（环境科学专业论文）树木附生苔藓重金属元素累积特征及其来源的初步探讨.pdf

p r e l i m i n a r ys t u d yo ns o u r c e sa n da c c u m u l a t i o no fh e a v ym e t a l c o n t e n t so f e p i p h y t i cb r y o p h y t e s a b s t r a c t b r y o p h y t e sa r eu s e da sb i o m o n i t o ri nt h ef i e l do fe n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n gi nm a n y c o u n t r i e sb e c a u s eo fi t sw e l lk n o w na d v a n t a g e so fs e n s i t i v i t yo fe n v i r o n m e n t sc h a n g e s ，w h i c h m u c ha t t e n t i o nh a sb e e np a i dt o b r y o p h y t e s m o n i t o r i n go nh e a v ym e t a l sb yi t sh e a v ym e t a l c o n t e n t si sa ni m p o r t a n tp a r to fb r y o p h y t e s m o n i t 0 6 n gf a c t o r s ，w h i c hc a u s e dt h ef o c u s i n g r e s e a r c h e so nt h es o u r c e so fh e a v ym e t a lc o n t e n t si nb r y o p h y t e si nr e c e n ty e a r s t h ee p i p h y t i c b r y o p h y t e sh a p l o c l a d i u mm i c r o p h y l l u ma n de n t o d o nc o m p r e s s u sw h i c hd i s t r i b u t ee x t e n s i v e l y i nn a n j i n gw e r es t u d i e di nz h o n g s h a nb o t a n i c a lg a r d e n ，z h o n g s h a nt e a - p l a n t a t i o n , q i n g l i a n g h i l lp a r k , l i n g g ut e m p l e ，e a s tb e o i n gr o a da n dz h u j i a n gr d a d ，1 2s i t e si na 1 1 b ym e a s u r e d t h eh e a v ym e t a lc o n t e n t si nt h et w ob r y o p h y t e sa n dt h ee n v i r o n m e n t ，s t u d i e dt h e i ra b i l i t yo f a c c u m u l a t i n go fh e a v ym e t a l sa n dt h ei n f l u e n c eo fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ( t h ed u s ta n dt h e s u b s u m e s ) ，a n dp r e l i m i n a r i l ys t u d i e dt h es o u r c e so fh e a v ym e t a lc o n t e n t so ft h ee p i p h y t i e b r y o p h y t e s t h em a i nc o n c l u s i o n so f t h i ss t u d yc a nb es u m m e du pa sf o l l o w s ： 1 ) t h e a b i l i t i e so f a c c u m u l a t i n gh e a v ym e t a l so f t h et w oe p i p h y t i cb r y o p h y t e sa r es i m i l a r , a n dt h e yc h a n g e dt o g e t h e ra td i f f e r e n ts a m p l es i t e s ，w h i c ha r ea tt h eh i 【班e s tl e v e la tt h es i t e s e a s tb e i j i n gr o a da n dz h u j i a n gr o a d ，n e x ti sl i n g g ut e m p l e ，t h el o w e s ti sa tt h es i t e s z h o n g s h a nb o t a n i c a lg a r d e n , z h o n g s h a nt e a p l a n t a t i o na n dq i n g l i a n gh i l lp a r k 2 ) t h ea m o u n to fa i rs u s p e n d e dp a r t i c l e sc o n t e n t so ft h et w oe p i p h y t i cb r y o p h y t e sa r e m u c hh i g h e rt h a nt h a to f t h el e a v e so ft h et r e sw h i c ht h ee p i p h y t i cb r y o p h y t e sa t t a c h e dt o a n d t h er a t i o ( c o n t e n t so f h e a v ym e t a l si nb r y o p h y t e s c o n t e n t so f h e a v ym e t a l si nt h ec o r r e s p o n d i n g l e a v e s ) i sr e l a t e dt ot h ec o n t e n to ft s po fe v e r ys i t e a l lh e a v ym e t a lc o n t e n t si ne n t o d o n c o m p r e s s u sa n di t sc o r r e s p o n d i n ga i rs u s p e n d e dp a r t i c l e sc o r r e l a t i v e s a th i 曲l e a v e ，n e x ti s h a p l o c l a d i u mm i c r o p h y l l u m ，a n dt h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t so ft h ee p i p h y t i cb r y o p h y t e sa r e m u c hh i 啦e rt h a nt h a to ft h ec o r r e s p o n d i n gl e a v e s t h e nt h er e s u l t so fr e g r e s s i v ea n a l y s i s i n d i c a t e dt h a t , a i rs u s p e n d e dp a r t i c l e si n f l u e n c e st h eh e a v ym e t a lc o n t e n t so ft h ee p i p h y t i c b r y o p h y t e s 3 ) t h ed i f f e r e n c eo fa c c u m u l a t i o na b i l i t yo fh e a v ym e t a l si ss i g n i f i c a n tb e t w e e nl e a v e s a n dt h eb r y o p h y t e s t h eb r y o p h y t e s a c c u m u l a t i o na b i l i t i e sa r em u c hs t r o n g e rt h a nt h a to ft h e l e a v e s ，a n dt h et w ob r y o p h y t e s a c c u m u l a t i o na b i l i t i e sa r es i m i l a r 4 ) t h ee l e m e n t si nb r y o p h y t e sa n dt h e i rc o r r e s p o n d i n gs u b s t r a t eb a r k sc o r r e l a t i v e s b yh e r e s u l t so f r e g r e s s i v ea n a l y s i s t h es u b s t r a t e sb a r k si n f l u e n c et h ec o n t e n t so f e l e m e n t sc r 、c u 、 z nc o n t e n t s i n h a p l o c l a d i u m m i c r o p h y i l u ms i g n i f i c a n t l y ( p 0 1 ) w h i l e t o t h ee l e m e n t s n ia n d p b t h ed i f f e r e n c e sa r en o ts i g n i f i c a n t t oe n t o d o nc o m p r e s s u s , 也es u b s t r a t e sb a r k si n f l u e n c e 3 t h ec o n t e n t so f t h e5e l e m e n t si nh a p t o c l a d i u mm i c r o p h y l l u m s i g n i f i c a n t l y ( p f e m g n a p s k t i z n m n c u n i c r 。李锋“印在对南极菲尔德斯半岛地区苔藓中化学元素的分配、相关性等的 研究分析中得出，苔藓中某些常量元素的丰度主要依赖于其附生土壤与风化壳元素丰度的 高背景值，如f e 、a i 、m n 等。对c a 、m g 、k 、n a 、s 及某些微量元素，苔藓表现出一 定程度的选择性吸收，特别是对m g 、n a 、z n 等元素有较强的选择性。在对南极苔藓中 地球化学元素的营养富集特征的研究中发现n 钔，k 、c a 等生长元素很容易富集到苔藓植 物体内，且这两种元素在苔藓体内极其活跃，苔藓对其主动吸收，这与中纬地区高等植物 对c a 的被动吸收方式截然不同。苔藓可以从附生土壤中富集a i 、m g 、f e 等元素，a l 是 对苔藓的有益元素，苔藓再利用m g 、f e 的能力很弱，南极苔藓富集c u 、m n 的能力较差， 且c u 、m n 很难在苔藓体内进行转移。 4 1 1 两种树木附生苔藓植物体内重金属元素的累积 将不同采样点苔藓样品经过处理后，采用电感耦合等离子体发射光谱i c p - 4 3 0 0 d v ( 美 国p e 公司) 分析法测定苔藓植物体内c r 、c u 、n i 、p b 、z n 元素的含量。细叶小羽藓体 内重金属元素含量见表4 - 1 ，密叶绢藓体内重金属元素含量见表4 2 。 表4 - 1 细叶小羽藓植物体内重金属元素的含量( m g k g ) ! ! 望! ! ：! 坚塑型里! 塑! ! ! ! 堡! 堕竖! ! 翌! ! ! ! 璺望! ! 型型! ! ! 望型! ! 型! 里丛! ! 序号 采样点c rc un ip bz n 表4 2 密叶绢藓植物体内重金属元素的含量( m g k g ) 些! ! ! ：! 望! 型里型塑坐婴堡堕旦丝尘坚丝翌坚墅塑! 婴坐! 序号采样点 c rc un i p bz n 1 6 本次实验选取的重金属元素c r 、c u 、z n 既是环境中常见的污染元素，同时也是苔藓 植物生长发育必需的金属元素，特别是c u 、z n 在正常生长苔藓体内含量比较高，因此细 时小羽藓和密叶绢藓两者金属元素含量可能会受其各自本底值的影响，即两种苔藓体内重 金属元素含量的差异可能会是其金属含量的本底值不同而造成，而不是随生长环境的变化 而产生差异。 为了了解细叶小羽藓和密叶绢藓两者体内5 种重金属元素含量差异的产生是否是由 两者金属含量的本底值造成，以细叶小羽藓和密叶绢藓体内c r 、c u 、n i 、p b 、z n 5 种重 金属元素含量的i c p 测定结果为依据，使用s p s s 统计分析软件对两种苔藓植物体内重金 属元素进行相关性检验( 表4 3 ) 。从检验的结果来看，除z n 元素与p b 元素、c r 元素与 p b 元素在5 的检验水平下相关系数不显著，其余的金属元素之间均存在着相关系数显著 大于0 的相关关系，这表明，金属元素之间的变化具有共向性，即两种苔藓植物体内5 种重金属元素的变化随环境的变化而变化，苔藓植物体内金属元素的本底值差异并不影响 两者体内金属元素的含量差异，因此环境中重金属元素的改变是造成两种苔藓植物体内重 金属元素含量变化的原因。 表4 - 3 两种苔藓体内重金属元素的相关性 t a b l e4 - 3c o r r e l a t i o n so fh e a v ym e t a lc o n t e n t so f t w oe p i p h y t i cb r y o p h y t e s “相关性显著水平0 0 1 ( 2 - t a i l e d ) + 相关性显著水平0 0 5 ( 2 - t a i l e d ) 不同种类的苔藓植物对重金属元素的累积能力不同 3 5 3 。为了进一步了解细叶小羽藓 和密叶绢藓对重金属元素的累积程度有无差别，对两种苔藓植物体内重金属元素的含量进 行两独立样本t 检验( 表4 4 ) 。由分析结果得出，两种苔藓采集的样本的金属元素方差 无显著差异，然后由方差相等时t 检验结果表明，两种苔藓的金属元素平均含量水平没 有显著的差异，说明两种苔藓体内重金属元素的累积程度相似。 萎篓錾蓬 萎薹薹要 垂 n d dc - i “ 竺竺 l 薹|薹 量萋 萎萎主垂 一 可 彳 ! ! 弓弓 | 爱宴99 、o 蟑 a o 譬譬殳皇 而而 。 淄 曼量彗 器 百毯 至童nn”n 也诘 二二 龟q鹎嗨区 五口、d 一一 i n 一一 卜卜 基i量誉善善薹喜 ，7了7nn 瓮 ! 裔 至 瓮 量 瓮 塞 胬 至 瓮 呈 裔 兰 瓮 量 瓮 霎 胬 墨 n“ 一 nn u oz n一寸nn” ”寸卜拂n卜卜 一卜n一一nn 卜一n小o一。 no口寸口n” ”n西寸”卜卜 一卜一一一nn 卜一”西o一 quc2脚蔓。廿暑ko 一璺8芒：3uo口cou摹s6 8c遭ia -2卤 uocm毫。写。笺一葛一一日丫n一嚣i j p 8 i ；o 口qg：跪时芑c曲quc墨磊墨1b paej等8。善ij雾i；口 pag：要。c 8。c甘ij譬趸叮叫 葛ns嚣。u盘三gf 口u暑：雌若c竹8旨ijl聍吾 p39；n2口。u皇lgf 胃；in譬10c们。甚盘每三罢叮山 口pe；器矗器。c皇鲁；口出 og=芍cqc囊磊inb 絮ens8c盘inb n磊q=-。 8 q bllb人 由h詈aj皇l j0窒詈 账勰簿辖_将棼翻暴g镬妞懒恨唾删恻ft基雾靼皴札嚣窿寸t群 4 1 2 不同采样点树木附生苔藓植物体内重金属元素累积程度分析 为了了解不同生长环境对苔藓体内重金属元素累积程度的影响，分别以细叶小羽藓和 密叶绢藓体内c r 、c u 、n i 、p b 、z n 5 种重金属元素含量的i c p 测定结果为依据，对所有 采样区的1 2 个样点进行层次聚类分析3 。 丰幸幸掌牛幸hier rc 丑ic lcluster a 甚 lys is 幸幸车木幸丰 d 龇靠o f 强u s i n ga v e r a g el i n k a g e 倍e 竹e e ng r o w s ) l a b e l c se 中山植物匿 中山陵茶匿 清凉山公园 北京东路 珠江路 炭答寺 r e s c a l e dd i s t a n c ec l u s t l 0c o m b i n e o 051 52