属含量检测分析，探讨１０７杨对土壤重金属的吸
收与富集作用，旨在为重金属污染土壤的杨树修复
方法提供科学依据。
１ 材料和方法
１．１ 取样林地概况和取样方法
供试材料采自北京市房山区周口店镇２００８年
种植的城市绿化林地，种植品种为１０７杨，株行距为
３ｍ×４ｍ。房山区［１７］处于永定河以及大石河、小清
河的冲积平原上，土壤类型主要为褐土和潮土，ｐＨ
值８左右，呈偏碱性，地下水位在２．５ｍ以下。不同
样地周围１ｋｍ之内主要污染源情况见表１。
表１ 林地位置和污染源情况及林木生长情况
林地 地点 林地面积／ｈｍ２ 周围主要污染源
林木生长量
胸径／ｃｍ 树高／ｍ
Ａ 周口店河边 ２．００ 污水、垃圾场、石材厂、水泥厂 １３ １５ １１ １３
Ｂ 水泥厂路口 １．６７ 水泥厂、石灰厂 １２ １４ １０ １２
Ｃ 石料堆集地 １．６７ 石料场、水泥厂、石灰厂 １０ １２ １０ １２
采样于２０１０年６月中旬进行，在每块林地均按
对角线选定５个取样点，在每个点上随机取１个样
株，取样点四周无缺株现象，取样前测量样株的胸径
和树高。在取样点２ｍ×２ｍ的区域内的四个顶点
和中心，分别采集０ ２０ｃｍ表层土约１ｋｇ土壤，混
匀后用四分法取约１ｋｇ作为该点的混合样品。叶
片样品与土壤取样点相同，每个样株分东南西北四
个方向随机采集２００片成熟叶，将叶片用自来水清
洗，再用去离子水冲洗后自然风干，放入恒温烘箱中
１００℃杀青１５ｍｉｎ，再在６０ ６５℃下恒温烘干，用
试样粉碎机粉碎后置于无菌玻璃瓶中保存。
１．２ 测定项目和方法
土壤和叶片样品的重金属元素镉（Ｃｄ）、铅
（Ｐｂ）、铜（Ｃｕ）、锌（Ｚｎ）含量分析检测，均用原子吸
收分光光度计法，分别采用土壤环境质量和食品安
全的国家标准方法进行测定，依据的国家标准详见
表２。测定工作交由北京市理化分析测试中心化学
部完成。重金属富集能力采用富集系数表示［１８］：富
集系数＝生物体内的重金属元素含量／土样中重金
属元素的含量。
６６
第１期 李金花等：１０７杨对土壤重金属的吸收和富集
表２ 土壤和叶片重金属含量分析采用的国家标准
检测项目 参照标准
土壤Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ分析 “土壤环境质量标准”（ＧＢ１５６１８—１９９５）
叶片铅（Ｐｂ）分析 “食品中铅的测定”（ＧＢ５００９．１２—２０１０）
叶片镉（Ｃｄ）分析 “食品中镉的测定”（ＧＢ／Ｔ５００９．１５—２００３）
叶片铜（Ｃｕ）分析 “食品中铜的测定”（ＧＢ／Ｔ５００９．１３—２００３）
叶片锌（Ｚｎ）分析 “食品中锌的测定”（ＧＢ／Ｔ５００９．１４—２００３）
１．３ 数据处理
利用Ｅｘｃｅｌ２００７和ＳＡＳ８版软件分别对数据进
行录入和统计分析。
２ 结果与分析
２．１ 不同林地土壤的重金属含量
从表３看出：３块林地１５个取样点的土壤均受
到Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ和 Ｚｎ等重金属不同程度的污染，且３
块林地的Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ含量差异显著（Ｐ＜００５），大部
分取样点属于轻污染，个别取样点污染严重，Ｚｎ和
Ｐｂ含量较高，Ｃｄ含量较低，含量大小顺序为Ｚｎ＞Ｐｂ
＞Ｃｕ＞Ｃｄ，并且林地 Ａ、Ｃ比林地 Ｂ的土壤污染
程度重。
３块林地土壤 Ｃｄ和 Ｃｕ含量均低于国家《土壤
环境质量标准》（ＧＢ１５６１８—１９９５）１级标准限值，样
地Ａ土壤Ｐｂ、Ｚｎ和林地Ｃ土壤Ｐｂ平均含量均超过
了１级标准限值。３块林地土壤 Ｃｄ含量低于北京
市背景值，仅为背景值的６３％ ６７％，而３块林地
土壤 Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ平均含量均超过了北京市背景值，
特别是林地 Ａ土壤 Ｐｂ、Ｚｎ平均含量分别达到了
４３４４、１１７９ｍｇ·ｋｇ－１，分别为背景值的１７７、２０５
倍，其最小值也超过了背景值。由此可见，３块林地
的污染源种类和数量不同，林地 Ａ污染源明显比林
地Ｃ多，有石材厂和水泥厂，还有污水和垃圾，而林
地Ｂ污染源有水泥厂和石材厂。
表３ 不同１０７杨林地取样点土壤重金属元素含量
样地 取样点
土壤重金属元素含量／（ｍｇ·ｋｇ－１）
Ｐｂ Ｃｄ Ｃｕ Ｚｎ
Ａ
Ａ１ ４５．７ ０．０７７ ２６．７ １３１．０
Ａ２ ５１．８ ０．０８５ ３０．５ １４２．０
Ａ３ ５１．４ ０．０７３ ２８．２ １４７．０
Ａ４ ３３．８ ０．０７９ ２３．１ ８６．４
Ａ５ ３４．５ ０．０７８ ２２．９ ８３．１
标准差 ８．８２ ０．００４３ ３．２９ ３０．８３
均值 ４３．４４ ０．０７８４ ２６．２８ １１７．９
平均值／背景值 １．７７ ０．６６ １．４１ ２．０５
Ｂ
Ｂ１ ２６．４ ０．０７８ ２１．６ ５８．０
Ｂ２ ２９．１ ０．０８２ ２１．６ ６３．６
Ｂ３ ２５．２ ０．０７８ ２１．４ ５８．６
Ｂ４ ２７．５ ０．０７８ ２１．２ ６１．５
Ｂ５ ２８．４ ０．０８１ ２１．４ ５９．５
标准差 １．５６ ０．００１９ ０．１７ ２．２９
均值 ２７．３２ ０．０７９４ ２１．４４ ６０．２４
平均值／背景值 １．１１ ０．６７ １．１５ １．０５
Ｃ
Ｃ１ ５３．９ ０．０７５ ３０．１ １３８．０
Ｃ２ ４１．１ ０．０８１ ３２．３ ９８．６
Ｃ３ ４３．１ ０．０９３ ３２．９ ８６．７
Ｃ４ ３５．１ ０．０５５ ３１．１ ５６．７
Ｃ５ ３７．２ ０．０７１ ２８．７ ８３．８
标准差 ７．３１ ０．０１３ １．６９ ２９．５７
均值 ４２．０８ ０．０７５ ３１．０２ ９２．７６
平均值／背景值 １．７１ ０．６３ １．６６ １．６１
国家《土壤环境质量标准》值（１级） ３５ ０．２ ３５ １００
北京市背景值［１９］ ２４．６ ０．１１９ １８．７ ５７．５
均值 ３７．６１ ０．０７７６ ２６．２５ ９０．３０
标准差 ９．７６ ０．００８１ ４．５１ ３３．４６
方差分析 变异系数／％ ２５．９５ １０．４３ １７．１８ ３７．０５
Ｐｒ＞Ｆ ０．００４２ ０．６９９４ ０．０００１ ０．０１０４
注：表示Ｐ＜００５水平。
７６
林 业 科 学 研 究 第２５卷
２．２ 不同林地１０７杨叶片的重金属含量
表４显示：３块林地１０７杨叶片重金属含量不
同，Ｐｂ和Ｃｄ含量差异显著（Ｐ＞００５），Ｃｕ和 Ｚｎ含
量差异不显著，含量大小顺序为 Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｐｂ＞Ｃｄ，
林地Ａ１０７杨叶片 Ｚｎ平均含量最高（８５９２ｍｇ·
ｋｇ－１），林地 Ｃ１０７杨叶片 Ｃｄ平均含量最低（０２２
ｍｇ·ｋｇ－１）。相同林地上１０７杨叶片重金属含量不
同，Ｚｎ含量最高，其次是Ｃｕ，Ｃｄ含量最低，说明其对
不同重金属元素的吸收不同。此外，１０７杨叶片与
土壤重金属含量的变化无明显规律性，土壤重金属
含量较高的取样点上，１０７杨叶片重金属含量不一
定较高。
表４ 不同林地取样点１０７杨叶片重金属元素含量
林地 取样点
１０７杨叶片重金属元素含量／（ｍｇ·ｋｇ－１）
铅（Ｐｂ） 镉（Ｃｄ） 铜（Ｃｕ） 锌（Ｚｎ）
Ａ Ａ１ １．１２ ０．４７ ４．７１ ３３．７
Ａ２ １．６５ ０．６５ ７．０６ ９７．２
Ａ３ １．２７ ０．４１ ７．１０ ４２．５
Ａ４ ０．９６ ０．８３ ８．６８ ７６．０
Ａ５ １．２０ ０．８３ ９．６６ ８０．２
均值 １．２４ ０．６４ ７．４４ ８５．９２
标准差 ０．２５ ０．１９ １．８８ ２６．７９
Ｂ Ｂ１ ０．８２ ０．５４ ９．７０ ６１．５
Ｂ２ ０．９８ ０．６６ ９．１９ ６７．０
Ｂ３ １．０８ １．２５ ８．０８ ６６．７
Ｂ４ ０．９５ １．２７ ７．１８ ６１．５
Ｂ５ ０．７２ ０．９５ ４．３５ ２６．３
均值 ０．９１ ０．９３ ７．７０ ５６．６０
标准差 ０．１４ ０．３３ ２．１１ １７．１５
Ｃ Ｃ１ ０．９２ ０．２４ １０．８０ ４６．０
Ｃ２ ０．８８ ０．１１ ７．０８ ２７．０
Ｃ３ １．０６ ０．３７ ９．２１ ５４．７
Ｃ４ １．１５ ０．２８ ７．３３ ２５．０
Ｃ５ ０．８５ ０．１２ ５．９６ ５２．５
均值 ０．９７ ０．２２ ８．０８ ４１．０４
标准差 ０．１２ ０．１１ １．９２ １４．１１
方差分析 均值 １．０４ ０．６０ ７．７４ ５４．５２
标准差 ０．２３ ０．３７ １．８４ ２１．４２
变异系数／％ ２２．１１ ６１．６６ ２３．７７ ３９．２８
Ｐｒ＞Ｆ ０．０３４５ ０．００１５ ０．８７９０ ０．１８３８
２．３ 不同林地土壤和１０７杨叶片重金属含量的相
关性分析
由表５可知：土壤Ｃｕ、Ｚｎ均与Ｐｂ呈显著正相关
关系（Ｐ＜００５），Ｚｎ与 Ｃｕ也呈显著正相关关系（Ｐ
＜００５），相关系数分别达到 ０７６００、０９４２９和
０５３９６；土壤Ｚｎ与１０７杨叶片 Ｐｂ呈显著的正相关
关系，相关系数为０５４０７，而土壤 Ｐｂ、Ｃｕ与１０７杨
叶片Ｃｄ均呈显著负相关关系，相关系数分别达到了
－０５９８８和 －０７９４７。有研究［２０］证实，在土壤
Ｃｄ、Ｚｎ、Ｐｂ复合污染处理模拟实验条件下，土壤 Ｃｄ
和Ｚｎ含量对植物 Ｃｄ吸收产生 ＣｄＺｎ复合效应，但
二者对植物 Ｚｎ吸收未产生复合效应，不仅土壤 Ｐｂ
对植物Ｃｄ和 Ｚｎ吸收未产生影响，而且土壤 Ｃｄ和
Ｚｎ含量不影响植物 Ｐｂ吸收；因此，本文研究的１０７
杨叶片对土壤重金属元素吸收可能存在复合效应。
２．４ １０７杨对土壤中重金属的吸收富集能力
植物中的重金属主要来自土壤，富集系数的大
小表明植物对某种元素富集能力的强弱［１８］。１０７杨
叶片重金属的富集系数等于叶片与土壤重金属含量
的比值。由表６可知：１０７杨叶片对土壤 Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ
和Ｚｎ重金属元素均能吸收富集，但对不同重金属的
吸收富集能力不同，呈现出 Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｐｂ的变
化趋势，对 Ｃｄ的富集系数的最大值为１６２８２１，这
表明虽然土壤Ｃｄ含量远远高于背景值，但１０７杨对
Ｃｄ具有很强的富集能力，表现出了低背景高富集；
而１０７杨叶片对土壤Ｚｎ、Ｃｕ和Ｐｂ的富集系数较小，
平均值均小于 １，尤其是 Ｐｂ，其富集系数均小于
０．０４２９，表明与 Ｃｄ相比，１０７杨叶片对 Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｕ
８６
第１期 李金花等：１０７杨对土壤重金属的吸收和富集
表５ 不同林地土壤和１０７杨叶片重金属含量相关性分析
重金属元素
土 壤
Ｐｂ Ｃｄ Ｃｕ Ｚｎ
１０７杨叶片
Ｐｂ Ｃｄ Ｃｕ Ｚｎ
土壤 Ｐｂ １
Ｃｄ ０．０５５４ １
Ｃｕ ０．７６００ －０．０７６５ １
Ｚｎ ０．９４２９ ０．１２６６ ０．５３９６ １
叶片 Ｐｂ ０．５１８２ ０．０２９０ ０．３２８０ ０．５４０７ １
Ｃｄ －０．５９８８ ０．２３３９ －０．７９４７ －０．４２０５ ０．０２６６ １
Ｃｕ ０．０１２６ ０．１４７０ －０．０１６５ －０．０５０８ ０．０２０４ －０．０３７９ １
Ｚｎ －０．０６６８ ０．４１３６ －０．２９５５ ０．０５００ ０．４８９０ ０．４３２０ ０．４４５８ １
注：表示Ｐ＜０．０５水平。
三种重金属元素的富集能力较小。王新等［８］进行了
杨树和落叶松对土壤重金属吸收和修复的研究，发
现杨树（ＰｏｐｕｌｕｓｃａｎａｄｅｎｓｉｓＭｏｅｎｃｈ）对 Ｃｄ、Ｃｕ和 Ｚｎ
有吸收能力（Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ｃｕ），这与本文的研究结果
一致。
表６ １０７杨叶片对土壤重金属元素的富集系数
样地 取样点 Ｐｂ Ｃｄ Ｃｕ Ｚｎ
Ａ Ａ１ ０．０２４５ ６．１０３９ ０．１７６４ ０．２５７３
Ａ２ ０．０３１９ ７．６４７１ ０．２３１５ ０．６８４５
Ａ３ ０．０２４７ ５．６１６４ ０．２５１８ ０．２８９１
Ａ４ ０．０２８４ １０．５０６３ ０．３７５８ ２．０３７０
Ａ５ ０．０３４８ １０．６４１０ ０．４２１８ ０．９６５１
平均 ０．０２８５ ８．１３７８ ０．２８３２ ０．７２８８
Ｂ Ｂ１ ０．０３１１ ６．９２３１ ０．４４９１ １．０６０３
Ｂ２ ０．０３３７ ８．０４８８ ０．４２５５ １．０５３５
Ｂ３ ０．０４２９ １６．０２５６ ０．３７７６ １．１３８２
Ｂ４ ０．０３４５ １６．２８２１ ０．３３８７ １．００００
Ｂ５ ０．０２５４ １１．７２８４ ０．２０３３ ０．４４２０
平均 ０．０３３３ １１．７６３２ ０．３５９１ ０．９３９６
Ｃ Ｃ１ ０．０１７１ ３．２０００ ０．３５８８ ０．３３３３
Ｃ２ ０．０２１４ １．３５８０ ０．２１９２ ０．２７３８
Ｃ３ ０．０２４６ ３．９７８５ ０．２７９９ ０．６３０９
Ｃ４ ０．０３２８ ５．０９０９ ０．２３５７ ０．４４０９
Ｃ５ ０．０２２８ １．６９０１ ０．２０７７ ０．６２６５
平均 ０．０２３１ ２．９８６７ ０．２６０３ ０．４４２４
方差分析 均值 ０．０２８７ ７．６５６ ０．３０３５ ０．７４８８
标准差 ０．００６６ ４．６３３ ０．０９２８ ０．４７６９
变异系数／％２３．０５４ ６０．５１９ ３０．５７７８ ６３．６８４８
Ｐｒ＞Ｆ ０．０５２ ０．００２２ ０．２４２３ ０．２５８８
注：表示Ｐ＜０．０５水平。
由表６也可知：不同林地１０７杨叶片对同种重
金属元素的富集系数不同，表明其对同种重金属元
素吸收能力存在差异，特别是不同林地间Ｃｄ富集系
数存在显著差异，而其它３种重金属富集系数的差
异不显著。林地 Ｂ对 Ｃｄ的富集系数均值大于１１，
而林地Ｃ对Ｃｄ的富集系数均值仅为２９８６７。大量
研究证实，土壤 ｐＨ值、施肥、植物等均可影响对土
壤Ｃｄ的吸收与富集［３，９，１６］。本研究中，３块林地分
别位于不同立地条件，土壤性质有差异，从而影响了
对土壤重金属的吸收富集，究竟是何种因子产生了
影响，尚需进一步研究。
３ 讨论与小结
北京南部包括通州、大兴、丰台和房山地区的土
壤存在不同程度的重金属污染［１９，２１］。本研究选材
取样点位于房山区的不同绿化林地，林地周围为水
泥厂、石材厂、污水和垃圾等不同污染源，土壤受到
Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ和Ｚｎ不同程度的污染，Ｃｄ含量低于北京
市背景值，但Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ平均含量均超过了背景值，
特别是污染源多的林地 Ａ，土壤 Ｐｂ、Ｚｎ平均含量分
别为北京市土壤背景值的１７７和２０５倍，其最小
值也超过了背景值。据资料分析，工业性大气降尘、
汽车废气和废水排放是土壤中高含量 Ｐｂ的主要来
源，而长期施用城市垃圾和污泥以及采用污水灌溉
等，可能导致土壤中重金属包括Ｃｄ和Ｃｕ的积累，工
业企业包括乡镇企业生产的废水、废渣、废物以及化
肥的使用，是土壤Ｚｎ含量增加的主要原因［２１］。
由于重金属在土壤中较为稳定，土壤受到污染
后，一般很难治理和消除［１，５］。王新等［８］利用杨树、
落叶松对土壤重金属的吸收及修复研究表明，杨树
对重金属的吸收量比落叶松大且修复所需的时间更
短，因此利用杨树修复污染土壤的效果更佳。许多
研究［６－７］已证实，杨树对重金属的吸收累积量较其
它树种高。本研究发现，１０７杨叶片对土壤 Ｐｂ、Ｃｄ、
Ｃｕ和 Ｚｎ重金属元素均能吸收富集，但对不同重金
属的吸收富集能力不同，呈现出 Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｐｂ
的变化趋势，尤其对 Ｃｄ具有很强的富集能力，表现
９６
林 业 科 学 研 究 第２５卷
出了低背景高富集，而对 Ｐｂ、Ｃｕ的富集能力相对较
小，不同林地上１０７杨叶片对同种重金属元素吸收
能力存在较大的差异。１０７杨对土壤重金属元素的
吸收富集，不仅与土壤中重金属的含量相关，还与其
林地土壤理化性质等诸多因素有关，这有待进一步
研究。
本研究发现，１０７杨对土壤重金属Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｕ和
Ｚｎ元素均能吸收富集，呈现出 Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ｐｂ的
变化趋势，对Ｃｄ具有很强的富集能力，表现出了低
背景高富集，对 Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｕ三种重金属元素的富集
能力较小。由于１０７杨是我国华北地区杨树人工林
广泛使用的品种，具有速生、造林成活率高、适应性
广、木材优质等优点［６－７］，在重金属污染土壤的植物
修复中势必具有生长快、生物量大、吸收量大、修复
时间短等优势，可在城郊地区重金属污染土壤的林
木修复中发挥作用。
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