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城市森林绿地系统的生态环境功能研究

作　者: 方颖
导　师: 张金池
学　校: 南京林业大学
专　业: 生态学
关键词: 城市森林绿地滞尘二氧化硫重金属吸附-解吸
分类号: S731
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文从南京市城市森林绿地的重要功能——生态环境的改善与恢复能力出发，研究了城市森林绿地的滞尘能力，吸收SO₂能力和城市森林绿地枯落物的现存量和滞纳重金属污染的能力。通过对南京市不同功能区（工业区、城市区、旅游区、开发区）土壤Zn、Cr、Cu、Pb进行了调查，研究分析了南京市重金属污染状况，研究了不同林份土壤对重金属的吸附特性及影响因素。采用野外污灌等方法，通过收集不同土层深度中渗出的水样，研究Cd、Cr、Cu和Pb四种重金属在城市森林土壤中的运移规律。研究结果表明：（1）不同种类的树木滞尘量之间有较大的差异。同一采样地点大部分绿化树种滞尘能力的季节动态规律为：春季高，夏季降低，秋季增高，冬季达到一年的最大值。运用叶片的滞尘量可以表征树木所在环境的大气质量，树木叶片均呈现随时间的增加，叶片滞尘量总体增加的趋势。不同树种的吸收SO₂的能力具有明显差异。常绿乔木叶片在一年当中冬季时的叶片含硫量最高。灌木树种的叶片含硫量的最小值都出现在春季。各个采样地点之间大气SO₂污染差距不大。（2）研究地区土壤重金属污染较为严重，其中以工业区最为严重。不同的重金属，其全量和有效态含量在不同土壤层次中分布没有很一致的规律性，城市区土壤重金属对来自同一污染源的概率较大，其他三类土壤中重金属污染来源可能不止一个。重金属全态和有效态含量有一定的相关性。重金属含量与土壤理化性质相关。（3）林地、农田、草地三种土壤对Cu、Cd的静态吸附均随平衡液中Cu²⁺、Cd²⁺浓度的增加而增大，均可用Langmuir方程和Freunlich方程来描述，三种土壤对Cu²⁺、Cd²⁺的解吸量随其吸附量的增加而增加，两者之间呈线形正相关。Cu²⁺和Cd²⁺在土壤上的吸附特征有显著区别，同一pH值，同一土壤下，Cu²⁺的吸附量均总比Cd²⁺的吸附量大，Cu²⁺的吸附率也都比Cd²⁺的吸附率高。各土壤对Cu²⁺、Cd²⁺的吸附能力与土壤溶液的pH值有密切关系，随pH值上升土壤对Cu²⁺、Cd²⁺的吸附量不断增加。柠檬酸和草酸对不同土壤吸附Cu²⁺、Cd²⁺的影响规律不一致。（4）各采样地点枯落物中重金属的平均含量大于其对应的南京市土壤背景值，已分解层（Y层）重金属含量＞未分解层（L层）重金属含量。枯落物中重金属含量的地带分布呈哑铃状，即市区和远郊较高，近郊相对低。枯落物中的五种重金属含量大小关系排序基本上是：锌＞铬＞铅＞铜＞镉。（5）森林土壤对含有重金属的污水具有较强的滤污能力，但同时也存在一定的环境容量。不同深度的土壤，对Cr、Cu、Pb等元素的吸附能力差异大，土壤吸附力大小顺序为：表层＞中层＞底层，对Cd而言，则是中层＞表层＞底层；同一土壤剖面中，溶液重金属浓度下降趋势几近一致，但随土层深度的增加并非连续下降，而表现为一定范围内的波状起伏。溶液经过土壤过滤后，不但其中的重金属总浓度发生了变化，而且其成分多少也发生了巨大变化，并趋于一定比例。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
前言  8-10
第一章国内外研究现状  10-16
  1.1 城市森林对大气净化功能  10-11
  1.2 森林凋落物层对重金属的吸附效应  11
  1.3 重金属污染来源与分布  11-12
  1.4 土壤重金属背景值研究  12-13
  1.5 重金属在森林土壤中的迁移、转化规律  13-14
  1.6 森林土壤中重金属的环境容量  14
  1.7 森林土壤中重金属形态及其影响因素  14-15
  1.8 森林土壤固定重金属的效益  15-16
第二章试验研究方法  16-24
  2.1 城市森林对大气固体悬浮物和重金属的净化功能研究  16-18
    2.1.1 试验方案设计  16
    2.1.2 测定方法  16-18
  2.2 城市森林土壤对重金属污染物的吸附特征  18-21
    2.2.1 样品采集与处理  18-19
    2.2.2 重金属元素的选择  19
    2.2.3 吸附实验  19-20
    2.2.4 样品分析  20
    2.2.5 数据处理  20-21
  2.3 重金属在城市森林土壤中的运移规律研究  21-24
    2.3.1 标准地调查与土壤剖面设置  21
    2.3.2 重金属种类选择  21
    2.3.3 背景值调查  21-22
    2.3.4 土壤剖面背景特征  22-24
第三章城市森林对大气固体悬浮物的净化功能  24-40
  3.1 主要绿化树种滞尘规律研究  24-33
    3.1.1 主要绿化树种滞尘能力比较  24-27
    3.1.2 同一地点不同树种滞尘能力季节变化  27-29
    3.1.3 不同地点树木滞尘能力季节变化  29-31
    3.1.4 主要绿化树种累积滞尘能力分析  31-33
  3.2 主要绿化树种的SO2吸收能力  33-40
    3.2.1 主要绿化树种叶片含硫量  33-34
    3.2.2 主要绿化树种吸收SO2的季节变化  34-36
    3.2.3 不同地点相同树种吸收SO2能力  36-37
    3.2.4 主要绿化树种吸收SO2能力综合评定  37-40
第四章城市森林土壤重金属污染状况  40-52
  4.1 森林土壤的基本理化性质  40-41
  4.2 土壤重金属的含量与分布  41-52
    4.2.1 土壤重金属全量及其分布  41-45
    4.2.2 土壤重金属有效量及其分布  45-49
    4.2.3 土壤重金属含量的相关分析  49-52
第五章土壤对重金属的吸附特征  52-62
  5.1 土壤锡的吸附-解吸特征  52-54
  5.2 土壤铜的吸附状况及特征  54-56
  5.3 土壤对Cu2+与Cd2+吸附特征的比较  56-59
  5.4 影响土壤重金属吸附的因素  59-62
    5.4.1 pH值对土壤重金属吸附的影响  59-60
    5.4.2 有机酸对土壤重金属吸附的影响  60-62
第六章森林凋落物对重金属元素的吸收净化功能  62-69
  6.1 主要城市森林枯落物现存量  62-63
  6.2 城市森林枯落物中重金属含量和储量  63-69
    6.2.1 凋落物中重金属的含量  64-65
    6.2.2 L层和Y层中重金属含量  65-66
    6.2.3 不同森林枯落物层重金属截留量  66-69
第七章重金属在城市森林土壤中的运移规律  69-75
  7.1 溶液中重金属浓度沿土壤剖面垂直方向上变化特征  69-72
  7.2 溶液中各种重金属浓度下降幅度  72-75
结论  75-78
参考文献  78-84
详细摘要  84-89

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