柳树(Salix spp.)在污染环境修复中的应用

赵凤亮，杨卫东

(1.中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所，海南 海口 571101； 2.浙江大学 环境与资源学院，浙江 杭州 310029)

柳树(Salixspp.)在污染环境修复中的应用

赵凤亮1，2，杨卫东2，*

(1.中国热带农业科学院 环境与植物保护研究所，海南 海口 571101； 2.浙江大学 环境与资源学院，浙江 杭州 310029)

柳树(Salixspp.)具有生物量高、生长速度快、易繁殖、蒸腾作用强等特点，是进行污染环境修复的良好植物资源。既有研究显示，可利用柳树通过植物-土壤、植物-砂石、人工湿地及河岸缓冲区的方式净化污染水体，修复乙醇、多氯联苯、多环芳烃等有机污染，还可通过自然修复和强化修复(螯合剂、菌根)治理重金属污染。柳树对环境污染物的修复效率与品种、无性系、土壤类型及水文条件有关，且可通过螯合剂和菌根真菌等强化措施增强对污染物的净化效率。在今后的研究中，应当加强柳树生物能源开发研究，并与污染环境生态修复相结合，注重柳树环境修复优良品种的筛选与评价。

柳树；富营养化；重金属；有机污染；植物修复

常用的污染环境修复方法可分为物理方法、化学方法和生物修复方法。其中，生物修复法中的植物修复具有成本低、环境友好、可持续等优点。种质材料的选择是进行植物修复的重要因素，必须结合实际情况，并注重环境修复效益与经济效益的结合；因此，具有经济价值的农林作物在植物修复中的应用越来越广泛。柳树适应性强、生物量大、生长速度快、耐水湿，可用于水体富营养化、有机物和重金属等污染环境的修复。选择柳树进行污染环境修复的同时，结合能源林、木材林等经营能够带来一定的经济收益，在欧洲与北美已得到广泛的应用[1]。

柳树是杨柳科(Salicaceae)柳属(Salix)和钻天柳属(Chosenia)植物的总称。全世界柳属植物共有520余种，其中我国约有257种、112个变种和133个变型，主要分布在东北、华北和西北地区，有灌木、小乔木和乔木，单一枝条、多枝条等性状，具有较宽的遗传基础。柳树是重要的资源植物之一，可用作造纸、纤维原材料、板材和燃料等。自从20世纪70年代能源危机以来，欧洲、美洲等国家采用短轮伐期集约化栽培(short-ration intensive culture， SRIC)木本作物的方法来满足其能源需求。作为能源树种，柳树具有栽培周期短、养分利用效率高、生长速度快、生物量大、适应性强、一次栽培多年受益的优点，是理想的能源树种之一。采用短轮伐期矮林化栽培方式，通过地面修剪，促使树桩生长枝条，可连续收获20 a，适宜机械化种植和收获，每年每公顷可产生10～15 t干物质，相当于5 000 L燃油[2]。近年来，许多研究人员将柳树的应用潜力进一步拓展到污染环境修复领域，本文就此进行简要综述。

1 柳树的生物学性状

柳树具有适合环境植物修复的生理特征：(1)具有把太阳能转变为化学能的极大潜力，在幼年期阶段光合作用强，生长迅速，地上和地下生物量大；(2)蒸腾速率高，根系深且发达；(3)对营养元素的吸收和利用率高；(4)耐水涝，适宜生长在水分饱和、缺氧的土壤环境中；(5)易进行无性繁殖，硬枝扦插容易成活，萌发能力强；(6)适应较宽的生态环境。因此，在欧美等国家，柳树常被用于修复矿山弃地、工业废物和构建人工湿地[3-5]。与重金属超积累植物相比，柳树适应性强、生长快和生物量大的特点，是对低生物量超积累植物的有效补充[6]，在水体和土壤污染修复中有良好的应用前景[7-8]。

2 柳树在环境修复中的应用

2.1 水体修复

富营养水体修复通常采用植物-土壤净化系统、植物-基质复合系统、人工湿地及河岸林生态系统等。柳树是非食用和非饲用植物，适应性、抗逆性强，适用于生活污水、工业废水等受污染水体的修复，能够充分利用水体中的营养成分并变废为宝[9-11]。瑞典和波兰研究人员利用柳树过滤、净化受污染水体，可以减少面源和点源污染，改善污染水质，同时能生产薪材，具有良好的环境生态效益和经济效益[12]。Jonsson等[13]采用土壤-植物(柳树)净化系统对贮木场产生的废水进行处理，研究证实该系统能够有效地去除废水中的N、P等污染物。Mant等[11]用柳树-砂石复合系统修复生活污水，结果显示，N、P、K、BOD(生物需氧量)分别降低了57.7%、90.6%、24.9%、90%，处理效果高于植物-土壤系统。Mirck等[8]研究发现，白柳(Salixalba)通过植物固定和植物提取方式能够有效地处理皮革废水中的N、P和多种金属元素污染物。

人工湿地是修复富营养化水体的主要方法。Marler等[14]研究发现，古丁氏柳(Salixgooddingii)、弗里杨(Populusfremontii)和柽柳(Tamarixramosissima)在高浓度的富营养水体中(556 mg·L-1NH4-N、556 mg·L-1NO3-N、323 mg·L-1PO4-P)生长良好，叶、茎生物量明显增加，随着营养水平增加，冠根比也显著增加。波兰学者Samecka-Cymerman等[15]利用蒿柳(Salixviminalis)构建潜流人工湿地净化废水，研究发现，蒿柳-人工湿地系统能够有效去除废水中的大量元素，夏季去除率为24%～82%，冬季去除率为10%～80%。在瑞典，河道缓冲带栽培能源柳树可以减少营养盐的淋失和水土流失[16]。Shin等[17]进一步研究发现，银芽柳(Salixgracilistyla)对富营养水体的净化效率与水力停留时间和流量负荷有关，在5 g·d-1NH4-N、23 g·d-1NO3-N、5 g·d-1PO4-P 的条件下具有较高的净化效率。王红玲等[18]利用3种人工富营养盐污水在苗期持续灌溉，比较了6个柳树品种(无性系)对氮磷的富集能力，结果显示，柳树对氮的吸附、吸收效果优于磷，复合污染处理促进了氮磷在柳树植株内的积累和向地上部的转运，叶片对氮的富集量最高，根对磷富集量较高，不同无性系间植株氮磷含量、氮磷富集量，以及氮磷转运系数均存在显著差异。

相关研究表明，采用强化措施能够提高柳树的抗逆性以及对富营养水体的净化效率。Rogers等[19]发现接种内生细菌后，柳树根系、地上部分生物量分别增加84%和55%。刘桂青等[20]比较了8株来源于超积累植物的内生菌对柳树生长及氮磷吸收的影响，发现接种LM02、SaNR1和SaMR12对柳树根系生长有明显的促进作用，与对照相比，接种LM02、SaMR12和SaMR10后柳树生物量分别增加了234%、43%和54%，地上部氮积累量分别增加176%、26%和41%，地上部磷积累量分别增加109%、12%和30%，显著提高了对富营养化水体的修复效率。

2.2 有机污染修复

环境中的有机污染物几乎涵盖了有机化合物的各种类型，包括多环芳烃﹑多氯联苯(PCB)等。目前，常用的方法是将污染物从现场挖走，然后通过光降解或焚烧的方式加以去除，但该法费用昂贵，对于大面积污染土壤难以实施。利用柳树对有机染污物的提取、降解作用，可进行原位修复，该方法已得到各国政府和科学家的高度重视。da Cunha等[21]研究发现，柳树能够使土壤中芘的浓度从23.06降至 0.1 μg·kg-1，1，2-苯并菲的浓度从126.27 μg·kg-1降至检测限以下，对苯并(k)荧蒽和苯并[a]芘也有较好的去除效果。种植黄花柳(Salixcaprea)的土壤PCB浓度降低了32%[22]。Corseuil等[23]试验发现，垂柳(Salixbabylonica)能够耐受高达2 000 mg·L-1浓度的乙醇，在7 d内能够使水培液中乙醇的浓度从1 360 mg·L-1降至9 mg·L-1，苯浓度也减少了99%，其净化效率与蒸腾速率有关。在德国，研究人员利用柳树治理2，4，6-TNT污染的土壤，发现TNT降解能力与柳树地上、地下生物量、根系深度有关[24-25]。Ucisik等[26]研究表明，蒿柳对于苯酚污染(浓度不超过250 mg·L-1)的土壤和水体具有较好的修复效果。当水溶液中4-氯酚(4-DCP)的浓度低于15 mg·L-1时，蒿柳的生长和呼吸速率不受影响，但若超过37.3 mg·L-1，会出现毒害现象[27]。

2.3 重金属污染修复

2.3.1 自然修复

众多研究证实，通过植物提取、植物固定的方法，柳树可以有效地修复单一或复合重金属污染土壤，其修复效率与重金属种类、品种(品系)、树龄、生长季节、土壤类型及水文特征等多种因素有关[28]。Fischerov等[3]比较7个树种对As、Cd、Pb、Zn的积累能力和提取潜力，发现毛枝柳(Salixdasyclados)积累能力和修复效率与超积累植物Arabidopsishalleri、Thlaspicaerulescens相似。通过SRIC方法，对17个柳树品系研究发现，Fritzi Pauley品系对Al的提取效率较高 (1.4 kg·hm-2)、Wolterson和Balsam Spire品系对Cd和Zn的积累较高，分别可达47～57 g·hm-2、2.0～2.4 kg·hm-2[7]。Wieshammer等[28]通过室外盆栽试验，比较了黄花柳(Salixcaprea)、爆竹柳(Salixfragilis)以及2种杂交柳(S.×smithiana，S.×dasyclados)对土壤中Cd和Zn的提取效率，发现杂交柳S.×smithiana叶片中Cd、Zn含量分别高达250、3300 mg·kg-1，富集系数分别为27和3，通过3次采收即能去除供试污染土壤中20%的Cd和5%的Zn。Granel等[29]通过对15个柳树品种(品系)的研究发现，柳树叶片Cd含量介于1.5～10 mg·kg-1，其中灌木柳叶片和茎对Cd、Mn、Zn的积累高于乔木柳。田间试验发现，爆竹柳和三蕊柳(S.triandra)生长末期叶片、木、树皮中Cd、Zn含量最高。以上结果均证实，柳树对土壤中的重金属污染具有较好的修复效果，但值得注意的是：随着栽培时间的延长，表层土壤中可提取的Cd含量不断下降，这可能会影响柳树修复潜力的充分发挥；同时，为了避免重金属污染的扩散，应当在收集木材的同时清除叶片[30]。

柳树对重金属的提取效率与土壤类型有关。Dos Santos Utmazian等[31]通过盆栽试验发现，Salixsmithiana无性系对Cd的积累较大，始成土(Cambisols)处理叶片Cd含量为440 mg·kg-1，雏形土(Eutric Cambisol)处理叶片Cd含量为70 mg·kg-1，雏形土处理Salixsmithiana无性系叶片Zn含量最高可达870 mg·kg-1，但是远小于始成土处理杂交柳(S.matsudana×abba)叶片的Zn含量(2 430 mg·kg-1)，轻度污染的雏形土处理下，对Cd、Zn积累能力最强的柳树品系的富集系数分别为15.9和 3.93。

利用生物量大的蒿柳进行重金属污染土壤修复是对传统的植物修复技术(主要基于重金属超积累植物，此类植物大多生物量较小、根系较浅)的有益补充。Hammer等[32]通过田间试验表明，蒿柳5 a累计从钙质土壤提取Cd 170 g·hm-2、Zn 13.4 kg·hm-2，2 a内从酸性土壤提取Cd 47 g·hm-2、Zn 14.5 kg·hm-2，叶片中Cd、Zn含量大于茎，茎中重金属含量随着时间的延长而下降。另外，Vandecasteele等[33-34]研究发现，湿地水位条件对重金属的生物有效性具有较大的影响，长期水淹条件降低了灰柳(Salixcinerea)叶片和树皮中的Cd含量。

2.3.2 强化修复

土壤中有机物和重金属的生物有效性在很大程度上决定了植物修复的效果。重金属进入土壤后会与土壤中的有机质产生络合、沉淀或吸附在土壤颗粒表面而难以被植物吸收；对于一些疏水性有机物，因其水溶性差而导致其生物有效性较低，亦不利于植物吸收代谢，限制了修复效果。鉴于此，可以采取一些强化措施来提高植物吸收积累污染物质的能力，进而改善植物修复效率[35]。自然状态下土壤中Hg生物有效性很低，限制了柳树对Hg的污染提取，KI可增加污染土壤中Hg的生物有效性。Wang等[36]研究发现，添加1 mmol·L-1KI可使杂交柳(Salixviminalis×S.schwerinii)叶片、枝条、根系Hg浓度分别提高5倍、3倍和8倍。Komárek等[37]研究发现，在提高土壤中Pb的生物有效性方面，乙二胺四乙酸(EDTA) 比乙二胺二琥珀酸(EDDS)更有效。柳树一般是内生真菌和外生真菌的宿主植物，在良好的条件下菌根菌丝体长度可以达到根系长度的8 000倍，菌根能够增加宿主植物对重金属胁迫的忍耐，并在液泡中贮存金属。Baum等[38]研究表明，毛枝柳(Salixdasyclados)接种外生真菌Paxillusinvolutus，增加了土壤中Cd、Zn、Cu的生物有效性。Eapen等[39]指出，通过基因工程的方法将金属螯合剂、金属转运蛋白、金属硫蛋白和植物螯合肽的基因转移到待试植物中，可以提高植物对金属的吸收和贮存能力。另外，表面活性剂、环糊精等在提高土壤重金属有效性方面也有一定的效果[40-41]。

3 环境修复中柳树品种的选择

通过选择适宜的柳树品种(品系)可以在一定程度上提高其环境修复效率[32]。Dos Santos Utmazian等[31]研究了8个柳树品种对Cd、Zn的积累潜力，结果显示，Salixsmithiana无性系叶片中Cd含量高达440 mg·kg-1，对Cd的积累高于其他品种。Yu等[42]研究发现，Cr3+-EDTA在垂柳(S.babylonia)中比杂交柳 (S.matsudand×S.alba)运输快。因此，可以在柳树育种过程中有针对性地选择对特定污染物吸收和耐受性强的品种或品系。

筛选环境修复柳树品种方法主要有盆栽、水培、田间试验等。Weih等[5]通过室外盆栽试验，对14种柳树无性系相对生长速率和地上生物量等参数进行分析，发现各个无性系对水分的利用效率存在较大的差异(-3.08%～-2.60%)，且与植株相对含水量显著相关。Punshon等[43]率先建立了水培筛选方法，在Cu浓度为0.25～0.75 mol·L-1的水培液中研究了不同柳树品种对Cu的耐受性。Kuzovkina等[44]通过温室水培系统评价5个柳树品种对重金属的耐受性，发现黑柳(Salixnigra)对Cu和Cd具有较强的吸收和积累能力。Watson等[45]进一步发展了营养液膜方法(nutrient thin film， NTF)，通过对Salixburjatica和S.triandra×viminalis2个柳树品种在不同浓度重金属溶液中的连续观察，发现2个柳树品种的叶片生物量、茎生物量和植株高度存在较大的差异。传统田间试验方法评价柳树对重金属的抗性需要3～5 a时间，而水培法只需6周时间[46]。因此，通过对生长参数、污染环境修复效率的分析与比较，结合不同的评价方法，可以较为快速地筛选出适合进行污染环境修复的柳树品种或品系[47]。

4 小结

本文针对国内外科研工作者对柳树在富营养化水体、有机污染和重金属污染修复方面的研究进行了较为系统的综述。柳树具有生长快、根系发达、生物量大、适应性和抗逆性强、易繁殖等生物学性状，这是其优于其他植物资源的主要特点。研究显示，柳树对环境污染物的修复效率与柳树种类、无性系、土壤类型及水文条件有关，通过螯合剂、菌根真菌等强化措施可以增强其对污染物的净化效率。目前，我国对柳树开发利用的程度远远低于发达国家，作为短轮伐期集约栽培的生物能源树种尚没有规模化应用。今后应当加强柳树在生物能源与污染环境生态修复领域研究的结合，注重优良品种的筛选与评价，以充分挖掘其在环境修复中的应用潜力。

[1] BERNDES G， FREDRIKSON F， BÖRJESSON P. Cadmium accumulation andSalix-based phytoextraction on arable land in Sweden[J].AgricultureEcosystems&Environment， 2004， 103(1):207-223.

[2] MARMIROLI M， PIETRINI F， MAESTRI E， et al. Growth， physiological and molecular traits in Salicaceae trees investigated for phytoremediation of heavy metals and organics[J].TreePhysiology， 2011， 31(12):1319-1334.

[4] KUZOVKINA Y A， QUIGLEY M F. Willows beyond wetlands: Uses ofSalixL. species for environmental projects[J].Water，Air， &SoilPollution， 2005， 162(1):183-204.

[5] WEIH M， NORDH N E. Characterising willows for biomass and phytoremediation: growth， nitrogen and water use of 14 willow clones under different irrigation and fertilisation regimes[J].Biomass&Bioenergy， 2002， 23(6):397-413.

[6] LIU W， NI J， ZHOU Q. Uptake of heavy metals by trees: prospects for phytoremediation[J].MaterialsScienceForum， 2013， 743-744∶768-781.

[7] LAUREYSENS I， DE T L， HASTIR T， et al. Clonal variation in heavy metal accumulation and biomass production in a poplar coppice culture. Ⅱ. Vertical distribution and phytoextraction potential[J].EnvironmentalPollution， 2005， 133(3):541-551.

[8] MIRCK J， ISEBRANDS J G， VERWIJST T， et al. Development of short-rotation willow coppice systems for environmental purposes in Sweden[J].Biomass&Bioenergy， 2005， 28(2):219-228.

[9] DIMITRIOU I， ARONSSON P. Nitrogen leaching from short-rotation willow coppice after intensive irrigation with wastewater[J].Biomass&Bioenergy， 2004， 26(5):433-441.

[10] DIMITRIOU I， ARONSSON P， WEIH M. Stress tolerance of five willow clones after irrigation with different amounts of landfill leachate[J].BioresourceTechnology， 2006， 97(1):150-157.

[11] MANT C， PETERKIN J， MAY E， et al. A feasibility study of aSalixviminalisgravel hydroponic system to renovate primary settled wastewater[J].BioresourceTechnology， 2003， 90(1):19-25.

[12] PERTTU K L， KOWALIK P J. Salix vegetation filters for purification of waters and soils[J].Biomass&Bioenergy， 1997， 12(1):9-19.

[13] JONSSON M， DIMITRIOU I， ARONSSON P， et al. Treatment of log yard run-off by irrigation of grass and willows[J].EnvironmentalPollution， 2006， 139(1):157-166.

[14] MARLER R J， STROMBERG J C， PATTEN D T. Growth response ofPopulusfremontii，Salixgooddingii， andTamarixramosissimaseedlings under different nitrogen and phosphorus concentrations[J].JournalofAridEnvironments， 2001， 49(1):133-146.

[15] SAMECKA-CYMERMAN A， STEPIEN D， KEMPERS A J. Efficiency in removing pollutants by constructed wetland purification systems in Poland[J].JournalofToxicologyandEnvironmentalHealth，PartA， 2004， 67(4): 265-275.

[16] BÖRJESSON P. Environmental effects of energy crop cultivation in Sweden—I: identification and quantification[J].BiomassandBioenergy， 1999， 16(2): 137-154.

[17] SHIN J Y， PARK S S， AN K G. Removal of nitrogen and phosphorus using dominant riparian plants in a hydroponic culture system[J].JournalofEnvironmentalScience&HealthPartA， 2004， 39(3):821-834.

[18] 王红玲， 施士争， 黄瑞芳，等. 6种柳树对富营养化灌溉污水的氮磷富集能力比较[J]. 西北林学院学报， 2016， 31(4):59-66. WANG H L， SHI S Z， HUANG R F， et al. Comparison of the enriching ability of nitrogen and phosphorus between 6 willow species irrigated by artificial eutrophic water[J].JournalofNorthwestForestryUniversity， 2016， 31(4): 59-66. (in Chinese with English abstract)

[19] ROGERS A， MCDONALD K， MUEHLBAUER M F， et al. Inoculation of hybrid poplar with the endophytic bacteriumEnterobactersp. 638 increases biomass but does not impact leaf level physiology[J].GlobalChangeBiologyBioenergy， 2012， 4(3):364-370.

[20] 刘桂青， 杨栋， 倪其军， 等. 内生菌对柳树生长及氮磷吸收的强化作用[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版)， 2016， 42(2):256-264. LIU G Q， YANG D， NI Q J， et al. Bioaugmentation effects of endophytic bacteria on growth and nitrogen and phosphorus accumulation of willow[J].JournalofZhejiangUniversity(Agriculture&LifeSciences)， 2016， 42(2): 256-264. (in Chinese with English abstract)

[21] DA CUNHA A C B， SABEDOT S， SAMPAIO C H， et al.Salixrubens， andSalixtriandra， species as phytoremediators of soil contaminated with petroleum-derived hydrocarbons[J].Water，Air， &SoilPollution， 2012， 223(8):4723-4731.

[22] IONESCU M， BERANOVA K， DUDKOVA V， et al. Isolation and characterization of different plant associated bacteria and their potential to degrade polychlorinated biphenyls[J].InternationalBiodeterioration&Biodegradation， 2009， 63(6):667-672.

[23] CORSEUIL H X， MORENO F N. Phytoremediation potential of willow trees for aquifers contaminated with ethanol-blended gasoline[J].WaterResearch， 2001， 35(12):3013-3017.

[24] SCHOENMUTH B W， PESTEMER W. Dendroremediation of trinitrotoluene (TNT) Part 1: Literature overview and research concept[J].EnvironmentalScienceandPollutionResearch， 2004， 11(4):273-278.

[25] SCHOENMUTH B W， PESTEMER W. Dendroremediation of trinitrotoluene (TNT). Part 2: fate of radio-labelled TNT in trees[J].EnvironmentalScienceandPollutionResearch， 2004， 11(5):331-339.

[26] UCISIK A S， TRAPP S. Uptake， removal， accumulation， and phytotoxicity of phenol in willow trees (Salixviminalis)[J].EnvironmentalToxicologyandChemistry， 2006， 25(9):2455-2460.

[27] UCISIK A S， TRAPP S. Uptake， removal， accumulation， and phytotoxicity of 4-chlorophenol in willow trees[J].ArchivesofEnvironmentalContamination&Toxicology， 2008， 54(4):619-627.

[28] WIESHAMMER G， UNTERBRUNNER R， GARCA T B， et al. Phytoextraction of Cd and Zn from agricultural soils bySalixssp. and intercropping ofSalixcaprea， andArabidopsishalleri[J].PlantandSoil， 2007， 298(1):255-264.

[29] GRANEL T， ROBINSON B， MILLS T， et al. Cadmium accumulation by willow clones used for soil conservation， stock fodder， and phytoremediation[J].SoilResearch， 2002， 40(8):1331-1337.

[30] MERTENS J， VERVAEKE P， MEERS E， et al. Seasonal changes of metals in willow (Salixsp.) stands for phytoremediation on dredged sediment[J].EnvironmentalScience&Technology， 2006， 40(6):1962-1968.

[31] DOS SANTOS UTMAZIAN M N， WENZEL W W. Cadmium and zinc accumulation in willow and poplar species grown on polluted soils [J].JournalofPlantNutritionandSoilScience， 2007， 170 (2): 265-272.

[32] HAMMER D， KAYSER A， KELLER C. Phytoextraction of Cd and Zn with Salix viminalis in field trials[J].SoilUseandManagement， 2003， 19(3):187-192.

[33] VANDECASTEELE B， MEERS E， VERVAEKE P， et al. Growth and trace metal accumulation of twoSalixclones on sediment-derived soils with increasing contamination levels[J].Chemosphere， 2005， 58(8):995-1002.

[34] VANDECASTEELE B， QUATAERT P， TACK F M. The effect of hydrological regime on the metal bioavailability for the wetland plant speciesSalixcinerea[J].EnvironmentalPollution， 2005， 135(2):303-312.

[35] 王银， 王光辉， 胡苏杭. 重金属和有机污染土壤植物增效修复技术研究进展[J]. 安徽农业科学， 2014， 42(16):5074-5076. WANG Y， WANG G H， HU S H. Application of enhanced phytoremediation in contaminated soil by heavy metals and organic pollutants[J].JournalofAnhuiAgriculturalSciences， 2014， 42(16): 5074-5076. (in Chinese with English abstract)

[36] WANG Y， GREGER M. Use of iodide to enhance the phytoextraction of mercury-contaminated soil[J].ScienceoftheTotalEnvironment， 2006， 368(1): 30-39.

[38] BAUM C， HRYNKIEWICZ K， LEINWEBER P， et al. Heavy-metal mobilization and uptake by mycorrhizal and nonmycorrhizal willows (Salix×dasyclados)[J].JournalofPlantNutritionandSoilScience， 2006， 169(4):516-522.

[39] EAPEN S， D’SOUZA S F. Prospects of genetic engineering of plants for phytoremediation of toxic metals[J].BiotechnologyAdvances， 2005， 23(2): 97-114.

[40] CHEN Y， TANG X， CHEEMA S A， et al. β-cyclodextrin enhanced phytoremediation of aged PCBs-contaminated soil from e-waste recycling area[J].JournalofEnvironmentalMonitoring， 2010， 12(7):1482-1489.

[41] YANG C， ZHOU Q， WEI S， et al. Chemical-assisted phytoremediation of Cd-PAHs contaminated soils usingSolanumnigrumL[J].InternationalJournalofPhytoremediation， 2011， 13(8):818-833.

[42] YU X Z， GU J D. The role of EDTA in phytoextraction of hexavalent and trivalent chromium by two willow trees[J].Ecotoxicology， 2008， 17(3):143-152.

[43] PUNSHON T， LEPP N W， DICKINSON N M. Resistance to copper toxicity in some British willows[J].JournalofGeochemicalExploration， 1995， 52(1):259-266.

[44] KUZOVKINA Y A， KNEE M， QUIGLEY M F. Cadmium and copper uptake and translocation in five willow (SalixL.) species[J].InternationalJournalofPhytoremediation， 2004， 6(3):269-287.

[45] WATSON C， PULFORD I D， RIDDELLBLACK D. Development of a hydroponic screening technique to assess heavy metal resistance in willow (Salix)[J].InternationalJournalofPhytoremediation， 2003， 5(4):333-349.

[46] WATSON C， PULFORD I D， RIDDELLBLACK D. Heavy metal toxicity responses of two willow (Salix) varieties grown hydroponically: development of a tolerance screening test[J].EnvironmentalGeochemistryandHealth， 1999， 21(4):359-364.

[47] WATSON C， PULFORD I D， RIDDELLBLACK D. Screening of willow species for resistance to heavy metals: comparison of performance in a hydroponics system and field trials[J].InternationalJournalofPhytoremediation， 2003， 5(4):351-365.

(责任编辑 高 峻)

Review on application of willows (Salixspp.) in remediation of contaminated environment

ZHAO Fengliang1，2， YANG Weidong2，*

(1.EnvironmentandPlantProtectionInstitute，ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences，Haikou571101，China; 2.CollegeofEnvironmentandResources，ZhejiangUniversity，Hangzhou310029，China)

Willows had ideal biological characteristics for phytoremediation， such as high biomass， fast-growing， easy propagation and high transpiration ability. Relevant studies showed that willows could effectively remove nitrogen， phosphorus from contaminated environment through plant-soil， plant-sand， constructed wetland and river buffer zones. Willows could remediate organic pollutants such as ethanol， polychlorinated biphenyls and polycyclic aromatic hydrocarbons. Willows could also remove heavy metals through natural phytoremediation and induced phytoremediation (chelators， arbuscular myconhizal fungi). The phytoremediation efficiency of willows was strongly correlated with species or clones， soil types and hydrological regime. In the future， more strength should be put toward to explore the bioenergy potential of willow along with environment remediation techniques， and more efforts should be devoted to the screening and evaluation of willow species for environmental phytoremediation.

willows (Salixspp.); eutrophication; heavy metals; organic pollution; phytoremediation

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.02.17

2016-10-20

国家公益性行业(农业)科研专项(201503106)；国家自然科学基金青年基金项目(31100513，31401945)

赵凤亮(1980—)，男，山东青州人，博士，副研究员，主要从事植物营养与面源污染防控研究。E-mail: zfl7409@163.com

S792.12；X51

A

1004-1524(2017)02-0300-07

*通信作者，杨卫东，ywdheze@126.com