哈爾濱市主要綠地類型土壤肥力特征比較

路雪梅，王 歡，錢挽鵬，楊 雪，常 進(jìn)，何 淼*

(1．吉林省長春市園林科學(xué)研究所，長春130000;2．東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，哈爾濱150040)

綠地土壤是園林植物生長的介質(zhì)，也是整個(gè)綠地系統(tǒng)的基礎(chǔ)［1］，城市綠地不僅是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，也是城市園林植物生長所需養(yǎng)分和介質(zhì)供給者;它作為城市環(huán)境污染物的凈化器，與城市園林植物生長、人居環(huán)境質(zhì)量以及人類健康息息相關(guān)［2-3］。所以對(duì)城市綠地土壤的調(diào)查與研究就顯得尤為重要，開展此項(xiàng)研究一方面可以促進(jìn)生態(tài)化城市的建設(shè)，另一方面也可以保證城市生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

與自然土壤不同，城市土壤由于受到嚴(yán)重的人為干擾，城市綠地土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)以及土壤酶活性都已發(fā)生了顯著地變化。城市土壤出現(xiàn)pH值高、有機(jī)質(zhì)含量明顯偏低、有效養(yǎng)分在一定程度上缺乏等特性［4-5］。因此，城市綠地土壤問題研究就成為重中之重，在對(duì)于哈爾濱市綠地土壤調(diào)查研究中，胡海輝等對(duì)哈爾濱綠地土壤的營養(yǎng)做出了分析，并提出相應(yīng)的植物種植對(duì)策［6］。高玉娟對(duì)哈爾濱市城市綠地土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行了研究［7］。哈爾濱是典型的寒地城市，城市綠地土壤的條件在很大程度上限制著城市的可持續(xù)建設(shè)，本研究在前人研究基礎(chǔ)上對(duì)哈爾濱城市綠地土壤進(jìn)行了更廣泛的調(diào)查，并進(jìn)一步對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，為哈爾濱市綠地土壤的科學(xué)管理以及城市園林建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，并為提高哈爾濱市綠化提供重要的生產(chǎn)實(shí)踐。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法

1．1 樣地設(shè)計(jì)與土壤樣品采集

依據(jù)國家城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn) (CJJ/T 85—2002)［8］，結(jié)合哈爾濱市綠地土壤實(shí)際情況，將哈爾濱綠地劃分為4種主要類型，即道路交通綠地、居住區(qū)綠地、公園廣場(chǎng)綠地和防護(hù)綠地。綜合考慮研究區(qū)域內(nèi)的代表性植被、人為干擾情況和管理特點(diǎn)等因素，分別在道路交通綠地、居住區(qū)綠地、公園廣場(chǎng)綠地和防護(hù)綠地中選取43個(gè)樣地，通過網(wǎng)格布點(diǎn)確定采樣點(diǎn)的基本分布和取樣數(shù)，使取樣點(diǎn)分布相對(duì)均勻，其中道路綠地選取樣地12個(gè)，編號(hào)1～12;居住區(qū)綠地選取樣地11個(gè)，編號(hào)1～11;公園廣場(chǎng)綠地選取樣地12個(gè)，編號(hào)1～12;生產(chǎn)綠地選取樣地8個(gè)，編號(hào)1～8。于2013年8月分別在植被生長的綠地土壤40～60 cm層次多點(diǎn)采樣，居住區(qū)綠地和公園廣場(chǎng)綠地中采樣點(diǎn)為草坪，道路交通綠地中采樣點(diǎn)為樹木栽種池，防護(hù)綠地采樣點(diǎn)為林下土，3次重復(fù)，共采集樣品187個(gè)。

1．2 研究方法

將采集樣品放入清潔干凈、通風(fēng)干燥的室內(nèi)風(fēng)干，將土壤中的植物根、莖、葉、雜草、石塊、壤篩，充分混合均勻后，將土樣分別放在封口袋中，存在陰涼處以備待用。

對(duì)于采集土樣做化學(xué)性質(zhì)分析，土壤pH測(cè)定采用電位法(PHS-828酸度計(jì))測(cè)定。土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法。土壤速效鉀測(cè)定采用乙酸銨浸提-火焰光度法(PF640型火焰光度計(jì))。土壤有效磷測(cè)定采用鹽酸/碳酸氫鈉-氟化銨提取-鉬銻抗比色法(F7320型分光光度計(jì))，土壤堿解氮采用堿解擴(kuò)散法［9-10］。

1．3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用 Microsoft Excel 2003和SPSS 19．0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 土壤pH 分析

pH直接影響到土壤中養(yǎng)分元素的存在形態(tài)和對(duì)植物的有效性，許多研究表明，城市土壤偏堿性［11］。不同綠地類型pH變化如圖1所示。由圖1表明，道路廣場(chǎng)綠地土壤pH為8．05～8．95的強(qiáng)堿性，居住區(qū)綠地的土壤pH基本都為8．02～8．53的堿性土壤，公園綠地土壤的pH為6．60～7．39，基本屬于中性偏堿性土壤，防護(hù)綠地的土壤pH為6．94～7．66，基本也屬于中性偏堿性土壤。在和興路、紅旗大街、中山路和友誼路，這些交通綠地的pH值與冬季哈爾濱市化冰鹽等污染有關(guān)［11］。pH由低到高的順序?yàn)?道路交通綠地＞居住區(qū)綠地＞公園綠地＞防護(hù)綠地。

2．2 土壤有機(jī)質(zhì)分析

在城市綠地土壤中，由于表層土壤有機(jī)質(zhì)氧化或者侵蝕、或表層土被除去、新土層露出地表，導(dǎo)致其有機(jī)質(zhì)降低［12］。不同綠地類型有機(jī)質(zhì)變化如圖2所示。由圖2表明，哈爾濱市綠地土壤中，道路交通綠地土壤有機(jī)質(zhì)為18．51～35．78 g/kg。居住區(qū)綠地土壤有機(jī)質(zhì)為26．98～54．94 g/kg。公園廣場(chǎng)綠地土壤有機(jī)質(zhì)的范圍在95．54～121．27 g/kg，防護(hù)綠地有機(jī)質(zhì)范圍在109．43～140．17 g/kg。從單個(gè)樣區(qū)有機(jī)質(zhì)含量與同類型土壤有機(jī)質(zhì)含量相比，和興路林大門前、盛世江南2#后、兆麟公園河邊和林大苗圃2的有機(jī)質(zhì)含量較低，基本上道路交通綠地的有機(jī)質(zhì)含量在40 g/kg以下，最低含量僅在18．51 g/kg，其余三種類型綠地含量相對(duì)較高。有機(jī)質(zhì)從低到高為:道路交通綠地＜居住區(qū)綠地＜公園綠地＜防護(hù)綠地。

2．3 土壤速效鉀分析

N、P、K對(duì)植物的生長起著十分重要的作用，植物所能利用的鉀是速效鉀，它能真實(shí)的反映土壤中鉀素的供應(yīng)情況［13-14］。不同綠地類型速效鉀變化如圖3所示。由圖3結(jié)果表明，4種綠地土壤類型中，道路交通綠地、居住區(qū)綠地、公園廣場(chǎng)綠地和防護(hù)綠地中速效鉀含量分別為109．53～215．24、155．96 ～ 218．37、178．59 ～ 312．83、213．98 ～407．71 mg/kg，因此速效鉀的含量處于高等或中等水平。其中含量最低的是紅旗大街建設(shè)銀行處，含量在109．53 mg/kg;然而林大林場(chǎng)中速效鉀含量最高達(dá)到407．71 mg/kg。綜上，土壤有效鉀含量由低到高基本為:道路交通綠地＜居住區(qū)綠地＜公園綠地＜防護(hù)綠地。

2．4 土壤有效磷分析

土壤速效磷的含量表示在一個(gè)生長季節(jié)中植物可利用磷的多少，但其含量不高且季節(jié)波動(dòng)性也很大［15］。不同綠地類型有效磷變化如圖4所示。由圖4表明，道路交通綠地有效磷含量在19．74～33．66 mg/kg，平均值為 25．55 mg/kg。居住區(qū)綠地土壤有效磷含量在27．81～45．36 mg/kg，平均值為35．56 mg/kg。公園綠地土壤有效磷范圍為97．63～133．67 mg/kg，平均值為 101．41 mg/kg。防護(hù)綠地土壤有效磷范圍為 89．18～147．65 mg/kg，平均值125．35 mg/kg。道路交通綠地的有效磷含量最低，尤其是紅旗大街理想百程前的綠地土壤在同類型綠地土壤中有效磷的含量最低，而林大林場(chǎng)的含量最高。所以，綠地土壤有效磷含量由低到高基本為:道路交通綠地＜居住區(qū)綠地＜公園綠地＜防護(hù)綠地。

2．5 土壤堿解氮分析

堿解氮能更全面的反映出近期內(nèi)土壤的氮素供應(yīng)情況和氮素釋放效率。不同綠地類型堿解氮變化如圖5所示。由圖5表明，道路交通綠地土壤堿解氮含量范圍58．91～103．88 mg/kg，居住區(qū)綠地堿解氮含量為98．87～131．55 g/kg，公園廣場(chǎng)綠地土壤堿解氮范圍在95．35～144．45 g/kg，防護(hù)綠地土壤堿解氮范圍為109．83～152．79 g/kg。其中4種綠地類型中堿解氮含量最高的是林場(chǎng)，最低為紅旗大街理想百程前的綠地土壤。因此。綠地土壤堿解氮含量由低到高為:道路交通綠地＜居住區(qū)綠地＜公園綠地＜防護(hù)綠地。

圖1 不同綠地類型pH變化Fig．1 Changes of pH value for different types of green space

圖2 不同綠地類型有機(jī)質(zhì)變化Fig．2 Changes of organic matter for different types of green space

圖3 不同綠地類型速效鉀變化Fig．3 Changes of rapidly available potassium for different types of green space

圖4 不同綠地類型有效鉀變化Fig．4 Changes of available potassium for different types of green space

圖5 不同綠地類型堿解氮變化Fig．5 Changes of available nitrogen for different types of green space

圖1～5橫坐標(biāo)為4種綠地類型中所選樣地的編號(hào)。

3 結(jié)論與討論

園林植物生長的基質(zhì)是綠地土壤，而其理化性質(zhì)和質(zhì)量狀況又是影響植物健壯生長的關(guān)鍵因素。城市綠地土壤間接影響園林植物效益的發(fā)揮和城市綠地生態(tài)效益的增加，城市綠地土壤與自然土壤有著很大的差異，人為踐踏和干擾、城市垃圾的注入等都是造成差異的原因，再加上城市綠地土壤多為外來土壤，尤其是新建綠地土壤肥力較差，這些因素對(duì)園林植物的生長極為不利。在哈爾濱城市綠地土壤中，由于建筑垃圾、石塊、塑料和玻璃等雜物的介入，含碳酸鹽灰塵的沉降等，都直接或間接地導(dǎo)致哈爾濱城市綠地土壤pH值逐年升高。

本研究采集了道路交通綠地、居住區(qū)綠地、公園廣場(chǎng)綠地和防護(hù)綠地42個(gè)樣點(diǎn)做為調(diào)查對(duì)象，對(duì)其主要的化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定與分析。在測(cè)定的42個(gè)樣地中，城市綠地土壤大多呈現(xiàn)堿性，且有研究表明，由于一些人為因素的破壞，城市綠地土壤的pH值呈現(xiàn)逐年升高的趨勢(shì)，2001年6月份，哈爾濱市城市廣場(chǎng)綠地土壤pH的平均值為7．77。2012年8月份，哈爾濱城市廣場(chǎng)綠地pH平均值為8．62［16］。由于冬季融雪劑大量施用，哈爾濱冬季土壤pH含量也高于其他季節(jié)。研究還表明，防護(hù)綠地和公園綠地中有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷、堿解氮的含量相對(duì)較高，最差綠地類型為道路交通綠地，這與公共綠地受人為活動(dòng)影響有關(guān)。此外，土壤的養(yǎng)分特征在哈爾濱城市綠地土壤中表現(xiàn)出空間差異性，四種樣地類型中養(yǎng)分含量差異明顯。道路交通綠地中不同區(qū)域土壤肥力水平具有顯著差異，紅旗大街建設(shè)銀行前綠地土壤的速效鉀為109．53 mg/kg，有效磷為 22．13 mg/kg，堿解氮為 66．54 mg/kg。而中山路中國銀行前綠地土壤的速效鉀為222．31 mg/kg，有效磷為 28．59 mg/kg，堿解氮為102．86 mg/kg。因此，園林綠化質(zhì)量在很大程度上影響著城市綠地土壤的理化性質(zhì)。

城市綠地質(zhì)量和肥力狀況直接影響著植物綠化、美化的效果，也間接影響植物的生態(tài)效益，因此城市綠地土壤肥力要有針對(duì)性的提高。首先，由于哈爾濱城市綠地基本呈堿性，所以應(yīng)多篩選耐堿性的樹木和花卉進(jìn)行合理的栽植;其次，有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷和堿解氮是土壤肥力提高的根本，應(yīng)著重對(duì)這幾項(xiàng)進(jìn)行改良。在道路交通綠地進(jìn)行道路綠化時(shí)，可加入天然改良劑、生物改良劑等提高土壤肥力。有特殊要求的綠地，還應(yīng)適當(dāng)禁止機(jī)械、人為碾壓和踐踏，保持土壤的疏松;最后，降低融雪劑對(duì)植物的損害，由于近幾年使用融雪劑后的積雪會(huì)堆積在道路兩旁的綠化帶，這樣會(huì)對(duì)綠化帶中植物造成死亡，因此要選擇損害較小的融雪劑類型或是對(duì)實(shí)在需要撒融雪劑的路面，要以人工和機(jī)械除雪為主、融雪劑為輔的原則進(jìn)行;此外，還可以栽植綠肥植物，此類植物在生長過程中能夠吸收土壤中的堿性物質(zhì)，同時(shí)植物根部還可以分泌酸性物質(zhì)，以達(dá)到降低綠地土壤pH的目的，更重要的是此類植物含有大量有機(jī)質(zhì)，能夠提高土壤自身的供肥能力，是一類具有肥土功能和綠化效應(yīng)的園林植物［17-18］。因此在進(jìn)行園林綠化時(shí)，要十分注意園林植物的群落結(jié)構(gòu)和合理配置，從而促進(jìn)園林植物的生長發(fā)育，提高園林綠地的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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