城市环境变化对银杏树轮中铅含量的影响

钟栎　杨静　卓开荣　张怡

摘要：为更好了解四川省宜宾市环境的动态变化状况，选择当地银杏树轮为材料，分别选取远郊、近郊与城区的3组样品，对其进行室内处理与消解，而后运用原子吸收分光光度计，对银杏树轮中的铅含量进行测定，对远郊、近郊与城区的铅含量变化情况开展系统化分析。结果显示，城区环境对银杏树轮铅含量影响最大，离城区越远影响越小。要明显减小城市Pb等重金属污染，除了工业合理布局和改造，进行燃料改进，新能源车辆替代传统车辆，回收利用含Pb等废品，做到污染物资源化。

关键词：城市环境；银杏树轮；铅含量

国家工业化不断加快，随之而来的社会经济持续、高速发展，然而同时带来的环境污染问题越发严重与凸显。大量且多类污染元素进入环境，不仅对生态环境造成严重威胁，而且还对人类健康产生较大影响。树轮具有时间分辨率高及定年准确等特点，在研究污染元素在环境当中的运移特征方面也得到广泛应用，现今已然成为对环境历史变化予以重建的重要实用工具。

1材料与方法

1.1采样地概况

四川省宜宾市位于万里长江第一城，具有复杂的地貌类型，整个地况呈东北低、西南高；乃属中亚热带季风气候，有明显四季变化。宜宾全市地跨东经103°36′～105°20′，北纬27°50′～29°16′之间。东西最大横距153.2km，南北最大纵距150.4km。具有气候温和、热量丰足、雨量充沛、光照适宜、无霜期长、冬暖春早、四季分明的特点。年平均气温18%左右，年平均降水量1050～1618mm，5～10月为雨季，降水量占全年的81.7%，主汛期为7～9月，降雨量更集中，占全年总降雨量的51%。年平均日照数为1000～1130 h，无霜期334～360 d。本地工业较发达，近年来虽经整顿治理，环境污染情况有所好转，但仍有大量工业废弃物排放，车辆数量成倍增长，汽车尾气排放量大，具有比较严重的环境污染状况。

1.2样本采集与测定方法

1.2.1采集树轮样本与处理。2016年8月，分别对宜宾市城区、近远郊处的银杏树轮进行采集，制作成样本。运用生长锥于所在地每株树的北方与南方，距离地面大约1.3m处的位置上，分别采集1个样芯，各株树均采集2个样芯，每个样点4次重复，城区与近远郊采集样芯共24个。为减少这些样芯间的交叉污染，每完成1个样芯采集，便运用生长锥将其进行细致化清洗，然后放置于纸筒中，编号标记。将样芯放置于通风阴凉处，使其自然风干，然后用白乳胶将其固定于样槽中，运用砂纸打磨，当能见清晰年轮为止。将完成打磨的样芯放在显微镜下观察，进行初步定年，而后将其放置于年轮宽度测量仪上，进行年轮宽度的测量。依据所测结果，各采样点均选出具有较大年轮宽度及具有清晰芯年轮界限的2株银杏树，当期当作本次的研究对象。因每年具有较小的树轮宽度，因此，针对各样芯，则依据年轮线，实施每3年切割1段为1样品，且将同一株银杏树轮的北、南不同样芯但具有相同年份树轮切割，混合样品，然后把经过混合之后的样品，依据时间顺序，依次进行编号。大段划分为3段，1966～1977年（主要为文革期间）、1978～1996年（改革开放至撤地设市）、1997～2016年（成立省辖市以来）。然后再把样品放置于恒温箱中，对其实施烘烤，温度控制在80%，而后运用球磨仪，磨碎样品，将其放置在干燥器皿当中，待测。

1.2.2测定重金属元素铅。在分析天平上称取0.1000±0.0003g样品，放置在坩埚中，加入聚四氟乙烯50mL、盐酸10mL，于电热板上，低温加热，温度为100%以下，初步分解样品；待蒸发至3mL时，将坩埚取下，使其降温，然后将3mL高氯酸、5mL硝酸加入，加盖，中温加热（<250%），当有高氯酸白雾冒出后，继续加热至冒出浓浓白雾，打开一点盖，持续5min，此时便可见清亮透明消煮液，由此表明，已完成消煮液内反应；不然，则需滴加硝酸，持续消解。同时做3份空白实验。运用浓度为0.1mol/mL硝酸溶液，对坩埚进行冲洗，转移至50mL容量瓶当中，实施定容，至标线，摇匀，静置，澄清。用原子吸收分光光度计，测定铅含量，即用公式计算单位树轮当中的铅含量：C=P×V/m。公式当中，C表示树轮当中的铅元素含量（μg/kg）；V表示待测液体体积；P表示样品检测浓度（μg/L）。m为样本称取质量。

2结果与分析

2.1城区银杏树轮中铅含量变化

1966～1977年城区银杏树轮当中的铅含量，总体处于较高的水平，但离居民密集区越近越高，究其原因，可能因为当时经济还比较落后，基本无环保意识，含铅工业废物在未经处理的情况下，便被排放到环境中，造成环境污染，另外，此阶段居民在做饭燃料上主要为燃煤，因煤炭当中有大量的铅和硫，燃烧中便会排放出来，使得环境中铅含量增加，空气中氧化硫则形成酸雨。至此，银杏树轮当中的铅含量在此阶段始终处于较高水平。之所以此段还不是最严重的状态，是因文化大革命影响，此阶段的诸多企业均处于停产或半停产状态。另外，受到树轮化学元素横向迁移的影响，铅元素可能向以前形成的树轮中有所迁移，使得树轮当中的铅含量增加。1978～1996年，铅含量则呈現出升高趋向，究其原因，可能是此阶段宜宾正处于恢复和发展工业的初级阶段，在工业经济方面比较活跃，此时的“三废”排放增多，使得环境污染加剧，铅含量呈现出持续增加趋势。到了1997～2016年，分前后10年铅含量则呈现出先增后降趋向。此段前10年，随着经济的持续发展，反促工业发展、城市人口增加、汽车数量随之大大增加；汽车尾气大量排放，而汽车尾气乃是空气当中铅含量超标的主要来源，使得环境中铅含量加剧；而后10年，人们已经建立了环保意识，政府和企业投入了大量资金治理污染，从而使环境有所改善，银杏铅含量下降。

2.2近郊银杏树轮中铅含量变化

1966～1977年，城市近郊区不同样本间铅含量变化趋势大致相同；而在1978～1996年，铅含量呈现出显著升高状况，而后稍微有减小趋向。在1997～2004年时，则具有较大的波动。2005～2016年，铅含量具有明显的波动，但大致处于平稳状态。究其原因，主要受经济的发展及横向迁移所带来的影响。在2007～2010年，铅含量的变化趋向相反于城区，则呈降低状态；究其原因，可能因为近郊采样点与新建城区相近，此阶段污染企业不断外迁，使得环境污染有所缓解。而在2011～2016年时，因新城区建设，人口的大量增加，汽车量的增多，使得铅排放量较大，导致环境中具有较大的铅含量。

2.3远郊银杏树轮中铅含量变化

1966～1996年，远郊银杏树轮当中的铅含量变化吻合于近郊，铅含量变化的原因相似于近郊，关键原因为经济发展及横向迁移所造成的影响，1997～2016年，铅含量呈现出持续下降状态，究其原因，其一为铅污染企业的不断外迁，尤其2010年以来，化工厂、化纤厂、纸厂、火电厂均外迁，使得铅排放大大减少，其二是城郊几乎取消燃煤而实现电气化，其三是人们在环保意识方面的增加，加大了对废旧铅蓄电池的回收力度，环境污染有所减轻。

2.4城区、近郊、远郊土壤和银杏树轮中铅含量变化比较

通过对宜宾市的63个土壤样品进行了分析，探讨城市土壤中重金属Pb的空间分布特征和污染状况。测定结果，城市土壤样品中Pb含量为20.3～223.9mg/kg，平均含量为61.2mg/kg，显著高于四川省土壤背景值，具有明显的累积效应（p=0）；与四川省土壤基线值相比，宜宾市土壤中Pb含量的超标率为31.7%。统计分析结果表明，宜宾市土壤中的Pb呈现中等程度的空间相关性，说明随机性因素（人类活动，如汽车尾气排放、工业排放等）和结构因素（指自然因素，如土壤性质、地形和气候等）对Pb的空间分布有较大的影响。Pb污染指数的克里格插值图可反映出Pb污染的空间格局，宜宾市土壤中Pb污染总体上接近中度污染水平（污染指数为1.98），其中，上江北、下江北地区Pb污染最为严重，翠屏区和南岸区表现出一定的Pb污染。总体上，工业区、交通区和商业区的Pb污染较为突出。远离城市，土壤Pb含量呈现下降趋势。

树木主要是其根系通过土壤吸收富集，通过银杏树年轮作参照分析Pb的富集情况，除了空间影响与土壤含量变化一致，不同时段也具有明显差异。除了1968～1974年近郊银杏树轮当中的铅含量出现高出城区状况外，其它年份城区银杏树轮当中的铅含量较之近郊，均要高出后者，而近郊均高出远郊。城区银杏树轮中的平均铅含量为2117μg/kg，近郊1618μg/kg，远郊283μg/kg。三区域银杏树轮当中的铅含量均受到横向迁移的影响，而其中具有较大铅含量差异的原因为人为因素。由此可知城区环境污染程度相比于近、远郊，前者要明显高于后者，因此，需加大或强化城区环境的保护工作。

3结论

本研究通过对宜宾市的城区与近远郊银杏树轮当中的铅含量变化情况进行分析，得出如下结论：（1）城区、近郊与远郊银杏树轮当中的铅含量虽然存有差别，但均受到横向迁移所产生的影响；（2）三区域银杏树轮当中的铅含量变化趋势与污染企业迁移、城乡燃料更替、环保事业、汽车尾气排放及经济社会发展相关；（3）一个城市要降低环境污染，除了工矿企业合理布局，生活燃料改进，新能源车辆代替燃油车辆，出行多乘公交车外，还要加大力度对含Pb等重金属污染物回收利用，加大废物资源化力度。假俭草研究进展及展望 王丽华 刘尉

摘要：假俭草（Eremochloa ophiuroides）是我国优质的草坪草之一，我国有丰富的野生假俭草资源，本文从生物学特征、生态学特征、园艺性能等方面对我国及国外假俭草的研究现状进行了阐述，并为合理开发利用假俭草种质资源提出了建议。

关键词：假俭草；生物学特征；生态学特征；园艺性能；开发利用

假俭草（Eremoehloa ophiuroides）起源于中国南方和南亚地区，1916年由植物学家Frank Meyer带入美国，随后由美国传人澳大利亚，生长在澳大利北海岸区，目前在世界较多地区均有分布。假俭草为禾本科假俭草属C₄结构的暖季型多年生草本植物，其耐性较强。该草植株低矮、叶形优美，作为一种质地粗糙的暖季型绿色禾草，生长强势，依靠其短而多叶的匍匐枝向外扩展，具有较强的侵占性，不易生长杂草，同时对贫瘠土壤的适应性较好，不易感染褐斑病和虫害，持久性非常好，作为世界三大暖季型草坪草之一，是一种理想的坪用草。与其他暖季型草坪草相比，假俭草的生长速度较慢，不需经常修剪，养护管理条件较为粗放，是一种非常理想的低水平养护管理的草种，特别适合用于公路养护、水土保持及一般的绿地建植，所以也被称作“懒人的草坪”。

1生物学特征

1.1生育期

假俭草在四川川西北各县均有种植，一般于3月中旬开始萌芽，4月初返青，9月中旬开始抽穗开花，10月中旬种子开始成熟采收。1 1月中旬进入枯黄期。种子结实性较好，籽粒饱满，但由于成熟期不一致，给收种带来一定的难度。可以通过育种措施，筛选出结实力较好，成熟期较一致的优良材料进行规模化选种。

1.2侵占能力

假俭草侵占能力的强弱，主要取决于其繁殖能力和生长速度。在自然情况下，多以无性繁殖为主。假俭草繁殖方式是从母株基生叶腋向四周呈辐射状长出匍匐枝。在湿润的土壤上，每节均能生根长出新株；而形成的新株，又像母株一样向四周生长出新的匍匐枝，并迅速覆盖裸地。假俭草匍匐枝的生长速度相当快，但生长速度受生态条件的制约，冬季休眠，春夏秋季生长。

1.3再生性和繁殖能力

由于假俭草茎枝的生长点均处于地表或地下，只有叶部挺立地上形成复被，故刈剪不易损伤生长点。刈剪试验证明，每年刈割4～6次，不影响其生长发育，反而会增加繁殖速度。据茎枝繁殖试验证明，茎节节间切断繁殖比茎节不切断扦插成坪速度快。假俭草还可以进行种子繁殖建坪。因此，其再生性和繁殖能力非常强，而这种高的分蘖特性源于它具有很强的占据生态位点的能力，其分蘖速度达0.01～0.15个，d，匍匐茎生长速度为0.2～1.3cm/d。

1.4遗传多样性

利用相对长度的方法对假俭草染色体形态加以分析认为，华东地区假俭草种质资源在染色体水平上并无明显差异，分化很小。白史且等对来自不同居群的数份假俭草资源材料进行过氧化物同工酶分析表明，不同居群假俭草在遗传本质上是有區别的，表明假俭草正处于分化阶段[8]；Weaver[9]等通过DNA指纹图谱分析也表明，虽然假俭草品种很多，但是其亲缘关系近，认为其共同的原始种为假俭草“Common”品种，它是由Meyer于1916年从中国南方引入美国的。

2生态学特征

通过对假俭草各种抗性研究来阐述其主要生态学特征。植物的抗性是指植物具有的抵抗不利环境的某些性状；如抗旱、抗寒、抗盐、抗病虫害等。

2.1抗旱性

假俭草具有较好的抗旱能力和水分胁迫后恢复能力。关于其抗旱性国内外研究也有不少：Hook和Hanna对假俭草的研究实验表明，“TC178”是最耐旱的假俭草品种；同时长达6周的干旱胁迫下假俭草仍能恢复至坪用。吴佳海[3]等研究也表明，假俭草连续干旱50d未浇水，虽叶尖出现干枯，叶片部分出现卷折，但未见植株死亡。

2.2抗寒性

假俭草是典型的暖季型草坪草，其最适的生长温度约为25～32℃，具有一定的抗寒性。在各种抗寒性研究中，其最低耐受温度为-13.0℃；脯氨酸对其青绿期有明显影响，抗寒性与淀粉和蔗搪含量呈正相关。

2.3抗病虫害性

病虫害是植物不可逃避的“天敌”，而假俭草是最抗病虫害的草坪草种。据报道：假俭草会感染褐斑病、币斑病、线虫病、仙环病、炭疽病、叶鞘腐烂和水溃斑病等，但发病率均很低。但大部分假俭草病虫害在加强草坪管理、，改善排水、减少枯草层、清除有机残留物、平衡施肥及喷洒相应的杀菌及杀虫剂后，病情会基本得到控制。

2.4抗污染性和抗药性

抗药性方面，研究表明，假俭草具抗SO₂等有害气体和吸滞尘埃的功能，可作为抗大气污染的优良草坪草，假俭草还具有一定的抵抗和吸附重金属离子的能力，在含铜量较高的土壤中仍有较高的发芽率。抗药性方面，假俭草发芽后0～17周内，对单施阿拉特津、西玛津等药物的假俭草与没有施药的假俭草在形态和生理指标上进行比较，没有表现出明显的差异。

2.5耐荫性

假俭草是一种喜光草种，但具有较强的耐荫性，阳光充足条件下生长迅速，光照不足时分蘖速度将会变慢，但在光照有限、环境湿润时，假俭草仍能形成叶色嫩绿、致密良好的草坪。

2.6耐践踏性

假俭草具有较强的分枝和蔓延能力，能形成相对低矮、密度较高的草坪。其茎秆扁平、紧贴地面、韧性好，节上能长出不定根，所以踏后地面芽不易损伤，对再生性影响不大，具有一定的耐践踏性。践踏胁迫下，虽然假俭草草层厚度、叶片长度和宽度均比对照有显著减少，SOD活性降低显著，可溶性总糖含量、脯氨酸含量增加极显著，相对电导率显著升，但与结缕草（Zoysia japonica）相比，假俭草表现出良好的适应机制。

2.7耐贫瘠性

据观察假俭草多生于土壤瘠簿、水肥条件有限的山脚、路边、坡埂、沙滩、坟地等荒地边。我国是发展中国家，经济欠发达，适宜建植耐粗放管理的自然化草坪。这样，一方面能减轻管理强度，另一方面又能节省开支，尤其在高等级公路生物复合护坡工程治理水土流失的地段，建植假俭草草坪具有非常重要的意义。

3园艺性能

假俭草青绿期长、繁殖能力强、成坪速度快等优点，故而其在园艺上的应用不可忽视。

3.1草坪建植和管理

3.1.1草坪建植。假俭草可以通过营养体和种子进行繁殖。营养繁殖常采用植茎法和撒茎覆土法，成坪速度较快；而种子进行草坪建植时，需要浸种，其最佳播种时期为晚春和初夏，但种子价格昂贵。

3.1.2草坪管理。假俭草是一种低维护的草种，但其草坪建植3～6年后会出现植株低矮、复绿缓慢、急性死亡等现象，可通过合理的管理来消除。管理包括4个方面管理，具体为刈割、施肥、水分、杂草。

（1）刈割管理。虽然假俭草具有耐粗放管理的特性，基本不需修剪，但修剪能更好地控制假俭草的高度和抑制杂草的生长，使草坪平整美观，还可以促进其基部萌发新枝，增加匍匐茎的扩展性。修剪时应注意修剪程度和频度，一般不超过叶片的30%，以剪去2.5～3.8cm为宜。根据假俭草生长和盖度动态变化，间隔30d将其修剪为3～4.5cm高度，年剪4～6次就能获得平整美观的效果。

（2）施肥管理。假俭草在肥量较低环境中就能生长，不宜生长于氮、磷含量较高地区。假俭草是一个需钾量较高的草种，钾在其许多生理过程中都起了重要的调节与催化作用。施与同量氮肥或更高量的钾肥，能有效地促进其生长，增加分蘖数，提高抗寒、抗高溫和抗旱能力，尤其能明显促进根、茎的生长发育，因此在假俭草生长旺盛期的7～8月应补充适量钾肥。

（3）水分管理。假俭草根系主要分布在土壤的10cm内，具有一定的耐旱性，因此不必勤浇水。然而为了在夏天保持持久绿色，必要时应进行一定的灌溉。另外在年降水量少于800mm和年降水量800mm以上地区的干旱季节应加以适时灌溉。

（4）杂草管理。假俭草的匍匐生长能抑制杂草的出现，但在其草坪中也能见到一些生命力较强的杂草，如雀稗（Paspalum thtmbergii）、马唐（digitaria sangunalis）等。甲磺嘧窿可除雀稗；拿草净能很好地控制马唐；对于一些量少、竞争能力强的杂草，可进行人工摘除。

3.2育种

假俭草品系分为营养繁殖型和种子繁殖型2个类型，前者花序密度低、结实率低、叶片较长；后者花序密度高、结实率较高、叶片较短。国内目前较好的品种翠绿1号、绿选2号、绿选3号和创绿4号，国外研究取得的品种较多，如Common、Oklawan、TC312、TC139、TennTurf和TifBlair等。其中国内的翠绿1号为目前推广较成功的，优势在于：①平整而免修剪；②耐寒而常绿；③耐踩踏，用途广泛；④施工简便，成本低，效果好；⑤抗病虫危害；⑥在生产移植上保护了耕地；而国外1995年育出的“Tifblair”品种生长快，具有极强的生命力，草坪质量表现更好。

4研究展望

4.1育种方面

虽然我国蕴藏着丰富的草坪草种质资源，但与欧美等草坪产业发达的国家相比，我国的草坪科学研究相对滞后。尤其对于假俭草的研究工作更是处于起步阶段。因此建议在广泛收集全国的野生假俭草种质资源的基础上，应加大对假俭草野生资源的驯化与选育工作，并筛选出一批优良的无性系用于假俭草的新品种选育工作，将优良的品系直接用于各类草坪的建植。采用多种育种方法和手段，进行假俭草新品种的选育，培育优良品系，扩大其适应地域，使假俭草得到充分的开发和应用。

4.2饲用和放牧方面

假俭草在饲用方面也有较好的表现，具有适口性好，营养物质消化率较高，耐牧性好的特点，为各类家畜所喜食，且假俭草具有极强的繁殖能力，主要通过分枝和匍匐茎伸长。茎枝受损或折断后，营养生长不但不受影响，反而会增加繁殖速度，所以假俭草是比较理想的牧草草种。早在19世纪50年代假俭草就被引入日本，其牧用价值直到最近才被用于实际。近年来日本中南部地区开展了假俭草放牧利用改良研究和实际应用。而我国长江流域及以南的大片区域广泛分布着假俭草种质资源，但还没有开展对假俭草种质资源放牧利用的研究；而假俭草的研究主要是作为草坪利用，致使大量优良丰富的假俭草种质资源处于闲置状态，所以我国应加强开展对假俭草的放牧利用等方面进行综合研究分析，进一步开发研究使假俭草种质资源得到最大限度的利用。