邊坡噴播綠化植物對重金屬富集能力的研究綜述

李春林，許劍平，臧小龍，祁傳磊

（青島冠中生態股份有限公司，山東 青島 266102）

邊坡噴播綠化植物對重金屬富集能力的研究綜述

李春林，許劍平，臧小龍，祁傳磊

（青島冠中生態股份有限公司，山東 青島 266102）

近年來，我國經濟高速發展，對資源的需求越來越大，采礦活動日益頻繁，造成大量邊坡裸露，帶來重金屬污染問題。在礦山邊坡進行植被恢復時，選擇的綠化植物既要構建穩定的植被系統，還要耐受重金屬的侵蝕，能夠有效地治理礦山邊坡及其周邊區域的重金屬污染。本文對這些植物富集重金屬的研究進行綜述，以期為礦山區域進行植被恢復和生態修復提供基礎信息。

噴播綠化；植被恢復；生態修復；富集；重金屬

隨著工業化的不斷推進，采礦活動日益增多，導致大量裸露邊坡出現，在破壞原坡面植被系統的同時，還帶來其他生態環境問題，甚至會造成滑坡等地質災害。對裸露邊坡進行植被恢復，是礦山區域生態環境恢復與重建的基本工作[1-2]。

邊坡噴播綠化技術是將草種、肥料、粘合劑、保水劑和土壤改良劑等通過攪拌機均勻混合，而后通過噴播機將混合物噴射到所需綠化區域的一種綠化新技術，現已廣泛應用于山體邊坡、高速公路、鐵路、城市水土保持等斜坡綠化防護工程中[3]。作為邊坡快速綠化的方法，工藝中植物種類的選擇至關重要，應盡量種植一些具有一定固氮能力的豆科植物[4]。

植物修復是指將某些特定的植物種在重金屬污染的土壤上，其對土壤中的有毒重金屬元素有特殊的吸收和吸附能力，可以將重金屬移出土體，達到重金屬污染治理與生態修復的目的[5]。選擇重金屬富集植物來恢復金屬礦山植被，既可以構建穩定的植被系統，還可以對礦山區域的污染進行治理。

本研究的目的是總結可以富集重金屬的邊坡綠化植物，為金屬礦山植被恢復和生態修復提供基礎信息。

1 可富集Zn的噴播綠化植物

王超以刺槐、構樹和木槿為試驗材料，研究了3種植物對氯化鋅的耐性和對鋅的富集能力[6]。實驗結果表明，刺槐、構樹和木槿對氯化鋅有較強耐性和富集能力，可作為土壤Zn2+濃度在2 000 mg/kg以下時的綠化植物，三種植物對Zn的富集量分別達到494.38 mg/kg、380 mg/kg和418 mg/kg。施翔等人通過研究發現，紫穗槐對鉛鋅礦中Zn的轉移能力和富集能力較強，可利用紫穗槐在尾礦區造林和修復生態[7]；此外，他們對3年生15種植物重金屬積累和養分吸收特性的研究表明，旱柳、鹽膚木、紫花苜蓿對Zn的富集系數在0.37～0.43，對Zn的轉移系數值均大于1[8]。

2 可富集Pb的噴播綠化植物

葉春和研究了紫花苜蓿對鉛污染土壤修復能力，以10 mmol/L Pb（NO3）2處理紫花苜蓿幼苗 10 d，分析了Pb在紫花苜蓿幼苗根、莖、葉中的積累情況，紫花苜蓿根、莖和葉中Pb的含量分別達到了12 134.21 mg/kg、541.08 mg/kg和 342.17 mg/kg， 加 上紫花苜蓿具有較大的生物量，可作為土壤鉛污染修復植物[9]。董方平研究了銻礦區大葉女貞重金屬富集特性，發現大葉女貞對Pb的富集系數為10.62，具有較大的轉移系數[10]。吳雙桃分析測定了株洲市某鉛鋅冶煉廠生產區幾種植物中的重金屬富集量，發現土荊芥是一種鉛超富集植物，其體內Pb質量分數高達3 888 mg/kg，遠遠高于土壤中497 mg/kg的Pb含量[11]。

3 可富集Cd的噴播綠化植物

常晨研究了高羊茅對重金屬污染土壤的修復能力，結果表明高羊茅地上部分和地下部分分別可以富集高達8.42 mg/kg和8.58 mg/kg的Cd[12]。牛之欣利用水培方法以不同濃度Cd處理紫花苜蓿幼苗，當Cd濃度為20 mg/L時，紫花苜蓿的根部吸收量最高，達到158 mg/kg，地上部Cd含量為71 mg/kg[13]。康薇對湖北銅綠山古銅礦遺址區的木本植物種類組成及生長概況進行調查，測定了刺槐地上部、地下部及其根際土壤中重金屬含量，結果表明刺槐地上部分對Cd的富集系數為1.36，女貞地下部分對Cd的富集系數為2.16，這兩種植物同時對土壤中的Cu、Cd和Pb污染等具有較強的耐受性[14]。

4 可富集Cr、Cu和Mn的噴播綠化植物

鄭施雯研究了狗牙根對Cr污染土壤的修復效果，狗牙根地上部分的Cr含量大約為774.05 mg/kg，根部大約為2 334.56 mg/kg，其富集系數分別達到0.33和0.98，這也證明狗牙根可以有效去除污染土壤中的Cr[15]。

董方平[10]等研究了銻礦區大葉女貞重金屬富集特性，發現大葉女貞對Cu的富集系數為3.12，并具有較大的轉移系數。

李有志的研究表明，狗牙根對Mn的轉移系數和富集系數分別為3.01和4.81，鹽膚木對Mn的轉移系數和富集系數分別為0.83和3.39，這兩種植物可以用于Mn污染土壤的修復[16]。

5 結語

邊坡噴播綠化植物鹽膚木、紫穗槐、刺槐、紫花苜蓿、狗牙根和高羊茅等對重金屬有富集能力，用于礦山邊坡綠化，可以快速構建植被系統，形成的植被還能夠很好地治理邊坡和周邊區域的重金屬污染。不同的植物耐受和富集的重金屬種類不同，有的只能富集一種重金屬，有的可以富集多種，在實際的生態治理工程中，需要根據污染的情況選擇相應的植物配置。

1 魏 遠，顧紅波，薛 亮，等．礦山廢棄地土地復墾與生態恢復研究進展[J]．中國水土保持科學，2012，12（2）：107-114．

2 王金滿，郭凌俐，白中科，等．黃土區露天煤礦排土場復墾后土壤與植被的演變規律[J]．農業工程學報，2013，29（21）：223-232．

3 吳長文，章夢濤，付奇峰.噴播綠化技術在斜坡水土保持生態環境建設中的研究[J].水土保持學報，2000，14（2）：11-14.

4 李春林，許劍平，吳 剛，等.團粒噴播在廢棄采石場生態恢復方面的應用[J].環境工程，2011，29（1）：278-281.

5 孫約兵，周啟星，郭觀林.植物修復重金屬污染土壤的強化措施[J].環境工程學報，2007，1（3）：103-110.

6 王 超，畢 君，宋熙龍，等.6種植物對鋅的耐性和富集能力.環境科學與技術，2014，37（2）：62-65.

7 施 翔，陳益泰，王樹鳳，等.3種木本植物在鉛鋅和銅礦砂中的生長及對重金屬的吸收[J].生態學報，2011，31（7）：1818-1826.

8 施 翔，陳益泰，王樹鳳，等.廢棄尾礦庫15種植物對重金屬Pb、Zn的積累和養分吸收[J].環境科學，2012，33（6）：2021-2027.

9 葉春和.紫花苜蓿對鉛污染土壤修復能力及其機理的研究[J].土壤與環境，2002，11（4）：331-334.

10 童方平，李 貴，楊勿享，等.銻礦區大葉女貞重金屬富集特性研究[J].中國農學通報，2015，31（30）：244-248.

11 吳雙桃，吳曉芙，胡曰利，等.鉛鋅冶煉廠土壤污染及重金屬富集植物的研究[J].生態環境，2004，13（2）：156-157.160.

12 常 晨，多立安，趙樹蘭.氨三乙酸聯合微生物對高羊茅修復重金屬污染土壤的強化作用[J].天津師范大學學報（自然科學版），2014，42（3）：76-79.

13 牛之欣，孫麗娜，孫鐵珩．水培條件下四種植物對Cd、Pb富集特征[J]．生態學雜志，2010，29（2）：261-268．

14 康 薇，鮑建國，鄭 進，等.湖北銅綠山古銅礦遺址區木本植物對重金屬富集能力的分析[J].植物資源與環境學報，2014，23（1）：78-84.

15 鄭施雯，魏 遠，顧紅波，等.鉻污染地區植物重金屬含量特征與耐性植物篩選研究[J].林業科學研究，2011，24（2）：205-211.

16 李有志，羅 佳，張燦明，等.湘潭錳礦區植物資源調查及超富集植物篩選[J].生態學雜志，2012，31（1）：16-22.

A Review of Studies on the Accumulation Capacity of Heavy Metals by Spray Seeding Greening Plants on the Slope

Li Chunlin, Xu Jianping, Zang Xiaolong, Qi Chuanlei
(Qingdao Guanzhong Ecology Co., Ltd., Qingdao 266102, China)

In recent years, with the rapid development of China's economy, the demand for resources becomes more and more big, and the mining activities become more and more frequent, resulting in a large number of slopes exposed and causing heavy metal pollution problems. Therefore, in mine slope vegetation restoration, selection of greening plants to build stable vegetation system, but also the erosion resistance to heavy metals, heavy metal pollution can effectively control mine slope and its surrounding areas. In this paper, the studies on the enrichment of heavy metals in these plants are summarized,with a view to providing basic information for revegetation and ecological restoration in the mining area.

spray seeding; revegetation; ecological rehabilitation; accumulation; heavy metal

X173

A

1008-9500(2017)09-0082-03

2017-07-15

李春林（1967-），男，山東青島人，高級工程師，研究方向：植被恢復和生態修復。