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道路重金属污染是交通环境污染的一个重要方面,一方面影响周边的大气、土壤和植物环境,同时污染物通过大气颗粒物的迁移及食物链的传递直接或间接影响人体的健康,因此已引起公众的高度关注。林木由于具有较强的抗重金属胁迫能力,加之生物量大、生命周期长的优势,在净化大气及土壤重金属污染方面起着很重要的作用。以北京市首都机场高速公路旁毛白杨林带为研究对象,分析行道树对重金属元素Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的吸收作用,以及各重金属元素在毛白杨各器官中的分布特征,并探讨影响毛白杨体内重金属元素分布的因素。研究结果显示:(1)在与道路垂直距离上,叶片中重金属元素浓度的水平分布并不是简单的线性负相关,不同元素的水平分布趋势也不尽相同。其中Zn元素呈先降低后升高的趋势,峰值出现在100m处,谷值出现在50m处。其余6种元素基本呈先升高后降低的趋势,峰值出现在15~50m处,谷值多出现在50m或100m处。(2)不同距离叶片中同一种重金属元素的季节动态变化趋势基本相同,其中Pb、Cd、Mn和Zn元素浓度随生长季节的变化逐渐增加;Cr和Ni元素在春季的浓度值最高;Cu元素浓度在各季节的变化比较平稳。(3)在行道树毛白杨树干木质部的水平方向上,以5年为一个龄级将年轮划分为5个龄组,各龄级年轮中重金属浓度随时间的变化趋势各异,其中Pb、Cd、Cu、Zn总体呈递减趋势,且与年降水量、最低气温、日照时数、雨天日数和大风日数呈正相关趋势。(4)在树干的垂直方向上,从树基到树梢,随树干高度的上升,Cd、Mn和Zn元素的浓度总体呈上升趋势;Cu和Pb元素在树基处的浓度值最高,胸径处浓度急剧降低,之后随高度的增加,元素浓度值波动幅度不大;Ni元素总体为先降低后升高的趋势。从树干各区段中重金属的富集量来看,随树干高度的增加,重金属元素量先增大后降低,其中峰值出现在3.5~7.5m区段内。(5)行道树毛白杨各器官中重金属元素的浓度表现为Zn>Mn>Cu(Cr)>Pb>Ni>Cd的基本规律。(6)同一种重金属元素在不同器官中的浓度不同,Cu、Mn、Ni和Pb均在行道树毛白杨叶片中的浓度最大,Zn在树皮中的浓度最高,Cd在树枝中的浓度最大,Cr则在树根中的浓度最大。(7)各器官中重金属元素的积累量不仅取决于各器官的生物量,也取决于各器官内重金属元素的浓度,Cd、Cr和Ni元素在树干中的积累量最大,Cu、Mn、Pb和Zn元素为在树枝中的积累量最大。(8)从单株毛白杨对重金属的积累量来看,各元素从大到小依次为Zn>Mn>Cr>Cu>Ni>Pb>Cd。(9)落叶中重金属元素的量占落叶前全树总量的百分比依次为Mn>Ni>Pb>Zn>Cu>Cd>Cr。说明行道树毛白杨对Mn元素和Ni元素的净化能力较强,对Cd和Cr元素的净化能力则相对较弱。(10)在所有器官中,由于截干措施,均导致了Mn元素浓度的升高。在树根、树干和树皮中,截干中的Zn和Cu浓度要高于未截干植株。而在树叶和树枝中,则表现为截干植株中的Cu和Zn浓度低于未截干植株。