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齐齐哈尔市主城区道路绿地土壤重金属、pH、有机质含量及相关性研究

更新时间:2009-03-28

城市绿地是城市生态系统的重要组成部分,被称为城市的“肺”,城市绿地建设及土壤污染等问题的研究逐渐成为相关学者关注的焦点[1]。近年来,学者们就城市绿地土壤的理化性质[1-3]、城市绿地养分的空间分异[4]、城市绿地土壤的污染现状与评价[5-6]、城市绿地的环境生态效益[7-9]、城市绿地的生态服务功能[10-11]等方面开展了研究。城市绿地表层土壤的性质特别容易受人类活动的影响,进而直接影响到园林植物的生长及城市生态环境系统的良性循环,因此,需要重视城市绿地土壤质量的研究。齐齐哈尔市作为黑龙江省第二大城市,正着力发展生态城市,建设历史文化名城、生态城市、园林城市和北方滨水宜居宜业城市。2014年统计数据表明,齐齐哈尔市建成区绿地面积5 301 hm2,绿化覆盖率为40%,其中,道路绿地是绿地系统中的廊道,对绿地景观建设起着重要的作用。现以齐齐哈尔市主城区道路绿地为研究对象,测定其重金属含量,探讨道路绿地土壤重金含量、pH、有机质的关系,为齐齐哈尔市道路绿地建设与土壤污染管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

齐齐哈尔市位于黑龙江省西南部的松嫩平原,地理位置在45°~48°N,122°~126°E。土壤类型主要有暗棕壤、黑土、黑钙土、草甸土、沼泽土、草甸碱土、砂土,大部分土壤具有热量高、透性好、质地轻、地势平的优点[12]。根据齐齐哈尔市主城区的路网结构,选择北疆环岛、劳卫路迎宾桥、光复街二号院的交通岛、联通大路、中华西路、卜奎大街、明海公路、中华东路、曙光大街9条主要交通道路绿地作为采样地点,采样时间为2016年5月末,采样点土壤基本特征见表1。每个采样点按40 cm剖面进行分层采样,即0~20(≤20)cm 和 20(>20)~40(≤40)cm,每个样点采集3处土样,并进行充分混合,剔除杂质,用样品袋收集好,做好标签(0~20 cm和20~40 cm用阿拉伯数字在样点编号加1和2区分),带回齐齐哈尔大学分析测试中心,2016年6月完成测定。

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表1 采样地点及土壤特征

  

样地编号采样地点0~20 cm 20~40 cm迎宾桥 土壤肥沃,腐殖质多,色泽深,湿度大土壤基本特征D11 D12二号院 土壤贫瘠,碎屑多,色泽浅,湿度中北疆环岛 土壤肥沃,湿度较大,地上腐殖质多中华西路 土壤肥沃,色泽深,湿度大联通大路 土壤疏松,含水量较高,色泽较深卜奎大街 土壤疏松,色泽深,湿度中明海公路 土壤疏松,色泽浅,湿度小中华东路 土壤板结,质地较硬,水分含量少曙光大街 土壤肥沃,湿度大,色泽深D21 D22 D31 D32 D41 D42 D51 D52 D61 D62 D71 D72 D81 D82 D91 D92

1.3 试验与统计方法

土壤有机质测定用烧失量代替,土壤pH用电位法测定,重金属含量用等离子质谱仪测定。所有试验数据采用EXCEl2007和SPSS19.0软件下进行分析与计算。

2 结果与分析

2.1 重金属含量统计特征

2.1.1 基本统计特征 研究区道路绿地重金含量数据表明(表 2):研究区 0~20 cm 土层土壤,Pb、Cr、As、Cu、Zn 重金属含量分别为 12.780~41.900、28.100~57.300、5.500~89.500、0.010~0.032、0.064~0.361 mg/kg,5 种重金属平均含量从大到小排序为 Cr、As、Pb、Zn、Cu;20~40 cm 土层土壤Pb、Cr、As、Cu、Zn 重 金 属 含 量 分 别 为 12.755~43.900、18.000~62.900、2.800~89.450、0.011~0.095、0.061~0.517 mg/kg,5种重金属平均含量大小依次为Cr>Pb>As>Zn>Cu。将5种重金属含量与《土壤环境质量标准GB15168-1995》[13]比对,其含量未超过二级标准值。但是与松嫩平原区域表层土壤背景值[14]对比,研究区0~20 cm土层土壤 Cr、Pb、As含量超过背景值,20~40 cm土层土壤Pb、As含量超过背景值。另外,对比重金属含量的变异系数,研究区无论0~20 cm,还是20~40 cm土层土壤,As的变异系数最大,其次是Cu,说明道路绿地土壤中As和Cu元素的稳定性差,造成这一现象的主要原因是城市绿地土壤大多为客土,受人类活动干扰较大,另外也表明道路绿地土壤受工业企业污染、交通活动等多方面的影响较大。

 

表2 研究区道路绿地土壤重金属、有机质及pH基本情况

  

0~20 cm 土层20~40 cm 土层项目Pb(mg/kg)Cr(mg/kg)As(mg/kg)Cu(mg/kg)Zn(mg/kg) pH 有机质(g/kg)Pb(mg/kg)As(mg/kg)Cr(mg/kg)Cu(mg/kg)Zn平均值 22.510 43.010 28.050 0.190 0.228 7.920最小值 12.780 28.100 5.500 0.010 0.064 7.680最大值 41.900 57.300 89.500 0.032 0.361 8.210标准差 8.800 12.250 35.080 0.009 0.107 0.169 6.820 1.700 13.500 3.930变异系数(%) 39.09 28.48 125.06 47.23 46.93 2.1357.62(mg/kg) pH 有机质(g/kg)30.150 41.880 25.838 0.037 0.292 8.055 9.426 12.775 18.000 2.800 0.011 0.061 7.835 2.100 43.900 62.900 89.450 0.095 0.517 8.340 14.600 11.270 14.190 33.038 0.028 0.137 0.182 4.270 37.38 33.880 127.87 75.68 46.92 2.26 45.30

 

表3 重金属含量与pH、有机质的相关系数矩阵

  

注:**表示0.01水平显著相关,*表示0.05水平显著相关。

 

Pb Cr As Cu Zn pH 有机质Pb 1 0.178 -0.018 0.591** 0.784** 0.216 0.360 Cr 1 0.629** 0.150 0.502* 0.037 -0.014 As 1 0.059 0.232 -0.095 0.020 Cu 1 0.372 0.507* 0.388 Zn 1 0.250 0.270 pH 1 0.340有机质 1

(3)研究区土壤偏碱性,道路绿地0~20 cm土层土壤有机质平均含量为6.820 g/kg;道路绿地20~40 cm土层土壤有机质平均含量为9.426 g/kg。各土层土壤有机质分级不同,在有机质含量分级表中处于四到六级。

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图1 采样区域道路绿地土壤Cr、Pb、As含量对比

2.2 pH特征

土壤pH是土壤重要的理化参数,它对土壤中微量元素含量与养分有着重要的影响[3-4]。由表2和图3可知:研究区道路绿地0~20 cm土层土壤样点的pH为7.680~8.210,平均值为7.920;20~40 cm土层土壤样点的pH为7.835~8.340,平均值为8.055。研究区0~20 cm和20~40 cm土层土壤的pH变异系数较小,为2.13%和2.26%。

  

图2 采样区域道路绿地土壤Zn、Cu含量对比

  

图3 采样区域道路绿地土壤pH

2.3 有机质特征

由表2可知,研究区道路绿地0~20 cm土层土壤有机质平均含量为6.820 g/kg,变异系数达57.62%;20~40 cm土层土壤有机质平均含量为9.426 g/kg,变异系数达45.30%,说明道路绿地土壤有机质含量不稳定,变化较大。由图4可知,除了D2样点,其他样点20~40 cm土层土壤有机质含量明显高于0~20 cm土层土壤。参照我国第二次土壤普查[15]数据,0~20 cm土层土壤有机质含量均小于10 g/kg,在土壤有机质含量分级表中D21、D91样点有机质含量归于第五级,其他样点有机质含量均归于六级;20~40 cm土层土壤,D22样点有机质含量较小,在土壤有机质含量分级表中归于第五级,其他样点有机质含量均大于10 g/kg,在土壤有机质含量分级表中归于第四级。

2.4 土壤重金属含量、pH、有机质之间的相关性

  

图4 采样区域道路绿地土壤有机质含量

运用SPSS软件分析重金属含量、pH、有机质的相关性,该研究只考虑平均情况而未作分层分析,结果见表3。

由表3可知:研究区土壤中有机质含量与不同重金属含量之间相关关系不显著,这一点与吴建芝等人[16]的研究结果一致,这也再次证明土壤有机质本身并不含重金属。

表3数据表明,道路绿地土壤pH与Cu含量呈显著正相关,与其他重金属含量相关性不显著,说明道路绿地中Cu的活性受pH影响最大;道路绿地土壤的Cu-Pb、Zn-Pb、As-Cr在0.01水平上呈显著正相关,Zn-Cr在0.05水平上呈显著正相关,而且Zn与Cu、Pb、Cr 3种金属之间存在相关性,说明它们之间同源性较高。对上述关系进行多元线性回归,结果如(1)~(3)式:

 

3 讨论与结论

[7]孔繁花,尹海伟,刘金勇,等.城市绿地降温效应研究进展与展望[J]. 自然资源学报,2013,28(1):171-181.

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(2)研究区5种重金属含量有较大差异,但各采样点重金属含量变化趋势还是一致的,位于主要交通干道的采样点 Cr、Pb、As、Zn 含量较高。

2.1.2 重金属含量对比分析 对采样区域的不同重金含量作对比分析(图1、2)。从图1、2中可以看出,尽管各采样点5种重金属含量有较大差异,但各采样点重金属含量变化趋势还是一致的。所有采样点中位于主要交通干道的D4和 D8采样点绿地土壤 Cr、Pb、As、Zn含量都较大,Cu 的含量较小。这也说明随着随机动车数量的逐年增长,在汽油燃烧过程中各重金属逸散到大气中并随着空气中颗粒沉降到地表土壤中,使土壤 Cr、Pb、As、Zn 含量增高。

(4)研究区土壤的pH与Cu含量有显著正相关,与其他重金属含量相关性不显著;道路绿地土壤的Cu-Pb、Zn-Pb、As-Cr在0.01水平上显著正相关,Zn-Cr在0.05水平上显著正相关,而且Zn与Cu、Pb、Cr 3种金属之间存在相关性,它们之间同源性较高。

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参考文献:

采用复型法在最小断面处进行裂纹扩展实验。实验前用抛光布对试样最小断面处进行电解抛光处理。预估试样寿命,每隔一定周次停下试验机并使用甲酸乙酯湿润复型膜,使复型膜环绕试样最小断面贴合复型,然后在光学显微镜下观察复型膜上的裂纹走向和测量裂纹尺寸。实验结束后用扫描电子显微镜对疲劳破坏断口进行观察,以分析其疲劳破坏特性。

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总体来看,民国时期公共体育场场长的相关规定既有单行法规也有综合性法规,相关条文对公共体育场场长的任职条件、薪金待遇、主要的工作职责等作出了规定。这些法规为公共体育场场长的身份提供了法制方面的保障,同时也是我们认识民国时期公共体育场场长这一群体的基础。

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基线误差通过经验校正后,通过时间积分,从强震记录得出了地面速度和位移时程。一般情况下,由KiK-Net数据反演得到的滑动模型结果与由高速GPS观测所得结果的吻合效果,比由K-NET数据得到的结果吻合效果好。K-NET数据似乎受场地效应影响很大(记录中的强非线性趋势,应该归咎于布设在松软地面上传感器的瞬时较大倾斜),因此在找到有效的方法对这种效应加以校正之前不可使用。由KiK-Net井下记录得到的速度时程几乎不受经过经验基线校正后仍然存在的残余不确定性的影响,并且由于其较高的采样率(100Hz),可以提供比1Hz的GPS数据更多用速度乃至能量表征地震动的信息。

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(1)研究区5种重金属含量均未超过国家二级标准值。但是研究区0~20 cm土层土壤Cr、Pb、As含量超过松嫩平原区域表层土壤背景值,20~40 cm层土壤只有Pb、As 2种金属含量超过松嫩平原区域表层土壤背景值。土壤中As的变异系数最大,其次是Cu,2种元素受工业企业污染、交通活动等因素影响较大。

借助美术手段可以激发学生学习语文的兴趣,还有利于学生理解课文内容,在此基础上,还可以提高学生的文学审美情趣。那么如何运用美术手段为我们的语文教学服务呢?

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(5)研究区土壤中有机质含量与不同重金属含量之间没有明显的相关性。而土壤中有机质的含量和组成对土壤重金属的形态、生物行为和环境效应会产生重要影响是无可争议的研究结果,土壤有机质与重金属络合物之间的复杂关系还有待于进一步研究[17]。因此,在未来评价土壤重金属与有机质时,可以考虑更多的有机质参数。

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(4)编辑部认为文稿有一稿两投嫌疑时应认真收集有关资料并仔细核对后再通知作者,在作出处理决定前请作者就此问题作出解释。期刊编辑部与作者双方意见发生分歧时,应由上级主管部门或有关权威机构进行最后仲裁。

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乔雪,卢海军,刘姝,景言
《宁夏农林科技》 2018年第02期
《宁夏农林科技》2018年第02期文献

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