城市绿地土壤重金属污染的植物修复机制及优势树种筛选

近年来，城市化进程显著加快，伴随而来的是工业“三废”排放、交通运输尾气、生活垃圾渗滤液等多重污染源，导致城市绿地土壤中铅、镉、铜、锌、砷等重金属累积浓度逐年升高。这些重金属元素在土壤中难以降解，容易通过食物链或呼吸道进入人体，对公共健康造成长期威胁。传统物理化学修复技术虽能在短期内降低污染物浓度，但成本高、能耗大、二次污染风险高，不适合大面积城市绿地治理。植物修复技术利用特定植物吸收、转运或稳定重金属，实现污染土壤原位净化，兼具生态修复与景观美化的双重功能，因而成为城市绿化与环境工程领域的重要研究方向。

1 城市绿地土壤重金属污染植物修复概述

1.1 城市绿地土壤重金属污染现状

在多数城市，绿地土壤重金属污染呈现区域性分布特征。工业区周边及交通干道沿线，铅和镉的累积量通常较高；城市中心老旧居住区，土壤中铜、锌等金属含量也明显偏高。由于城市绿地多处于开放空间，污染物输入途径复杂，包括大气沉降、雨水径流以及人为填土等，使得污染具有隐蔽性与持久性。同时，城市绿地多用于休闲、运动及儿童活动，其土壤质量直接关系到居民健康安全，因此开展针对性的重金属修复具有迫切性。

1.2 植物修复的优势与局限

植物修复技术包括植物吸收、植物稳定化、植物挥发和根际强化等多种途径，具有投资小、能耗低、可持续性强等优点。同时，该技术在治理过程中可保留甚至提升绿地景观价值。然而，植物修复受限于植物生长周期长、修复速度慢、对重度污染土壤效果有限等因素，且不同植物对重金属的吸收选择性差异显著。因此，在城市绿地中，植物修复往往需要与土壤改良、微生物强化等措施结合使用，以提高治理效率。

1.3 重金属类型与植物修复相关性

不同类型的重金属在土壤中的迁移性和毒性差异明显。铅（Pb）迁移性低，多在根际富集，适合采用植物稳定化方式处理；镉（Cd）迁移性较高，对植物生理影响显著，需选择高耐性植物进行吸收固定；铜（Cu）和锌（ [z_n ）作为植物必需微量元素，在低浓度时可促进生长，但高浓度则表现出毒害作用；砷（As）具有较强的毒性和抑制作用，对筛选耐性植物提出更高要求[1]。因此，植物修复策略需结合污染类型、浓度及土壤理化性质综合制定。

2 植物修复机制分析

2.1 植物吸收与富集机制

植物通过根系吸收土壤溶液中的重金属离子，并通过木质部运输至茎叶等地上部位。高积累植物在吸收与转运过程中表现出较强的金属耐受性和生物泵效应，能够在不显著影响生长的条件下积累大量金属元素。富集机制的效率取决于根系吸收能力、金属转运蛋白的表达水平以及叶片对金属的耐受度[2]。

2.2 植物稳定化与根际作用

植物稳定化是指通过植物根系分泌有机酸、酚类物质或多糖，将重金属与土壤颗粒结合成难溶化合物，降低其迁移性和生物有效性。这一过程不仅减少了金属离子进入食物链的风险，还能改善土壤团粒结构，提高保水保肥能力。根际微生物群落在此过程中发挥重要作用，例如某些解磷菌和促生菌可通过改变土壤pH值或释放螯合剂促进金属固定化。

2.3 重金属挥发与植物蒸腾作用

部分植物可通过吸收土壤中的特定重金属离子（如汞和硒），并将其转化为挥发性化合物，经叶片蒸腾作用释放至大气中。这种机制虽不适用于所有金属，但在特定污染类型中可显著降低土壤中有害元素浓度。该途径需要注意的是，应结合环境安全标准，防止挥发产物造成新的大气污染。

3 优势树种筛选与配置策略

3.1 优势树种筛选原则

筛选城市绿地重金属修复优势树种时，应综合考虑以下因素：一是重金属富集能力与耐受性，确保植物在污染环境下仍具较高生物量和存活率；二是根系发达程度与根际活性，提升吸收和稳定化效果；三是景观功能与生态适应性，使修复与绿化功能兼得；四是本地化程度，优先选择适应当地气候、病虫害少的乡土树种，以降低养护成本[3]。

3.2 长江中下游地区优势树种建议

结合该地区气候特点及常见污染类型，可优先考虑的树种包括：

① 杨树：对镉、锌富集能力强，生长迅速，适用于大面积绿地修复；② 柳树：根系发达，适合稳定化修复铅、铜等污染土壤； ③ 女贞：常绿树种，抗性强，对镉和砷有较高耐受性； ④ 构树：适应性广，能在中度污染土壤中保持较高生物量[4]。

表1 长江中下游地区常见优势修复树种及适应性

以上树种均经过实践筛选验证，具有较好的生态适应性和景观价值，能够在修复过程中兼顾城市绿化效果。

3.3 植物配置与管理策略

优势树种在配置时应结合污染类型分区种植，并通过混交林或复层植被结构提高修复效率。混合配置不同修复机制的植物，可同时实现吸收、稳定化与景观提升的多重目标。在管理方面，应定期监测土壤重金属含量及植物体内金属浓度，必要时进行植株收割与安全处置，以防止二次污染[5]。

4 结语

城市绿地土壤重金属污染具有隐蔽性、复杂性和长期性，对生态环境与居民健康构成潜在威胁。植物修复作为一种低碳、可持续的治理手段，不仅能有效降低土壤中重金属的生物有效性，还能提升绿地景观与生态功能。本文从植物修复机制、优势树种筛选及配置策略三个方面进行了系统分析，并结合长江中下游地区实际提出了适宜的修复树种建议。未来，应加强植物修复与土壤改良、微生物强化等综合技术的结合，同时在城市规划与绿地管理中嵌入重金属污染防控理念，实现生态修复与城市绿色发展的协同推进。

参考文献

[1]燕若鹏，丁佳锋，钟宇驰，等.城市绿地土壤重金属污染生物修复研究进展[J].安徽农学通报，2019，25（21）：113-115+138.

[2]李硕， 盛恭勇，李明明. 城市绿地重金属污染与防治[J]. 广州化工，2022，50（13）：147-148+166.

[3]王可，杨林，陈思李，等.木本植物修复土壤重金属污染的研究进展[J].现代农业科技，2019，（14）：172-173+180.

[4]张芳芳，赵立伟，王运良，等.7 种常用绿化树种在修复镉污染土壤中的应用初探[J].天津农业科学，2019，25（12）：33-36+43.

[5]姜霞，周华，丁访军，等.5 种绿化树种对土壤重金属的富集特征[J].现代农业科技，2021，（10）：115-118.