長春市重要園林植物群落土壤肥力特征分析與評價

楊義波 王菲

摘要：采集長春市155個重要園林植物群落表層（0～30 cm）土壤樣品，測定并分析9個土壤指標(biāo)統(tǒng)計特征，根據(jù)全國第二次土壤普查分級標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)梅羅指數(shù)法評價不同綠地重要園林植物群落和不同類型重要園林植物群落土壤肥力。結(jié)果表明，長春市重要園林植物群落土壤pH值在6.91～8.12，土壤容重在1.06～1.58 g/cm3。根據(jù)全國第二次土壤普查分級標(biāo)準(zhǔn)，全磷、全鉀和速效鉀的含量為1級，有機(jī)質(zhì)和速效磷的含量為2級，全氮和堿解氮的含量為3級。不同類型綠地重要園林植物群落土壤肥力綜合指數(shù)在1.74～2.10，庭院綠地>公園綠地>學(xué)校綠地>工廠綠地>道路綠地>廣場綠地;不同類型重要園林植物群落土壤肥力綜合指數(shù)在1.60～1.94，針闊葉樹混交群落>闊葉樹混交群落>單純闊葉樹群落>針葉樹混交群落>單純針葉樹群落。

關(guān)鍵詞：長春;重要園林植物群落;土壤肥力;評價

中圖分類號： S158文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2021）02-0193-06

收稿日期：2020-04-23

基金項目：長春市園林局重點支持項目（編號：2018JBH27L19）。

作者簡介：楊義波（1965—），男，吉林伊通人，碩士，副教授，主要從事園林植物應(yīng)用研究。 E-mail：1467101780@qq.com。

重要園林植物群落是指具有古樹名木后備資源和珍稀樹種的城市園林植物群落，古樹名木后備資源是指年齡在50～99年和具有歷史、文化意義的樹木，珍稀樹種是指國家一級和二級保護(hù)樹種[1]。古樹名木后備資源和珍稀樹種（以下簡稱重要樹種）是一個城市綠地建設(shè)的重要成果，具有寶貴的生態(tài)、歷史、文化和藝術(shù)價值。城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分，對園林樹木生長發(fā)育起著決定作用。國內(nèi)目前對城市綠地土壤肥力的研究主要集中在杭州、長春、哈爾濱、上海和北京等城市[2-6]，研究方向主要集中于城市綠地土壤肥力分析與評價、城市綠地土壤理化性質(zhì)研究等幾個方面[7-8]，關(guān)于重要園林植物群落土壤肥力方面的研究至今鮮見報道。

為了更好地保護(hù)和利用城市珍貴樹木資源，2018年4月至2019年10月長春市開展了古樹名木后備資源群落和珍稀樹種群落綜合普查，本研究從調(diào)查結(jié)果中篩選出155個具有代表性的重要園林植物群落，利用全國第二次土壤普查分級標(biāo)準(zhǔn)及內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法對長春市重要園林植物群落土壤肥力進(jìn)行分析和評價，以期為重要園林植物群落保護(hù)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)域概況

長春市位于124°18′～127°05′E 、43°05′～45°15′N，屬于溫帶大陸半濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫4.8 ℃，年降水量在522～615 mm，年日照總時數(shù)2 688 h。長春市地勢平坦，海拔在250～350 m，主要土壤為黑土、草甸土和黑鈣土。長春市綠地率365%，綠化覆蓋率41.5%，人均公園面積11.6 m2，綠地總面積達(dá)180 km2。

1.2樣品采集與處理

根據(jù)長春市重要園林植物群落分布和結(jié)構(gòu)特征，把采樣區(qū)綠地分為公園綠地、廣場綠地、道路綠地、學(xué)校綠地、工廠綠地和庭院綠地六大類，每類綠地再根據(jù)重要樹種組成，分為單純針葉樹群落、針葉樹混交群落、單純闊葉樹群落、闊葉樹混交群落、針闊葉樹混交群落。本研究從2019年5月開始進(jìn)行土樣采集和分析，共設(shè)立了31個采樣區(qū)和155個采樣點，對每個采樣點進(jìn)行GPS定位（圖1）。在每個采樣點用取土器進(jìn)行梅花形采樣，采集0～30 cm的土壤樣品，而后按四分法取舍并裝袋1 kg左右，土樣拿回室內(nèi)后，制成0.1 mm粒徑待測樣。

1.3測定方法

pH值測定采用電位法;土壤容重測定采用環(huán)刀法;有機(jī)質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法;全氮含量測定采用半微量凱氏定氮法;全磷含量測定采用氫氧化鈉熔解-鉬銻抗比色法;全鉀含量測定采用氫氟酸、高氯酸溶解-原子吸收分光光度計（AA6880原子吸收分光光度計）法;堿解氮含量測定采用氫氧化鈉堿解擴(kuò)散法;速效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法;速效鉀含量測定采用醋酸銨浸提-火焰光度法[9]。

1.4評價方法

1.4.1土壤肥力單項指標(biāo)評價根據(jù)第二次全國土壤普查及CJ/T 340—2016《綠化種植土壤》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對長春市重要園林植物群落土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀含量等進(jìn)行單項指標(biāo)評價（表1）。

1.4.2土壤肥力綜合評價利用改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)對長春市重要園林植物群落土壤肥力進(jìn)行綜合評價[10]，計算公式如下：

P=P2i+P2imin2×n-1n。

式中：Pi為i類土壤單項肥力指數(shù)的平均值;Pimin為i類土壤單項肥力指數(shù)中的最小值;n為參評土壤肥力因子數(shù)。

根據(jù)第二次全國土壤普查中的土壤各屬性分級標(biāo)準(zhǔn)（表2）對所選指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[11]，方法如下：

當(dāng)屬性值屬于差的一級，即ci≤xa時，Pi=ci/xa（Pi≤1）;（1）

當(dāng)屬性值屬于中等一級，即xa

當(dāng)屬性值屬于較好一級，即xc

當(dāng)屬性值屬于好一級，即ci>xp時，Pi=3。（4）

式中：Pi為屬性分系數(shù);ci為該屬性測定值;xa、xc、xp 為分級指標(biāo)。

根據(jù)P值將土壤肥力分為4級：P>2.7，為1級，土壤肥力為很肥沃;1.8<P≤2.7，為2級，土壤肥力為肥沃;0.9<P≤1.8，為3級，土壤肥力為中等;P≤0.9為4級，土壤肥力為貧瘠[12]。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2016和SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、單因素方差分析、相關(guān)顯著性檢驗，采用ArcGIS 10.0繪制采樣點定位圖。

2結(jié)果與分析

2.1長春市重要園林植物群落土壤肥力指標(biāo)統(tǒng)計特征

由表3可知，土壤pH值的均值為7.43，pH值>7.5的樣點數(shù)占23.2%，變異系數(shù)小。土壤容重均值為1.32 g/cm3，樹木生長適宜容重在1.10～125 g/cm3之間[12]，超出這個適宜范圍的樣點數(shù)占74.6%。有機(jī)質(zhì)的平均含量為32.00 g/kg，大于30.00 g/kg的樣點數(shù)占66.0%。全氮含量的均值為1.39 g/kg，樣點數(shù)值在0.8～1.5 g/kg之間占78%。全磷含量的均值為2.38 g/kg，全部樣點數(shù)值>1 g/kg。全鉀含量的均值為68.24 g/kg，全部樣點數(shù)值>25 g/kg。堿解氮含量的均值為 108.65 mg/kg，數(shù)值在90～120 mg/kg的樣點數(shù)占66.7%。速效磷含量的均值為25.77 mg/kg，數(shù)值在20 mg/kg以上的樣點數(shù)占72.6%，變異系數(shù)3524%，根據(jù)變異程度劃分標(biāo)準(zhǔn)屬于強(qiáng)變異（CV>30%）[13]。速效鉀含量的均值為239.08 mgkg，數(shù)值大于200 mg/kg的占78.67%。從峰度和偏度數(shù)據(jù)來看，數(shù)據(jù)都偏離正態(tài)分布，表明外界因素干擾對土壤肥力影響較大[14-15]。

為更好了解各肥力指標(biāo)之間的相互關(guān)系，對長春市重要園林植物群落土壤肥力指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)顯著性（雙側(cè)）檢驗。由表4可知，pH值與有機(jī)質(zhì)、全氮含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），土壤容重與全氮、全磷、堿解氮含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<001），這與一些城市的研究結(jié)果[16-17]基本相同。有機(jī)質(zhì)含量與全氮含量之間呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），有機(jī)質(zhì)含量與全磷、全鉀、堿解氮、速效鉀含量之間呈顯著正相關(guān)（P<0.05），這說明有機(jī)質(zhì)在土壤肥力中起著十分重要的作用[18-19]。全氮含量與全磷含量、全氮含量與全鉀含量、全氮含量與堿解氮含量、全氮含量與速效鉀含量、全磷含量與全鉀含量、全磷含量與堿解氮含量、全磷含量與速效鉀含量、全鉀含量與速效鉀含量、堿解氮含量與速效磷含量、速效磷含量與速效鉀含量之間呈極顯著正相關(guān)（P<001），表明它們具有明顯的同源性[20-21]。有機(jī)質(zhì)與堿解氮含量、有機(jī)質(zhì)含量與速效鉀含量、全磷含量與速效磷含量、堿解氮含量與速效鉀含量之間呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。

2.2長春市不同類型綠地重要園林植物群落土壤肥力指標(biāo)分析與評價

由表5可知，pH值表現(xiàn)為庭院綠地<公園綠地<廣場綠地<學(xué)校綠地<工廠綠地<道路綠地，道路綠地和工廠綠地重要園林植物群落土壤為弱堿性，其他綠地為中性。庭院綠地容重最小，廣場綠地容重最大，這和人流活動強(qiáng)度密切相關(guān)[22-23]。庭院綠地枯枝落葉自然歸還干擾小，所以有機(jī)質(zhì)含量最高，與其他綠地之間無顯著差異。全氮的含量表現(xiàn)為庭院綠地>學(xué)校綠地>公園綠地>工廠綠地>道路綠地>廣場綠地。全磷含量在各綠地之間變化明顯，廣場綠地最小，庭院綠地最大，這與有機(jī)質(zhì)的含量基本一致。堿解氮含量公園綠地最大，廣場綠地含量最小，其他綠地之間差異不顯著。公園綠地速效磷含量大，其他綠地之間含量差異并不顯著。綠地之間全鉀和速效鉀的含量差異不顯著，都達(dá)到了很高含量水平。

不同類型綠地土壤肥力綜合評價結(jié)果（表6）表明，長春市不同類型綠地重要園林植物群落土壤肥力綜合指數(shù)在1.74～2.10之間，由大到小的順序為庭院綠地（2.10）>公園綠地（2.06）>學(xué)校綠地（201）>工廠綠地（1.94）>道路綠地（1.83）>廣場綠地（1.74），除廣場綠地土壤肥力為中等水平外，其他綠地土壤肥力均為肥沃水平。

2.3長春市不同類型重要園林植物群落土壤肥力指標(biāo)分析與評價

由表7可知，單純闊葉樹群落的pH值最大，其余4個群落之間的pH值差異并不顯著。土壤容重表現(xiàn)為闊葉樹混交群落<針闊葉樹混交群落<針葉樹混交群落<單純闊葉樹群落<單純針葉樹群落。針闊葉樹混交群落土壤有機(jī)質(zhì)含量最小，屬于中等水平，其他4種群落之間差異不顯著，均達(dá)到高含量水平。全氮含量各群落之間差異顯著，這與氮的來源密切相關(guān)[24]。全磷含量表現(xiàn)為單純針葉樹群落<針闊葉樹混交群落<闊葉樹混交群落<針葉樹混交群落<單純闊葉樹群落，各群落含量均達(dá)到很高水平。闊葉樹混交群落堿解氮的含量明顯高于其他4種群落，其他4種群落之間差異并不顯著。不同類型群落之間速效磷含量差異顯著，闊葉樹混交群落最大，單純針葉樹群落最小。各群落全鉀含量差異不顯著，針闊葉樹混交群落速效鉀含量最高，單純針葉樹群落含量最低，其他群落之間差異不顯著。

不同類型重要園林植物群落土壤肥力綜合評價結(jié)果（表8）表明，長春市不同類型重要園林植物群落土壤肥力綜合指數(shù)在1.60～1.94之間，土壤肥力綜合指數(shù)由大到小順序為針闊葉樹混交群落（194）>闊葉樹混交群落（1.81）>單純闊葉樹群落（1.80）>針葉樹混交群落（1.65）>單純針葉樹群落（1.60），單純闊葉樹群落、單純針葉樹群落和針葉樹混交群落土壤肥力中等，針闊葉樹混交群落、闊葉樹混交群落土壤肥力水平很高，這和近些年人們對森林樹種肥力研究的結(jié)果[25]基本一致。

3結(jié)論與討論

土壤pH值與通透性是影響園林樹木生長的重要因子[26]， 長春市重要園林植物群落土壤pH值主要以中性為主，適宜園林樹木生長，但有74.6%的取樣點土壤容重超出適宜范圍，最大值達(dá)到 1.58 g/cm3，說明大部分重要園林植物群落土壤通透性較差，應(yīng)及時采取有力措施改善土壤的通透性，確保這些寶貴樹木資源良好生長發(fā)育。古樹名木后備資源隨著年齡的增加，對肥料的需求會逐漸減少[27]，從本研究結(jié)果來看，廣場綠地綜合肥力指數(shù)為1.74，土壤肥力接近肥沃水平，公園綠地、道路綠地、學(xué)校綠地、工廠綠地和庭院綠地的綜合肥力指數(shù)均大于1.8，土壤肥力為肥沃;單純闊葉樹群落、單純針葉樹群落和針葉樹混交群落的綜合肥力指數(shù)分別為1.80、1.60、165，土壤肥力為中等;闊葉樹混交群落和針闊混交群落的綜合肥力指數(shù)分別為1.81、1.94，土壤肥力為肥沃，所以，長春市重要園林植物群落土壤肥力水平可以很好地滿足古樹名木后備資源生長發(fā)育的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇祖榮. 古樹名木的類型劃分與價值評價[J]. 林業(yè)勘察設(shè)計，2014（2）：42-46.

[2]安康，謝小平，張海珍，等. 西湖風(fēng)景區(qū)土壤肥力的空間格局及其影響因子[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2015，34（4）：1091-1096.

[3]董煒華，袁淑影，劉志會，等. 長春師范學(xué)院校園土壤研究[J]. 長春師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，30（4）：70-73.

[4]周偉，王文杰，何興元，等. 哈爾濱城市綠地土壤肥力及其空間特征[J]. 林業(yè)科學(xué)，2018，54（9）：9-17.

[5]高國榮. 上海市楊浦區(qū)公園、道路綠地土壤物理性狀及電導(dǎo)率分析[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2019，35（26）：107-114.

[6]祝鑫海，張遠(yuǎn)智，楊少斌. 北京市核心區(qū)土壤養(yǎng)分空間變異特征[J]. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，47（5）：580-586.

[7]駱玉珍，張維維，李雅穎，等. 上海市公園綠地土壤肥力特征分析與綜合評價[J]. 中國土壤與肥料，2019（6）：86-93.

[8]武慧君，姚有如，苗雨青，等. 蕪湖市城市森林土壤理化性質(zhì)及碳庫研究[J]. 土壤通報，2018，49（5）：1015-1023.

[9]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M]. 3版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[10]單奇華，俞元春，張建鋒，等. 城市森林土壤肥力質(zhì)量綜合評價[J]. 水土保持通報，2009，29（4）：186-190，223.

[11]周偉，王文杰，張波，等. 長春城市森林綠地土壤肥力評價[J]. 生態(tài)學(xué)報，2017，37（4）：1211-1220.

[12]駱東奇，白潔，謝德體.論土壤肥力評價指標(biāo)和方法[J]. 土壤與環(huán)境，2002，11（2）：202-205.

[13]盛蒂，朱蘭保，戚曉明，等. 蚌埠市區(qū)土壤重金屬積累特征及生態(tài)風(fēng)險評價[J]. 土壤通報，2015，46（3）：716-720.

[14]司志國，彭志宏，俞元春，等. 徐州城市綠地土壤肥力質(zhì)量評價[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，37（3）：60-64.

[15]陳洪，付強(qiáng)，胡艷燕. 重慶市主城區(qū)城市綠地土壤質(zhì)量特征分析及評價[J]. 貴州科學(xué)，2015，33（4）：69-74.

[16]鐘林茂，易桂林，鄭鵬，等. 宜賓市典型城市綠地土壤理化性質(zhì)分析[J]. 四川林業(yè)科技，2014，35（1）：97-98.

[17]范海榮，常連生，王洪海，等. 城市草坪土壤肥力綜合評價[J]. 草業(yè)科學(xué)，2010，27（10）：17-22.

[18]鄧玉龍，張乃明. 設(shè)施土壤pH值與有機(jī)質(zhì)演變特征研究[J]. 生態(tài)環(huán)境，2006，15（2）：367-370.

[19]陳祥，包兵，胡艷燕，等. 城市園林栽植土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的對比分析[J]. 北方園藝，2010（21）：141-144.

[20]Jim C Y. Urban soil characteristics and limitations for landscape planting in Hong Kong[J]. Landscape and Urban Planning，1998，40（4）：235-249.

[21]Sanborn P. Influence of broadleaf trees soil chemical properties：a retrospective study in the? Sub-Boreal Spruce Zone，British Columbia，Canada[J]. Plant Soil，2001，236（1）：75-82.

[22]陶曉，崔珺，徐俊，等. 城市綠地土壤呼吸特點及影響因素[J]. 土壤通報，2016，47（1）：54-59.

[23]韓繼紅，李傳省，黃秋萍. 城市土壤對園林植物生長的影響及其改善措施[J]. 中國園林，2003，19（7）：74-76.

[24]高述超，田大倫，閆文德，等. 長沙城市森林土壤理化性質(zhì)及碳貯量特征[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2010，30（9）：16-22.

[25]鄭永林，王海燕，解雅麟，等. 北京平原地區(qū)造林樹種對土壤肥力質(zhì)量的影響[J]. 中國水土保持科學(xué)，2018，16（6）：89-98.

[26]郭志安，高志偉，高明月. 古樹名木保護(hù)措施[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014，4（9）：210-211.

[27]蘇澤源. 保護(hù)古樹名木的方法探討[J]. 西南科技大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2003，20（2）：67-70.曾成城，蘇天明，蘇利榮，等. 廣西典型喀斯特地區(qū)不同土地利用方式土壤養(yǎng)分特征[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，49（2）：199-203.