梵净山自然保护区林地土壤重金属分布与富集特征

2017-11-16 08:36张珍明贺红早
西南农业学报 2017年10期
关键词:梵净山自然保护区海拔

罗 倩,张珍明,向 准,贺红早*

(1.贵州师范学院,贵州 贵阳 550018;2.贵州省生物研究所,贵州 贵阳 550009)

梵净山自然保护区林地土壤重金属分布与富集特征

罗 倩1,张珍明2,向 准2,贺红早2*

(1.贵州师范学院,贵州 贵阳 550018;2.贵州省生物研究所,贵州 贵阳 550009)

【目的】为梵净山珍稀植物保育及保护区旅游开发可持续发展提供基础资料和决策依据。【方法】以梵净山自然保护区林地土壤为研究对象,按剖面、海拔及植被对林地土壤重金属进行调查与评价,并通过富集因子法探讨其富集特征。【结果】Cd和Pb随土壤深度的增加而减小,Cu随土壤深度的增加而增加;Cr随海拔增高先减小后增加再减小,Cd随海拔增高先增加后减小,Pb、Cu、Hg及As随海拔增高先增加后减小再增加;红豆杉、西南卫矛、杜鹃与珙桐4种植被下重金属含量依次为Cr>Pb>Cu>As>Cd>Hg;梵净山冷杉植被下重金属含量依次为Pb>Cr>Cu>As>Cd>Hg。0~20、20~40与40~60 cm的Cu、Cd、Hg和Pb的富集因子(EF)>1;Cd、Pb、Hg在海拔500~1000、1001~1500、1501~2000及>2000 m的EF>1,Cu和As在>2000 m的EF>1,Cr在海拔500~1000 m的EF>1;红豆杉、西南卫矛与珙桐下Cr、Cd、Pb及Hg的EF>1,杜鹃下Cr、Cu、Cd、Pb、Hg及As等的EF>1,梵净山冷杉下Cu、Cd、Pb、Hg及As等的EF>1,即相对富集。梵净山自然保护区林地土壤主要受到Cd的影响,其次是Pb和Hg。

梵净山;土壤;重金属;富集

【研究意义】土壤重金属作物一种有害物质,当土壤重金属积累到一定量会对土壤环境造成显著的影响,总体表现为土壤肥力质量下降、土壤酶活性受到抑制、土壤微生物群落结构发生演替等,造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化[1]。土壤中重金属超标也会对植物的生长产生潜在危害,并最终通过食物链影响人类健康导致慢性病、畸形、癌症等的发生[2]。土壤作为植物生长的物质基础,是植物生长所需营养元素的最主要供给者,土壤环境质量的好坏是植物生长的关键。土壤重金属污染具有隐蔽性,且土壤重金属具有不易降解性、不可逆性和长期性特点,使得土壤中的重金属长期停留和积累在其中而无法彻底清除[3]。因此,评价土壤中的重金属污染程度有非常重要意义。梵净山自然保护区位于云贵高原武陵山脉中段,是世界同纬度保护最完好的原始森林,是一个生物多样性的原始基地,被誉为地球和人类之宝。梵净山作为一个世界上罕见的物种基因库,拥有丰富的野生动植物资源[4]。贵州梵净山是中国五大佛教名山之一,是著名的避暑名山。近年来,受旅游业和人类活动的影响,梵净山自然保护区的生态环境逐渐退化,并威胁着梵净山自然保护区的自然和稳定。土壤重金属作为主要制约环境问题之一,土壤重金属含量超标不仅危害土壤-植物系统,而且通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水,最终进入食物链直接、间接危害人类生命健康[5]。【前人研究进展】目前,对梵净山自然保护区的研究工作主要集中在资源调查[6-7]、生物多样性[8]及元素地球化学过程等方面。【本研究切入点】针对梵净山自然保护区土壤中重金属研究尚未见报道,而重金属对土壤理化性质影响较大尤其是对珍稀植物的生长发育有不同程度的影响。【拟解决的关键问题】为此,笔者等以梵净山自然保护区林地土壤为研究对象,探讨梵净山自然保护区林地土壤重金属含量及其在土壤中分布与富集特征,以期为梵净山自然保护区的保护提供基础资料和决策依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

梵净山自然保护区位于贵州省铜仁市,北纬27°46′55″~28°1′30″、东经108°35′55″~108°48′30″,全区总面积为38 743 hm2。属东亚季风气候,年均温5~17 ℃,年均气温递减率为0.5~0.56 ℃/100 m[9]。水资源丰富,是贵州降雨量较大地区之一,年均降水1100~2600 mm,相对湿度达80 %以上[10]。梵净山海拔较高, 2200 m处年均温为7.3 ℃,最热月均温16.2 ℃,最冷月均温-2.3 ℃。梵净山具有夏凉冬冷,雨量丰富,云雾多,湿度大,霜降频繁,有一定积雪覆盖的气候特征。焚净山分布面积最多的是山地黄壤和暗黄棕壤。由山麓到山顶分布有黄红壤、山地黄壤、山地暗黄棕壤和山地灌丛草甸土,1900~2200 m山地背风山麓还分布有暗色山地矮林土。据统计[11],梵净山自然保护区中,植物种类有277科795属1955种。其中,裸子植物有6科14属19种,占全国种类数的9.5 %;种子植物144科460属1155种,占全国种类的4.6 %;苔藓类50科127属245种,占全国种类的11.1 %;蕨类38科85属183种,占全国种类的7.0 %;大型真菌45科123属372种,占全国真菌的4.7 %。海拔500~1400 m为地带性的常绿阔叶林,海拔1400~1900 m为常绿落叶阔叶混交林带,海拔1900~2100 m为落叶阔叶林带。

1.2 样品采集与制备

2012年9月至2015年10月在梵净山自然保护区进行调查并采集不同剖面、不同海拔及不同植被下土壤样品,采集梵净山自然保护区土壤样品143个,其中不同剖面土壤样品75个,不同海拔高度和不同植被类型采集的土壤样各68个。为保证土壤样品的代表性,采用多点采集的混合样品。用竹削刀取的土壤5个分样组成混合样,充分混合后用四分法反复取舍,保留1 kg左右土壤分别装入不含重金属的布袋,带回在实验室风干,剔除植物残体及大砾石等非土壤物质,同时避免酸、碱等污染。按四分法将风干样充分混合后,研细,过孔径20目尼龙筛。过筛后的样品全部置于无色聚乙烯薄膜上,并充分搅拌混匀,再采用四分法取其2份,1份置于密封袋中保存,另1份用于细磨的样品过100目尼龙筛,将过筛样品也置于密封袋中保存。制备完成后放入干燥器中保存待测。

1.3 土壤重金属测定

所用试剂均为优级纯、二次去离子水,每10个样品加1个空白样,以控制整个流程和试剂及容器的清洁程度,每批样随机设定50 %的平行样本数,平行样品间的相对偏差控制在限定范围内。重金属均采用6点标准曲线外标法定量,各指标标准曲线r值>0.99,测定过程中严格按照国家标准,采用平行样和标准参考物质控制准确度。重金属具体检查方法见表1[12-13]。

1.4 土壤重金属污染评价

参照贵州省土壤重金属背景值(表2),采用地积累指数法[14],评价梵净山自然保护区土壤重金属污染状况,若地积累指数法结果是正值,说明土壤被污染;相反负值说明土壤未被污染。地累积指数[15-16]计算公式为Igeo= log2Cn/ (K×Bn);式中,Cn为实测土壤重金属含量,mg/kg;Bn为当地土壤重金属含量背景值,mg/kg;K为考虑成岩作用可能引起背景值波动而设定的常数,K=1.5。地累积指数的分级与污染程度的划分标准如表3。

表1 土壤重金属的检测方法

表2 中国与贵州的土壤元素背景值

表3 土壤环境的质量等级

1.5 土壤重金属富集特征

本研究中采用Al作为参比元素对土壤重金属富集特征研究,富集因子是定量评价污染程度与污染来源的重要指标[17],其通过将样品中元素的浓度与元素的背景浓度进行对比判别表征环境介质中元素的人为污染状况,为减小环境介质样品采集以及制样等过程中对元素浓度的影响,富集因子的计算引入参比元素进行标准化[18],其公式如下所示:

式中:Cn为待测元素在所测环境的浓度,Cref为参比元素在所测环境的浓度,Bn为待测元素在背景环境的浓度,Bref为参比元素在背景环境的浓度,根据富集因子EF污染等级如表4。

表4 富集因子的污染判断标准

表5 不同剖面梵净山自然保护区林地土壤重金属

1.6 数据处理

采用Excel 2007和SPSS12.0进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 林地土壤重金属分布特征

2.1.1 剖面特征 从表5可见,0~40 cm土壤重金属含量为Cr>Pb>Cu>As>Cd>Hg,40~60 cm土壤重金属含量规律为Cr>Cu>Pb>As>Cd>Hg。梵净山自然保护区林地土壤重金属Cr、Hg及As剖面分布特征为20~40 cm>0~20 cm>40~60 cm,重金属Cu的剖面分布特征为40~60 cm>0~20 cm>20~40 cm,重金属Cd和Pb的剖面分布特征为0~20 cm>20~40 cm>40~60 cm。梵净山自然保护区林地土壤重金属Cd和Pb随土壤深度的增加而减小,重金属Cu随土壤深度的增加而增加。参照土壤元素的背景值,梵净山自然保护区0~20 cm林地土壤中重金属Cd、Pb及Hg超过中国土壤元素背景值与贵州土壤元素背景值。

2.1.2 海拔特征 从表6可知,海拔500~1000 m和1501~2000 m土壤重金属含量特征为Cr>Pb>Cu>As>Cd>Hg,1001~1500 m和>2000 m为Pb>Cr>Cu>As>Cd>Hg。重金属Cr在海拔500~1000 m含量最高,为71.45 mg/kg,随海拔增高表现为先减小后增加再减小的变化趋势;重金属Cd在海拔1501~2000 m含量最高,为1.78 mg/kg,随海拔增高表现为先增加后减小趋势;重金属Cu在海拔1001~1500 m含量最高,为18.11 mg/kg;重金属Pb在海拔1001~1500 m含量最高,为71.30 mg/kg;重金属Hg在海拔1001~1500 m和>2000 m含量最高,均为0.26 mg/kg;重金属As在海拔>2000 m含量最高,为11.36 mg/kg,土壤重金属Pb、Cu、Hg及As随海拔增高表现为先增加后减小再增加的趋势。参照中国土壤元素背景值,海拔500~1000 m和1501~2000 m的重金属Cr、Cd、Pb及Hg超过背景值,海拔1001~1500 m和>2000 m的重金属Cd、Pb与Hg超过背景值,海拔>2000 m的重金属As超过背景值。参照贵州土壤元素背景值,重金属Cd、Pb及As在海拔500~1000 m、1001~1500 m、1501~2000 m和>2000 m均超过背景值。

2.1.3 植被特征 如表7所示,红豆杉、西南卫矛、杜鹃与珙桐等4种植被林地土壤中以重金属Cr含量最高,其余依次为为Cr>Pb>Cu>As>Cd>Hg;梵净山冷杉植被林地土壤中重金属Pb含量最高,为Pb>Cr> Cu>As>Cd>Hg。重金属Cr在珙桐中含量最高,含量依次为珙桐>杜鹃>红豆杉>西南卫矛>梵净山冷杉;重金属Cu和Hg含量在杜鹃中最高,重金属Cu含量依次为杜鹃>梵净山冷杉>红豆杉>珙桐>西南卫矛,重金属Hg含量依次为杜鹃>梵净山冷杉>珙桐>西南卫矛>红豆杉;重金属Cd、Pb与As在梵净山冷杉林地土壤中含量均最大,Cd含量依次为梵净山冷杉>珙桐>红豆杉>杜鹃>西南卫矛,Pb含量依次为梵净山冷杉>杜鹃>红豆杉>西南卫矛>珙桐,As含量为梵净山冷杉>杜鹃>珙桐>红豆杉>西南卫矛。

参照中国土壤元素背景值,红豆杉下重金属Cr、Cd、Pb及Hg超过背景值,西南卫矛下重金属Cd、Pb及Hg超过背景值,杜鹃下重金属Cr、Cu、Cd、Pb、Hg及As超过背景值,珙桐下重金属Cr、Cd、Pb及 Hg超过背景值,梵净山冷杉在林地土壤中重金属Cd、Pb、Hg及As超过背景值。参照贵州土壤元素背景值,红豆杉在林地土壤中重金属Cd与Pb超过背景值,西南卫矛和珙桐在林地土壤中重金属Cd与Hg超过背景值,杜鹃和梵净山冷杉在林地土壤中重金属Cd、Pb及Hg超过背景值。

表6 不同海拔梵净山自然保护区林地土壤重金属调查

表7 不同植被梵净山自然保护区土壤重金属

2.2 林地土壤重金属污染评价

从图1中可见,除了0~20 cm与20~40 cm的重金属Cd和Hg、40~60 cm的重金属Cd的地积累指数为正值,其余都是负值,表明不同剖面土壤受到重金属Cd和Hg的污染,未受到Cr、Cu、As和Pb的污染,重金属Cd和Hg的污染为轻-中度污染。重金属Cd在4个海拔高度下其地积累指数为正值,重金属Pb和Hg在海拔1001~1500 m和>2000 m的地积累指数为正值,其余都是负值,表明在4个海拔高度下均受Cd污染且为轻-中度污染,在海拔1001~1500 m和>2000 m的土壤受到,Pb和Hg的污染,且为轻-中度污染。不同植被下土壤重金属受到的污染程度不同,重金属Cd在5种植被下均受到污染,重金属Pb只在梵净山冷杉林地土壤中有污染,杜鹃和梵净山冷杉林地土壤中土壤受到重金属Hg的污染,且杜鹃林地土壤中土壤重金属Hg的污染等级为中度。

2.3 林地土壤重金属富集特征

2.3.1 不同剖面 20~40 cm土壤重金属Hg富集因子最大(表8),为3.67,0~20 cm、20~40 cm与40~60 cm土壤重金属Cu和Pb的富集因子为1~2,土壤重金属Cd和Hg在0~20 cm、20~40 cm与40~60 cm的富集因子为2~3,梵净山自然保护区林地土壤中重金属Cu、Cd、Pb及Hg等4种元素相对富集。重金属Cr、Cd和Pb的富集因子随着土壤剖面土层深度的增大,富集因子减小;重金属Cu、Hg和As随土壤剖面土层深度的增加,变化趋势规律性不明显。根据富集因子污染程度的分级标准,重金属Cd和Hg在0~20 cm、20~40 cm及40~60 cm剖面中均属于中度污染。其余剖面的重金属,其污染等级属于无污染或无污染-弱污染。

2.3.2 不同海拔 不同海拔下重金属富集因子随海拔的增高其变化趋势无明显规律(表8)。重金属Pb的富集因子在海拔1001~1500 m最高,重金属Cr和Cd的富集因子在海拔1501~2000 m最高,重金属Cu、Hg与As的富集因子在海拔>2000 m最高。除海拔500~1000 m的Cu和As,海拔1001~1500 m的Cr、Cu与As,海拔1501~2000 m的Cu和As的富集因子<1外,其余海拔中重金属均>1,表明这些重金属元素相对富集。参照富集因子污染程度的分级标准,重金属Cd在1501~2000 m海拔中均属于显著污染,在海拔500~1000 m、1001~1500 m及>2000 m中均属于中度污染;重金属Pb在海拔1001~1500 m、1501~2000 m及>2000 m中均属于中度污染;重金属Hg在海拔500~1000 m、1001~1500 m、1501~2000 m及>2000 m中均属于中度污染;其余海拔的重金属,其污染等级属于无污染或无污染-弱污染。

项目Projects富集因子(g/kg)EFAlCrCuCdPbHgAs剖面Profile0~20cm19.200.811.083.371.762.940.7820~40cm21.280.741.172.741.573.670.8440~60cm19.510.681.602.551.142.040.55海拔Elevation500~1000m22.311.110.543.001.692.420.491001~1500m20.700.670.913.153.253.820.801501~2000m15.831.530.535.362.213.310.65>2000m15.841.011.134.063.234.921.19植被类型Vegetationtype红豆杉20.421.130.592.971.801.230.62西南卫矛14.861.170.663.672.202.380.79杜鹃18.121.281.543.272.184.241.12珙桐23.131.190.472.631.221.890.56梵净山冷杉13.140.481.276.775.246.191.88贵州土壤元素背景值BackgroundvalueofsoilelementinGuizhouprovince33.17

2.3.3 不同植被 根据不同植被下重金属的富集特征(表8),红豆杉、西南卫矛与珙桐林地土壤重金属Cr、Cd、Pb及Hg的富集因子>1,杜鹃植被林地土壤重金属Cr、Cu、Cd、Pb、Hg及As等6种元素富集因子>1,梵净山冷杉林地土壤重金属Cu、Cd、Pb、Hg及As等5种元素富集因子>1,即这些元素在土壤中相对富集。梵净山自然保护区5种植被林地土壤重金属富集因子差异较大,梵净山冷杉重金属Cd的富集因子最大为6.77。红豆杉、西南卫矛、杜鹃与珙桐林地土壤重金属Cd富集因子为2~5,西南卫矛、杜鹃与梵净山冷杉林地土壤重金属Pb富集因子为2~5,西南卫矛与杜鹃林地土壤重金属Hg富集因子为2~5,表明这些元素在土壤中的污染程度属于中度污染。梵净山冷杉土壤中重金属Cd、Pb和Hg的富集因子>5,其污染等级为显著污染。

3 讨 论

土壤重金属作为构成地壳的物质之一,不断地被暴露于土壤表层,并在自然环境中迁移运动,使土壤重金属含量过高,并造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化。梵净山自然保护区作为一个世界上罕见的物种基因库,为控制土壤重金属对自然保护区野生动植物资源的危害,分析保护区土壤重金属来源是控制土壤重金属危害的关键。土壤重金属来源复杂,可来源于成土母质的残留,也可来自于化肥农药的施用、工业及交通直接或间接的大气沉降等人为污染。土壤重金属剖面分布特征对研究土壤中重金属元素的分布特点、赋存状况及迁移富集规律具有重要的意义[19]。土壤剖面重金属垂直分布差异也可用于分析重金属可能的起源,在重金属人为污染起源情况下,重金属主要积累在土表,而成土母质残留的重金属常随土壤剖面深度而增加[20]。梵净山自然保护区林地土壤重金属Cu主要来源于成土母质的残留,排除梵净山自然保护区周围的工业污染,梵净山自然保护区林地土壤重金属Cr、Cd、Pb、Hg和As主要来源于大气沉降的人为污染。大气中As、Cd、Cr和Pb 的主要来源是化石燃料燃烧、金属冶炼以及交通废气排放等,其中煤炭等化石燃料的燃烧是其共同的污染来源[21]。

土壤重金属与土壤内因和人类活动有关,使得土壤重金属含量不同,受污染程度也有一定的差异,其中人类活动主要影响土壤中的重金属的数量和种类[22]。梵净山自然保护区土壤剖面对重金属Cr、As、Cd及Hg的变化规律无影响,但重金属Cu和Pb在不同剖面上表现出不同的规律。按元素在土壤剖面中的分布类型[23],重金属Cd和Pb属于表层富集型,重金属Cu属于底层富集型,重金属Cr、Hg及As属于某一层富集型,而且均富集在20~40 cm的土层。梵净山自然保护区海拔对林地土壤重金属Cu、As、Cd及Hg影响不大,但重金属Pb和Cr在不同海拔上差异较大,海拔500~1000 m和海拔1501~2000 m下重金属含量Cr>Pb,海拔1001~1500 m和>2000 m下重金属含量Pb>Cr。不同植被类型林地和不同海拔土壤重金属有相似的趋势,红豆杉、西南卫矛、杜鹃与珙桐、梵净山冷杉等5种植被林地土壤重金属含量Cu>As>Cd>Hg,红豆杉、西南卫矛、杜鹃与珙桐等4种林地土壤重金属含量Cr>Pb,梵净山冷杉植被林地土壤重金属含量Pb>Cr。综合来看,梵净山林地土壤重金属Cu、Pb及Cr等3种重金属的分布受剖面、海拔及植被类型影响较大,今后研究中应注意Cu、Pb及Cr分布的成因。

本研究对梵净山自然保护区土壤重金属的评价采用地积累指数法和富集因子法2种方法,2种评价方法下梵净山自然保护区土壤受到重金属的污染程度不同。地积累指数法下剖面土壤受到重金属的污染等级为轻-中度污染,而富集因子法为中度污染,且40~60 cm剖面Hg在地积累指数中未受到污染,而用富集因子法评价时为中度污染。不同海拔下土壤重金属评价与不同剖面土壤评价结果相似,富集因子法评价海拔1501~2000 m土壤Cd为显著污染等级,富集因子法评价海拔1501~2000 m土壤的受到Pb污染,而地积累指数法显示海拔1501~2000 m土壤的未受到Pb污染。梵净山自然保护区5种植被下土壤采用地积累指数法评价分析杜鹃土壤受到重金属Hg污染较严重,而富集因子显示梵净山冷杉下土壤重金属Cd、Pb和Hg污染较严重,富集因子评价时西南卫矛林地土壤的Pb及Hg和杜鹃林地土壤的Pb受到污染。富集因子法能够反映人为活动对重金属的污染状况,地积累指数法更注重自然成土过程中重金属的累积情况,从梵净山自然保护区重金属的评价结果发现,梵净山自然保护区的土壤重金属受到成土母质影响的同时,人为活动加剧了土壤重金属的迁移,导致土壤受到重金属的污染的种类和程度加深。

4 结 论

(1)梵净山自然保护区林地重金属Cd和Pb随土壤深度的增加而减小,重金属Cu随土壤深度的增加而增加,重金属Cr随海拔增高先减小后增加再减小,重金属Cd随海拔增高先增加后减小,重金属Pb、Cu、Hg及As随海拔增高先增加后减小再增加,4个海拔高度下土壤均受到Cd的轻-中度污染。

(2)红豆杉、西南卫矛、杜鹃与珙桐等4种植被下以重金属Cr含量最大,梵净山冷杉植被林地土壤重金属Pb含量最大。5种植被林地土壤土壤均受到Cd的污染,重金属Pb只在梵净山冷杉林地土壤中有污染,杜鹃和梵净山冷杉林地土壤受到重金属Hg的污染,且杜鹃林地土壤土壤重金属Hg的污染等级为中度。

(3)梵净山自然保护区土壤中重金属Cu、Cd、Pb及Hg等4种元素相对富集。红豆杉、西南卫矛与珙桐林地土壤重金属Cr、Cd、Pb及Hg的富集因子>1,杜鹃林地土壤重金属Cr、Cu、Cd、Pb、Hg及As等6种元素富集因子>1,梵净山冷杉林地土壤重金属Cu、Cd、Pb、 Hg及As等5种元素富集因子>1,即相对富集。

[1]陈怀满.环境土壤学[M].北京:科学出版社,2005.

[2]James R L, Gene E L, John W F, et al. Cadmium toxicity amongwildlife in the Colorado Rocky Mountaion[J]. Nature,2000,406(13):181-183.

[3]范拴喜,甘卓亭,李美娟,等.土壤重金属污染评价方法进展[J].中国农学通报,2010,26(17):310-315.

[4]张珍明,石 磊,张玉武,等.梵净山固氮优势维管植物垂直分布及土壤性状特征[J].西南农业学报,2015,28(6):2624-2630.

[5]Rai P K. Heavy metal pollution in lentil ecosystem of sub-tropical industrial region and its phytoremediation[J]. International Journal of Phytoremediation, 2010,12(3): 226-242.

[6]吴明开,沈志君,刘 海,等.梵净山自然保护区珙桐天然种群生命表与生存分析[J].生态学杂志,2012,31(6):1419-1424.

[7]李晓笑,王清春,崔国发,等.濒危植物梵净山冷杉野生种群结构及动态特征[J].西北植物学报,2011,31(7):1479-1486.

[8]王 艳,姚松林,祁 翔,等.梵净山自然保护区南方红豆杉资源分布现状调查[J].西南农业学报,2009,22(4):1073-1076.

[9]王 铮,王 莹,李 山,等.贵州省旅游业区位重构研究[J].地理研究,2003(3):313-323.

[10]王瑞永,刘莎莎,王成章,等.不同海拔高度高寒草地土壤理化指标分析[J].草地学报,2009,17(5):621-628.

[11]黄威廉,屠玉麟,杨 龙.贵州梵净山科学考察集[M].北京:中国环境科学出版社,1982.

[12]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2000:205-226.

[13]刘凤枝.农业环境监测实用手册[M].北京:中国标准出版社,2001:590-598.

[14]张丹龙,方凤满,朱 哲,等.淮南城区小学校园石楠叶面尘重金属污染特征及健康风险评价[J].水土保持学报,2016,30(2):328-333.

[15]赵庆令,李清彩,谢江坤,等.应用富集系数法和地累积指数法研究济宁南部区域土壤重金属污染特征及生态风险评价[J].岩矿测试,2015,34(1):129-137.

[16]张 琪,刘媛媛,陈 敏,等,应用地积累指数法评价南通市内河沉积物中重金属污染[J].干旱环境监测,2012,26(1):28-31.

[17]张秀芝,鲍征宇,唐俊红.富集因子在环境地球化学重金属污染评价中的应用[J].地质科技情报,2006,25(1):65-72.

[18]于瑞莲,胡恭任,林燕萍,等.泉州城市表层土壤中金属元素来源分析[J].矿物学报,2012,32(1):156-164.

[19]周国华,马生明,喻劲松,等.土壤剖面元素分布及其地质、环境意义[J].地质与勘探,2002(6):70-75.

[20]章明奎,王 浩,张慧敏.浙东海积平原农田土壤重金属来源辨识[J].环境科学学报,2008,28(10):1946-1954.

[21]邹天森,康文婷,张金良,等.我国主要城市大气重金属的污染水平及分布特征[J].环境科学研究,2015,28(7):1053-1061.

[22]韩春梅,王林山,巩宗强,等.土壤中重金属形态分析及其环境学意义[J].生态学杂志,2005,24(12):1499-1502.

[23]杜俊平,廖超英,田联会,等. 太白山自然保护区土壤重金属含量及其分布特征研究[J]. 西北林学院学报,2007,22(3):84-87.

DistributionandEnrichmentCharacteristicsofHeavyMetalsinSoilofWoodlandinFanjingMountainNatureReserve

LUO Qian1, ZHANG Zhen-ming2, XIANG Zhun2, HE Hong-zao2*

(1.Guizhou Normal College, Guizhou Guiyang 550018, China; 2.Guizhou Biological Institute, Guizhou Guiyang 550009, China)

【Objective】The aim of this paper is to provide the basic information and decision basis for rare plant conservation and tourism sustainable development in Fanjing Mountain Nature Reserve.【Method】The heavy metals in woodland soil with different profile, elevation and vegetation type in Fanjing Mountain Nature Reserve are investigated and evaluated and the enrichment characteristics is discussed by enrichment factor method.【Result】Cd and Pb content in soil decreases with increase of soil depth but Cu content in soil increases with increase of soil depth. Cr content in soil presents a decrease-increase-decrease trend with increase of elevation. Cd content in soil presents a first increase and then decrease trend with increase of elevation. Pb, Cu, H and As content in soil presents an increase-decrease-increase trend with increase of elevation. The content of heavy metals in soil withTaxuschinensis,Euonynushamiltonianus,RhododendronandDavidiainvolucratavegetation is Cr > Pb > Cu > As > Cd > Hg. The content of heavy metals in soil withAbiesfanjingshanensis vegetation is Pb > Cr> Cu> As> Cd> Hg. The enrichment factor of Cu, Cd, Hg and Pb in soil with 0-20, 20-40 and 40-60 cm depth is > 1. The enrichment factor of Cd, Pb and Hg in soil with an elevation of 500-1000, 1001-1500, 1501-2000 and >2000 m is > 1. The enrichment factor of Cu and As with an elevation of >2000m is > 1. The enrichment factor of Cr with an elevation of 500-1000 m is > 1. The enrichment factor of Cr, Cd, Pb and Hg in soil withT.chinensis,E.hamiltonianusandD.involucratavegetation is > 1. The enrichment factor of Cr,Cu, Cd, Hg and As in soil withRhododendronvegetation is > 1. The enrichment factor of Cu, Cd, Hg and As in soil withA.fanjingshanensisvegetation is > 1. The soil of woodland in Fanjing Mountain Nature Reserve is mainly affected by Cd, Pb and Hg.

Fanjing Mountain Nature Reserve; Soil; Heavy metal; Enrichment

1001-4829(2017)10-2352-08

10.16213/j.cnki.scjas.2017.10.032

2017-05-12

贵州科学院院基金(黔科院J字地合[2013]008); 贵州省省院合作项目(黔科合院地合[2013]7002);贵州省社发攻关项目(黔科合SY[2013]3152号);贵州省科技厅社发攻关资助项目(黔科合SY字[2013]3157)

罗 倩(1979-),女,贵州清镇人,副教授,博士,从事生态学研究,E-mail:zhang6653579@163.com,*为通讯作者:贺红早(1981-),男,研究员,博士,从事土壤学与环境科学研究,E-mail:41770779@sina.com。

X508

A

(责任编辑 刘忠丽)

猜你喜欢
梵净山自然保护区海拔
高海拔的甘南
自然保护区生态旅游管理与可持续发展分析
南美三大高海拔球场
梵净山
创建梵净山学派 培育梵净山学
我与梵净山茶
看雪——铜仁梵净山
三个国家级自然保护区总体规划获批
自然保护区可持续发展与融资渠道探索
高海拔地区电子设备散热分析