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Effects of Highway Forest Belts on Heavy Metals Pollution from Tail Gas of Vehicles

高速路林带对车辆尾气重金属污染的屏障作用


测定京石、京津塘和首都机场高速公路两侧植物枝叶和路边土壤Pb、Cd、Cu、Cr含量,研究4种重金属元素在高速公路两侧的扩散特征以及车流量大小与重金属含量间的相关关系。结果表明Pb是车辆尾气重金属污染的主要污染源之一,高速公路两侧树木器官和不同土层Pb含量均随距路距离的增大而逐渐降低。Cu含量与距离高速公路的远近有一定关系,但变化情况因道路而异,且受车辆类型影响较大。而Cd、Cr含量和林带状况无明显关系。研究结果还进一步表明高速公路沿线的重金属污染程度与车流量大小密切相关,对于日均车流6万辆的公路而言,高速公路两侧80m范围是重金属污染最集中的扩散区域;而40~60m的毛白杨林带(高度≥10m)对高速公路(日均车流量5万~8万辆)车辆尾气重金属污染有较好的吸收屏障效果。在此基础上,针对高速公路沿线防护林带配置策略和宽度问题进行深入探讨,基于林带防护功能和沿线农业生产食品安全角度,提出从路基向外,按照养护带、自然带和缓冲带3种土地利用类型配置防护林带,并分别提出建设模式和管理方式。

Heavy metals pollution of automobile particle matter is more and more serious with the development of vehicles industry and highway construction. And the forest belts along the road have been greatly emphasized on their functions of decreasing pollution. This article summarized the ecological influence of pollution of automobile particle matter, scope of heavy metal dispersion, screen effect of highway greenbelt and the use strategy of land along the highways. Three highways (Beijing-Shijiazhuang highway, Beijing-Tianjin-Tanggu highway, Airport highway) were used to study the characteristic of heavy metal dispersion and the relationship between traffic flows and heavy metal content. And the traffic flows of three highways are respectively 100 000, 59 000 and 80 000. The contents of Pb、Cd、Cu、Cr in soil and organs of trees(Populus tomentosa)along the highway were measured. The results showed that Pb was the main source of traffic tail gas pollution and its content decreased in different soil layers and tree organs with extends of the distance away from the highway. The content of Cu was also related with the distance away from the highway, but it was greatly influenced by the characteristic of the road and vehicles. There was little correlation between the contents and distributiong of Cd、Cr and forest belt width. The range of heavy metals dispersion was mainly within 80 m apart from the highway. And the heavy metal pollution made by tail gas of vehicles on the highway (50 000<average traffic flow per day<80 000) could be effectively decreased by 40~60 m poplar forest belt (height≥10 m). In addition, the arrangement strategy and width of protective forest along the highways were also comprehensively studied in this paper. According to the pollution grades of road and spatial differentiation of land near the road, the different managing strategy with different disturbance degree were carried out for different reach of the road. And the utilization strategy should be classified and aimed at maintain zone, natural zone and buffer zone respectively with the distance away from the highway. Some scientific suggestions on highway design and construction, pattern of agricultural production along highway and highway environmental protection were also provided.


全 文 :第 wv卷 第 v期
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林 业 科 学
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高速路林带对车辆尾气重金属污染的屏障作用
王 成 郄光发 杨 颖 任启文
k中国林业科学研究院林业研究所 国家林业局林木培育重点实验室 北京 tsss|tl
摘 要 } 测定京石 !京津塘和首都机场高速公路两侧植物枝叶和路边土壤 °¥!≤§!≤∏!≤µ含量 o研究 w种重金属元
素在高速公路两侧的扩散特征以及车流量大小与重金属含量间的相关关系 ∀结果表明 }°¥是车辆尾气重金属污染
的主要污染源之一 o高速公路两侧树木器官和不同土层 °¥含量均随距路距离的增大而逐渐降低 ∀ ≤∏含量与距离
高速公路的远近有一定关系 o但变化情况因道路而异 o且受车辆类型影响较大 ∀而 ≤§!≤µ含量和林带状况无明显
关系 ∀研究结果还进一步表明 }高速公路沿线的重金属污染程度与车流量大小密切相关 o对于日均车流 y万辆的
公路而言 o高速公路两侧 {s °范围是重金属污染最集中的扩散区域 ~而 ws ∗ ys °的毛白杨林带k高度 ∴ts °l对高
速公路k日均车流量 x万 ∗ {万辆l车辆尾气重金属污染有较好的吸收屏障效果 ∀在此基础上 o针对高速公路沿线
防护林带配置策略和宽度问题进行深入探讨 o基于林带防护功能和沿线农业生产食品安全角度 o提出从路基向外 o
按照养护带 !自然带和缓冲带 v种土地利用类型配置防护林带 o并分别提出建设模式和管理方式 ∀
关键词 } 高速路 ~林带 ~车辆尾气 ~重金属污染 ~屏障作用 ~配置策略
中图分类号 }≥zvt1{ ~÷tzt1x 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlsv p ssst p sz
收稿日期 }ussy p ts p vs ∀
基金项目 }国家科技部十一五攻关重大专项课题kussy…„⁄sv„t|和 ussy…„⁄sv„syl ∀
Εφφεχτσ οφ Ηιγηωαψ Φορεστ Βελτσ ον Ηεαϖψ Μεταλσ Πολλυτιον
φροµ Ταιλ Γασ οφ ςεηιχλεσ
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近年来 o北京市道路建设规模不断扩大 o机动车保有量持续高速增长 o仅 ussw年 t…2y月份 o北京市机动
车销售量就达 uv1|万辆 o比去年同期机动车销售量增加 x{ h ∀汽车工业和交通运输业的快速发展对促进社
会经济发展和文化交流起到了十分重要的作用 ∀然而 o汽车及交通运输也是主要的环境污染源之一 o高等级
公路的汽车运输更以其车流量大 !流动性强 !扩散面广等特点对生态环境造成了严重影响 ∀尤其是 °¥!≤§!
≤∏!≤µ!± !‘¬!±等与车辆尾气排放和运输货物有关的重金属污染问题尤为突出k刘英对等 ot||| ~阮宏华
等 ot||| ~ ‹¤±®ot||{ ~庄树宏等 ousss ~梁景森等 ot||{l ∀通常情况下 o重金属大多不是植物体的必需元素 o
但一旦进入植物体内 o就会参与植物的生理循环 o对植物正常生长造成影响 ∀同时 o富集在粮食 !蔬菜内的重
金属物质 o在被人们食入后还会侵犯人体的造血 !消化及神经等系统 o对人类健康造成严重危害k胡迪琴 o
t||z ~马跃良等 ousstl ∀
目前 o由车辆活动所造成的环境污染和生态破坏问题越来越受到社会的广泛关注 o世界各国在努力控制
汽车尾气排放 !改进公路设计的同时 o也把公路绿化作为改善公路生态环境 !减轻道路不利生态影响的重要
措施k徐永荣等 oussu ~’ª∏±¶²¯¤ot||w ~°¬µ²±ot||wl o而由此产生的绿化占地问题 o也引发了对高速公路防护林
宽度的争议 ∀本文以北京市京石高速k南梨园村段l !京津塘高速k长子营段l和机场高速k北皋段lv条主要
高速公路为研究对象 o针对毛白杨k Ποπυλυστοµεντοσαl这一北方地区的主要道路绿化树种 o研究了道路林带对
°¥!≤§!≤∏!≤µ等 w种重金属的屏障作用及道路两侧土壤中的重金属含量和分布规律 o旨在了解和掌握车辆
重金属污染对高速公路两侧的生态影响 o探讨不同林带建设模式对降低车辆重金属污染的影响 o这不仅可以
为我国合理确定道路两侧林带类型和建设宽度提供理论参考 o而且还有助于科学配置公路沿线的农业生产
布局 o保护食品生产安全环境 o保障人类健康k彭镇华 oussu ~王成等 ousswl ∀
t 研究区概况
京石高速k双向 w车道 ot||w年通车l !京津塘高速k双向 w车道 ot||w年通车l和首都机场高速k双向 y车
道 ot||v年通车l是我国最早建设的 v条高速公路 o目前的日均车流量分别达到 ts !x1|和 {万辆 ∀采样地距
离市区较远 o分别位于京石高速的南梨园村段k„区l !京津塘高速的长子营段k…区l !首都机场高速的北皋
段k≤区l o道路两侧均为对称分布 !生长整齐的毛白杨林带 o且全为单层结构 o林下地表裸露 ∀其中 o„区林
带格局为 }wy排 o包括紧邻道路的 w排株高较高树木k高 t|1{ ° o胸径 ut ¦°o株行距 v1x ° ≅ w °l和外围 wu排
株高相对低的树木k高 ts1u ° o胸径 tt1z ¦°o株行距 u ° ≅ x °l ~…区林带格局为 }u{排 o高 z1{ ° o胸径 {1s
¦° o株行距 v ° ≅ x ° ~≤区林带格局为 }us排 o高 tz1{ ° o胸径 t| ¦° o株行距 x ° ≅ w °∀同时 o本研究还选择
了京津塘高速k亦庄段l一无林开阔地作为对照区k⁄区l ∀
u 研究方法
211 植物样品
根据采样区的林带宽度分别设计不同的取样梯度 o„区分别按距公路 ts !us !ws !ys !{s !tss !txs和 uss °
的梯度进行采样 ~…区分别按距公路 ts !us !ws !ys !{s !tss和 txs °的梯度进行采样 ~≤ 区分别按距公路 ts !
us !vs !ws !xs和 zs °的梯度进行采样 ∀
„ !… !≤区采样 }按各区采样梯度选择相应距离处的健康 !无病虫害植株 o分别在树冠的东 !南 !西 !北 w个
部位k距地面 w ∗ y °处l采取植株的叶与新枝kt ∗ u年生l ∀在各区每一采样梯度分别选取 v棵植株 o隔树取
样 o枝条剪下后 o分离叶片与新枝 o按比例混匀 ∀
212 土壤样品
分别在 „ !… !≤ !⁄区 o按距路 x !ts !us !ws !{s和 uss °的横向梯度 o并按 s ∗ us !us ∗ ws和 ws ∗ ys ¦°的土
层梯度 o使用土壤采样器各采 v个平行样k间隔 u °l o并充分混合 ∀
213 测定方法
植物样品经毛刷刷净后 oyx ε 烘干 !粉碎并过 ys目筛 ∀土壤样品经风干 !玛瑙研钵研磨后 o过 tss目筛 ∀
用火焰原子吸收光谱法测定 °¥!≤§!≤∏含量 o用二苯碳酰二肼光度法测定 ≤µ的含量 ∀
v 结果与讨论
311 高速路林带叶片中 Πβ !Χδ !Χυ !Χρ含量随距离的变化
图 t表明 o叶片中 °¥含量的变化与距离公路的远近密切相关 o而 ≤§!≤µ的变化趋势与林带宽度的关系
u 林 业 科 学 wv卷
不大 ∀从图可知 o毛白杨叶片中 °¥的含量随距路远近的增加而逐渐降低 ∀京石 !京津塘和机场高速毛白杨
叶片中 °¥的含量分别在距离公路 ys !{s和 ws °处降到一个较低值 o分别为 x1t{ !w1xx和 w1|z °ª#®ªpt o此后
叶片中的 °¥含量虽继续降低 o但变化幅度较小 ∀同时 o京石和京津塘高速毛白杨叶片在距路 txs °处时的
°¥含量k分别为 v1{|和 v1wv °ª#®ªptl与机场高速 zs °处时的 °¥含量kv1yx °ª#®ªptl大体一致 ∀机场高速
毛白杨林带的平均高度为 tz1{ ° o分别是京石和京津塘高速被测区段毛白杨林带平均高度的 t1zx和 u1u{
倍 o在空间上具有更大的吸收能力 o说明林带高度对减小重金属的污染范围十分重要 ∀另外 o京石和机场高
速毛白杨叶片中的 °¥含量在路边 ws °范围内的下降速度要明显快于京津塘高速 o这可能与这 u条道路路
边 ws °范围内高大植株的屏蔽吸收作用有很大关系 ∀
图 t 高速路林带叶片中 °¥!≤§!≤∏!≤µ含量随距离的变化
ƒ¬ªqt ≤²±·¨±·¶²©°¥!≤§!≤∏!≤µ¬± Ποπυλυστοµεντοσα ¯¨ ¤√ ¶¨√¤µ¬¨§º¬·«·«¨ §¬¶·¤±¦¨ ¤º¤¼©µ²°·«¨ «¬ª«º¤¼
同时 o≤∏的含量在某种程度上也与距路距离的大小存在一定的相关关系 o但其变化趋势不十分明显 o且
在不同道路间相差较大k图 tl ∀对于京石 !京津塘高速来说 o毛白杨叶片中的含 ≤∏量随距离增大而逐渐降
低 o但变化趋势不十分显著 o而在机场高速中 ≤∏含量的变化规律不强 ∀京石与京津塘高速载货车辆较多 o除
机动车尾气污染外 o车辆携带的其他飘散颗粒物的污染也比较严重 o这可能是造成道路附近 ≤∏含量略微升
高的一个重要原因 ∀而机场高速主要是载客车辆 o车辆飘散颗粒物较少 o≤∏含量的不规则变化可能与树木
对土壤重金属的吸收差异有关 o也可能与此处大气中的重金属含量有关 ∀有研究结果表明k庄树宏等 o
usssl o植物叶片中的重金属富积量与大气中重金属的相对含量呈显著性正相关关系 ∀机场路周围人口相对
密集 o生产 !生活区遍布 o大气污染相对严重 o这对附近树木造成的危害较大 ∀另外 o从整个变化趋势来看 o毛
白杨叶片中具有较高的 ≤∏含量水平 o叶片中 w种重金属含量大小顺序依次为 }≤∏ ≤µ °¥ ≤§∀
312 高速路林带新枝中 Πβ !Χδ !Χυ !Χρ含量随距路距离的变化
毛白杨新枝与叶片 °¥含量有相同的变化趋势 o≤∏!≤µ和 ≤§的含量情况也与叶片存在许多相似之处k图
ul ∀由于 °¥是汽车尾气中的主要污染物之一 o其污染程度与车辆尾气排放量密切相关 ∀因此 o毛白杨新枝
与叶片 °¥含量的变化趋势十分明显 o都随距路距离增加而显著降低 o并分别在距离公路 ws °k机场高速l !ys
°k京石高速l和 {s °k京津塘l处降到一个稳定的低值 o以后含量虽有所降低 o但下降幅度较小 o这一结果也
与阮宏华等kt|||l在火炬松 !杉木 !栎树上的研究结果接近 o却与 Ž¨¯¨ °¨ ±等kt||yl在其他植物材料上的研究
结果相差很大 ∀同时 o由于受道路行驶车辆类型及道路附近厂矿污染的影响 o京石和京津塘高速道路两侧的
毛白杨新枝也在一定程度上受到了 ≤∏的污染 o并随距路距离的增大而不断降低 ∀另外 o毛白杨新枝叶中
≤§!≤µ含量都与距离道路的远近没有明显关系 o这一结果也与 Š∏·²µ°¶¨±kt||vl的研究结果基本一致 ∀比较
图 t和图 u的整个变化情况还可以看出 o毛白杨新枝与叶片中重金属含量的大小次序略有不同 o这种吸收程
度上的差异与不同树木器官富集重金属的能力和不同地区土壤重金属背景值的差异有密切关系 o同时车辆
所带来的重金属污染物也在一定程度上对其产生了十分重要的影响 ∀
313 林带下不同层次土壤中 Πβ !Χδ !Χυ !Χρ含量随距路距离的变化
从图 v可以看出 o不同土层的 °¥含量均随距路距离的增大而呈逐渐降低的趋势 o而 ≤§!≤∏!≤µ的含量则
与距路距离的关系不大 ∀京石 !京津塘和机场高速两侧不同土层的含 °¥量分别在距离公路 ws !ys和 {s °
处降到一个较稳定的值 o这与地上树木器官中含 °¥量的变化趋势完全一致 o这也说明车辆尾气污染是路边
土壤 °¥含量升高的一个主要原因 ∀从整个变化情况来看 o表土层的 °¥含量要略微高于深土层 o这与前人的
v 第 v期 王 成等 }高速路林带对车辆尾气重金属污染的屏障作用
图 u 高速路林带新枝中 °¥!≤§!≤∏!≤µ含量随距离的变化
ƒ¬ªqu ≤²±·¨±·¶²©°¥!≤§!≤∏!≤µ¬± ±¨ º ¥µ¤±¦«¨¶²© Ποπυλυστοµεντοσα √¤µ¬¨§º¬·«·«¨ §¬¶·¤±¦¨ ¤º¤¼©µ²°·«¨ «¬ª«º¤¼
研究结果基本一致k阮宏华等 ot|||l o原因可能在于表土是重金属的首要聚集位置 o因此具有较高的重金属
含量 ∀同时在雨水下渗 !翻地等外力作用下 o表土层中积累的 °¥又逐渐下移 o使得下面土层中的含 °¥量也
有所增加 o因此近路区域内各土层的含 °¥量也都要明显高于距路较远区域内相应土层的 °¥含量水平 ∀而
不同土层中 ≤§!≤∏!≤µ的含量与北京市土壤背景值相差不大 o且与林带宽度没有明显关系 o可见土壤受 ≤§!
≤∏!≤µ的影响较小 ∀另外 o从整个变化趋势来看 o土壤中的重金属含量大小顺序依次为 }°¥ ≤µ ≤∏ ≤§o这
与地上植株枝叶里的重金属含量明显不同 ∀同时 o从图 v与图 t !u的比较还可以看出 o土壤中的含 °¥量是
地上叶片含 °¥量的 y1t ∗ ux1{倍 o是新枝含 °¥量的 ts1w ∗ yw1|倍 ~土壤中 ≤∏!≤µ的含量也要显著高于地上
树木枝叶的水平 ∀
图 v 林带下不同土层中 °¥!≤§!≤∏!≤µ含量随距离的变化
ƒ¬ªqv ≤²±·¨±·¶²©°¥!≤§!≤∏!≤µ¬± §¬©©¨µ¨±·¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ√¤µ¬¨§º¬·«·«¨ §¬¶·¤±¦¨ ¤º¤¼©µ²°·«¨ «¬ª«º¤¼
´}s ∗ us ¦°土层 s ∗ us ¦° ¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ~µ}us ∗ ws ¦°土层 us ∗ ws ¦°¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ~¶ }ws ∗ ys ¦°土层 ws ∗ ys ¦° ¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ∀下同 ∀׫¨ ¶¤°¨ ¥¨ ²¯º q
w 林 业 科 学 wv卷
314 有林地和无林地土壤中 Πβ !Χδ !Χυ !Χρ含量随距离的变化
如图 w所示 o无林地表土层的含 °¥量要显著高于有林地的水平 o并且这种差异随着距路距离的增加而
逐渐减小 ∀在路边 x ∗ uss °范围内 o京津塘高速无林试验地k⁄l表土层 °¥!≤∏含量的变化幅度分别为 }xt1y
∗ tt|1w和 ts1z ∗ ux1{ °ª#®ªpt ∀而有林试验地k…l表土层的 °¥!≤∏含量变化幅度分别为 }ww ∗ x|和 ts1w ∗
tv1v °ª#®ªpt o可见同一道路两侧有林地与无林地表土层的重金属含量相差较大 ∀进一步的分析结果表明 }
路边k距路 x °处l无林地土层的含 °¥量最大可以是有林地相同距离处的 u1su倍 o而相同距离处的含 ≤∏量
之比也高达 t1|v倍 ∀同时 o京津塘高速无林地的含 °¥量及路边kus °内l表土的含 ≤∏量也明显高于其他两
条高速路相同距离处有林地的 °¥!≤∏含量水平 o这一结果也进一步表明林带对重金属具有显著的吸收效果 ∀
另外 o随着距路距离的逐渐增大 o京津塘高速无林地和有林地表土层的含 °¥量差距逐渐减小 o{s °处的重
金属含量差距已缩小到一个很小的范围 o这也进一步说明该道路两侧 {s °的范围是重金属最集中的扩散区
域 ∀这与前人在另外一些不同道路上 wsk阮宏华等 ot|||l !xsk曹立新等 ot||xl !ysk吴永刚等 oussul和 tss °
k刘英对等 ot|||l的研究结果不同 o主要原因可能在于车流量大小和道路宽度的不同对公路周边环境的影响
程度不同 ∀从图中还可以看出 o无林地表土中 ≤µ的变化也有随距路距离增加而逐渐降低的趋势 o但不很明
显 ∀同时其表土层的 ≤µ含量始终低于同一道路的有林地 o这可能与实验地的土壤背景值有关 o该区域原来
是一片鱼塘 ou年前刚刚挖土填平 o形成时间不长 o土壤含 ≤µ量相对较低 ∀另外 o土壤含 ≤§量变化与林带的
宽度关系不大 o说明土壤中 ≤§与公路影响的关系不大 ∀
图 w 有林地和无林地表土层 °¥!≤§!≤∏!≤µ含量随距离的变化
ƒ¬ªqw ≤²±·¨±·¶²©°¥!≤§!≤∏!≤µ¬± ¦²√¨ µ¶²¬¯¬±©²µ¨¶·¯¤±§¤±§±²±2©²µ¨¶·¯¤±§√¤µ¬¨§º¬·«·«¨ §¬¶·¤±¦¨ ¤º¤¼©µ²°·«¨ «¬ª«º¤¼
315 高速公路车流量与道路两侧 Πβ含量变化趋势的关系
高速路边树木器官和林下表土层中的含 °¥量与高速路车流量的大小密切相关 ∀国外有研究
kŠ∏·²µ°¶¨±ot||vl认为 o日均车流 t1u万辆的公路两侧 us °以内所受的污染较重 ∀比较 v个试验区路边第
一排毛白杨k距路 ts °l叶片铅含量的大小 o可以看出 o„ 区k{1z{ °ª#®ªptl  ≤ 区k{1st °ª#®ªptl  …区
kz1s{ °ª#®ªptlk图 xl ∀同时 o从路边前几排树木器官 °¥含量的整体情况来看 o„区高于 ≤ 区 o并且 „区 !≤
区明显高于 …区 o这种变化情况与 v条高速公路目前的日均车流量的大小完全一致 o依次为 }京石高速kts
万辆l 首都机场高速k{万辆l 京津塘高速kx1|万辆l ∀但 „区和 ≤区路边 ys °以外树木器官的含 °¥量
与 …区相应位置树木器官的含量水平相差不大 o甚至低于 …区 o这可能主要与 „区 !≤区路边kws °范围内l
树木植株相对高大 o对 °¥有更好的屏蔽与吸收作用有关 ∀另外 ov个区域的 °¥含量水平都随着距路距离的
增加而逐渐降低 o从距路 ts °范围内表土层的 °¥含量情况还可以进一步看出 o„区和 ≤ 区的 °¥含量要明
x 第 v期 王 成等 }高速路林带对车辆尾气重金属污染的屏障作用
图 x 高速公路车流量与道路两侧 °¥含量的关系
ƒ¬ªqx • ¨¯¤·¬²±¶«¬³¶¥¨·º¨¨ ± °¥¦²±·¨±·¶¤±§·µ¤©©¬¦©¯²º¶²©«¬ª«º¤¼¶
显高于 …区 ∀其中 o„区和 ≤区距路 x °处表土层的 °¥含量分别是 …区的 t1uu与 t1tv倍 o这一结果可能与
„ !≤两区车流量较大有关 o也可能与此两处地表相对裸露 o土壤受铅污染相对严重有关 ∀但 ws °以外 …区
表土层的含 °¥量要明显高于 „ !≤两区 o这主要与该区域内土壤 °¥含量背景值有关 o同时也与此处地上植
被覆盖相对较好有很大关系 o这在一定程度上缓解了土壤受 °¥污染的程度 ∀
w 结论与讨论
411 结论
tl °¥是车辆重金属污染的主要污染源之一 o道路两侧植物器官及不同土层的 °¥含量均随着距路距离
的增大而逐渐降低 ∀ ≤∏的含量虽然也与距路距离有一定关系 o但变化趋势十分不稳定且不够明显 o并受道
路车辆类型的影响较大 ∀而本研究中 ≤§!≤µ的含量与分布主要与土壤背景值有关 o而和交通流量 !林带状况
无明显关系 ∀因此 o确定道路防护林宽度可以重点依据对 °¥污染的防护效果来确定 ∀
ul 从树木器官和土壤样品中重金属含量在高速公路两侧的变化趋势可以看出 o一定宽度的林带对于降
低车辆重金属污染具有显著的作用 o但林带适宜宽度的大小与道路车流量 !所处区域常年风向 !降雨及林带
的树木种类和高度等因子密切相关 ∀本次调查的单一毛白杨林带k高度 ∴ts °l分析结果表明 ows ∗ ys °宽
度对降低 x万 ∗ {万车流量高速公路的重金属污染效果较好 ∀
vl 道路沿线的重金属污染程度与车流量的大小密切相关 ∀从本研究的结果还可以进一步看出 o对于日
均 y万车流量的道路而言 o道路两侧 {s °范围是重金属富集区 ∀
412 讨论
随着我国城市化进程的不断加快 o以高速公路为主的交通网络日渐发达 o其对沿线农业生产造成粉尘 !
铅等重金属污染 o由此产生的食品安全问题不容忽视 ∀同时道路对自然生态系统的硬性切割 o加剧了森林 !
湿地等自然生态系统的破碎化 ∀而高速公路防护林建设在很大程度上可以缓解这些不利影响 o甚至发挥一
定的生态连接 !生物廊道等有利生态功能 ∀因此 o道路沿线的防护林建设已经不仅仅是一个简单的绿化问
题 o而是与人的身心健康 !生命安全紧密相关 o成为威胁周边地区农业食品安全的问题 o成为影响陆地生态系
统整体生态功能的大问题 ∀
tl 关于高速公路沿线防护林带配置策略问题 }高速公路沿线是发生车辆污染危害的主要敏感区域 ∀合
理规划和调整公路沿线的土地利用格局 o可以确保道路生态安全 o有效降低道路污染物对人类健康的不利影
响 ∀据此可以在道路两侧采取富有弹性的土地利用策略k王成等 ousst ~彭镇华等 oussul o按照/养护带 !自然
带 !缓冲带0v种土地利用类型设置防护林带 ∀养护带 }主要指紧靠公路的区域 o此处应充分考虑道路景观和
行车安全的要求 o进行适当绿化 o允许人工修剪 o以免阻挡交通视野 o妨碍行车安全 o宽度以小于 x °为宜 ~自
然带 }主要指养护带外围 us ∗ vs °内的区域 o自然带作为污染物富集 !阻隔的重要地带 o应广泛利用抗污强
树种 o构建以乔木林为主的立体防护林带 o而且这些林带要以乡土树种为主 o适地适树 o并防止砍伐 !割灌等
人为干扰活动 o与养护带一起构成保护道路沿线土地生态安全的屏障 o甚至可以成为鸟类 !小型野生动物栖
息的生境或迁徙的通道和歇脚地 o对维持区域景观安全发挥重要作用 ~缓冲带 }通常指自然带以外的区域 o受
y 林 业 科 学 wv卷
道路污染影响相对较小 o这一地带可以适当进行一些生产活动 o但还只能以生产非食用类农产品或林产品为
主 o比如速生丰产林 o宽度可以依据污染程度来确定 ∀在缓冲利用带以外的安全地区 o才能作为食用类农产
品的安全生产区域 o以便在最大程度上降低污染物对生产食品的污染程度 ∀
ul 关于高速公路绿化带宽度问题 }在高速公路绿化工程建设中 o两侧防护林带的宽度问题由于涉及农
业 !建筑用地而十分敏感 o目前许多地区基本上是硬性规定林带建设 xs ∗ uss °的宽度 o甚至是 xss ∗
t sss °的也有 o生物廊道 !景观效果 !游憩功能等是宽度确定的依据 o往往引起人们的很大争议 o实践中也难
以真正落实 o主要原因为从高速公路绿化本身的功能要求考虑不够 o缺乏确定绿化林带宽度的科学的 !可行
的依据 ∀通常来说 o绿化带对高速公路本身以及周边土地的防护功能应该是林带类型和建设宽度制订的主
要依据 o其中对重金属的防护问题尤为重要 ∀本次调查研究结果表明 o高速公路的污染影响范围受车流量 !
车辆类型等因素的影响 o而高速公路绿化带对重金属的防护效果与绿化带的结构组成类型 !生长状况 !林地
管理方式等影响林带防护功能的因素密切相关 ∀因此 o确定防护林带的宽度除了根据高速公路本身安全要
求以外 o更主要的是要注重防护林本身的质量建设 ∀选择高抗污染和高富集能力的植物 o建设乔 !灌 !草相结
合的复层群落结构 o营建近自然配置和管理绿化林带 o将极大地提高林带的防护功能 o降低林带的宽度 o也有
利于形成良好的高速公路绿化景观 ∀
参 考 文 献
曹立新 o李惕川 o刘 莹 o等 qt||x1 公路边土壤和水稻中铅的分布 !累积及临界含量 q环境科学 otykyl }yy p y{
胡迪琴 qt||z1 广州市近郊农田土壤及作物铅污染水平评价 q生态科学 otyktl }zt p zw
梁景森 o尚 鹤 o李柏忠 qt||{1 北京市房山区绿化树种对 ≤§k镉l的吸收作用 qƒ²µ¨¶·• ¶¨¨¤µ¦«ou }twu p twy
刘英对 o王 峰 qt|||1 珠江三角洲主要城市郊区公路两侧土壤和蔬菜中铅含量初探 q仲恺农业技术学院学报 otukwl }xt p xw
马跃良 o贾桂梅 o王云鹏 o等 qusst1 广州市区植物叶片重金属元素含量及其大气污染评价 q城市环境与城市生态 otwkyl }u{ p vt
彭镇华 o王 成 qussu1 河流沿线土地利用对策的研究 q应用生态学报 otvkwl }w{¯ p w{x
彭镇华 qussu1 论中国森林生态网络体系城镇点的建设 q世界林业研究 otxktl }xv p ys
阮宏华 o姜志林 qt|||1 城郊公路两侧主要森林类型铅含量及分布规律 q应用生态学报 otskvl }vyu p vyw
王 成 o彭镇华 o孟 平 o等 qusst1 河北太行山区河谷土地空间分异规律研究 q生态学报 outk{l }tvu| p tvv{
王 成 o彭镇华 o陶康华 qussw1 中国城市森林的特点及发展思考 q生态学杂志 ouvkvl }{{ p |u
吴永刚 o姜志林 o栾以玲 qussu1 苏南丘陵火炬松林对重金属元素和磷 !硫的吸收与累积 q生态学杂志 outkvl }x p |
徐永荣 o冯宗炜 o王舂夏 o等 qussu1 绿带对公路两侧土壤重金属含量的影响研究 q湖北农业科学 ox }zx p zz
庄树宏 o王克明 qusss1 城市大气重金属k°¥!≤§!≤∏!±l污染及其在植物中的富积 q烟台大学学报 otvktl }vt p vz
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k责任编辑 于静娴l
z 第 v期 王 成等 }高速路林带对车辆尾气重金属污染的屏障作用