重庆城市绿地土壤质量特征与评价

时间：2015-12-21 00:23:16 所属分类：农学 浏览量:

城市绿地土壤质量是城市园林绿地规划的基础，土壤条件是园林植物类型选择及绿地面积规划的重要依据（ 卢瑛等，2002） .随着城市绿地建设速度加快和规模的不断扩大，在进行面积较大的园林绿化工程施工时常常遇到复杂的施工环境，尤其是在城市环境条件下土壤类

　　城市绿地土壤质量是城市园林绿地规划的基础，土壤条件是园林植物类型选择及绿地面积规划的重要依据（ 卢瑛等，2002） .随着城市绿地建设速度加快和规模的不断扩大，在进行面积较大的园林绿化工程施工时常常遇到复杂的施工环境，尤其是在城市环境条件下土壤类型复杂，土壤性状除了受到自然地理地带因素的影响以外，还受到人为因素的影响 （ Craul PJ,1999; Stahr K,2003; WorkingGroup WRB,2006） 如农田、工厂空地、学校和医院用地的土壤性状均各不相同（ 章家思等，1997） .因此，系统掌握城市绿地土壤质量现状，能指导重庆市的城市绿化工作，做到适地适树，保证城市绿化质量； 同时，对于已建成绿地而言，本研究不仅可以指导城市绿地土壤的改良和治理，还能为了解当地园林植物生长的限制性因子、研究城市化过程中城市土壤的肥力特征和演变规律提供科学依据。

　　1 材料与分析方法

　　1. 1 采样点确定

　　于 2012 年 5 ~10 月在重庆市主城区，根据对研究区域的自然环境、土壤类型、土地利用情况及植物生长状况进行概略调查，在此基础上确定样品采集的大致范围，综合考虑城市土壤基本特性以及受外界环境因素的影响，在研究区域数字图上，采用网格与城市绿地类型分类（ GJJ/T85,2002） 结合进行布点，最终确定出采样点共 322 个。具体样点分布情况见下表。采集的土壤样品去掉杂质后自然风干，过筛制成 2 mm、1 mm、0. 25 mm 3 种粒径，以作供试土样。

　　1. 2 土壤样品测定项目及方法

　　土壤容重采用环刀法（ DBJ/T 50-044,2005） ;土壤 pH 值采用电位法（ LY/T 1239,1999） ; 含盐量采用电位法（ LY/T 1251,1999） ; 有机质含量采用重铬酸钾容量法（ LY/T 1237,1999） ; 全氮含量采用半微量凯氏法（ LY/T 1228,1999） ; 全磷含量采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法（ LY/T 1234,1999） ; 全钾含量采用氢氧化钠熔融-火焰光度法（ LY/T 1237,1999） ; 碱解氮含量采用扩散法 （ DBJ / T 50-044,2005） ; 有效磷含量采用碳酸氢钠提取法 （ LY / T1233,1999） ; 速效钾含量采用醋酸铵提取法（ LY / T1236,1999） ; 碳酸盐含量采用气量法 （ NY / T 86,1988） ; 阳离子交换量采用交换法 （ LY / T 1243,1999） .

　　1. 3 数据处理

　　数据处理应用 Excel2007、SPSS16. 0 软件进行统计分析。

　　2 结果与讨论　　　　2. 1 城市绿地土壤质量特征分析

　　重庆市城市绿地土壤理化性状测定统计结果见表 2.

　　2. 1. 1 土壤容重

　　土壤容重是评价土壤质量不可缺少的指标，可反映土壤松紧程度、通气透水能力，也可反映人类活动对土壤的压实作用。质地相同的土壤容重越大的土壤孔隙度越小，土壤蓄水、透水、通气性能越差。自然土壤平均容重为 1. 35 g/m3,根据美国农业部自然资源保护局土壤质量研究所 1999 年编撰《Soil Quality Test Kit Guide》中指出，对于质地较轻的土壤（ 砂土、壤砂土） ,当土壤容重大于 1. 60 g/m3时，将影响植物根系生长，土壤容重大于 1. 8 g/m3严重阻碍植物生长。

　　重庆市城市绿地土壤容重变幅在 0. 96 ~ 1. 74g / m3,平均值为 1. 42 g/m3.《绿化种植土壤》（ CJ/T340,2011 ） 中 规 定 绿 地 土 壤 的 容 重 要 大 于1. 35 g / m3,重庆市绿地土壤有 66. 8 % 不符合这一要求，其中还有12. 9 %的土壤容重超过1. 60 g/m3,说明重庆市绿地土壤存在遭受人为践踏等压实严重的问题，土壤保水和通气性能差，不利于植物的生长，而且还会影响雨水和灌溉水的入渗及其在土体中的分布。

　　2. 1. 2 土壤酸碱性、碳酸盐含量

　　土壤酸碱性（ pH 值） 是土壤肥力的重要指标，它对土壤养分元素的存在形态和对植物的有效性、对土壤中的生物作用过程都有巨大影响。重庆市绿地土壤 pH 值变幅在 4. 5 ~ 8. 8 之间，其中酸性、中性土壤只占 20. 2 %,其余全为石灰性土壤，且占52. 1 % 的 pH 值在 8. 0 以上，研究区域城市绿地土壤趋于石灰化。

　　大多数园林植物适宜的土壤酸碱性处于微酸性和中性范围内，因此土壤较高 pH 值是重庆市园林植物生长不良的主要限制因子之一。一方面，碱性土壤容易导致植物 Fe、B、Cu、Mn、Zn 等元素的缺乏，且对桂花、香樟、雪松、杜鹃、山茶等喜酸性土壤的园林植物而言，这样的土壤条件会降低其种植成活率，严重影响其生长； 另一方面，在本次野外调查中发现重庆市绿地土壤中常常混有大量建筑垃圾、石灰、水泥、砖块等，它们不仅会造成土壤的碱化，也会妨碍植物根系的生长。

　　南方土壤中碳酸盐一般是测定 pH≥6. 5 的土壤，其碳酸盐主要以钙盐为主，但当 pH 值大于 8. 5以上，土壤中可能已有碳酸钠存在，但由于城市绿地土壤中常常混油大量的建筑垃圾、石灰、水泥等，这时即便是土壤 pH 值大于 8. 5 也很难确定是否有碳酸盐存在，此时，土壤失去了应有的特性。碳酸盐最大值为 1. 47 g/kg,最大值为 164. 2 g/kg,平均值为 33. 0 g/kg,过多的碳酸盐将导致土壤金属微量元素有效性降低（ Fe、Mn、Cu 等） ,参照《园林栽植土壤质量标准》可知，碳酸盐含量大于 20 g/kg 将严重影响植物生长（ DBJ/T 50-044,2005） .

　　本研究区域内城市绿地土壤碳酸盐含量大于20 g / kg 的土壤占所有样品的 69. 3 % ,且有极少部分土壤碳酸盐含量大于 100 g/kg,说明重庆市城市绿地土壤碳酸盐含量严重影响植物生长。根据实验数据统计，碳酸盐含量范围为 1. 17 ~164 g/kg,平均值为 33. 9 g/kg,碳酸盐含量普遍较高，最小值是最大值的 140. 3 倍，说明大部分的采样点土壤中有大量外界碳酸盐物质的侵入，从城市绿地土壤特点分析，碳酸盐含量较高普遍是由城市建设过程中大量的建筑垃圾所致，大量的城市建筑垃圾也会对城市绿地土壤其它属性造成严重的破坏，说明城市建设过程中建筑垃圾的处理对城市绿地土壤质量有直接或间接的影响。

　　2. 1. 3 土壤水溶性盐分含量、阳离子交换量

　　土壤水溶性盐含量是土壤的属性之一。一方面，土壤水溶性盐含量可以作为衡量土壤肥力水平的指标，另一方面，它也是衡量土壤盐渍化程度的重要指标，有报道指出，土壤 EC 值在 1. 5 ms/cm 以上时表示土壤已出现盐渍化，植物会发生盐害，而在1. 5 ms/cm 以下时，且在一定范围内，其数值大小与土壤肥力水平呈正相关关系。调查中，重庆市绿地土壤 EC 值最小值为 0. 183 ms/cm,最大值为3. 78 ms / cm,平均值 0. 618 ms / cm.其中，仅 3. 6 %的土壤 EC 值超过了1. 5 ms/cm,说明重庆市绿地土壤基本没有受到盐害的影响。

　　土壤阳离子交换量是土壤的重要的肥力属性之一，可体现土壤保水保肥的能力。一般认为 CEC小于 10 cmol（ + ） /kg、10 ~ 20 cmol（ + ） /kg、大于20 cmol（ + ） / kg分别为保肥力弱、中等、强的土壤；《绿化种植土壤》（ CJ/T340-2011） 中规定绿地土壤阳离子交换量应大于10 cmol（ + ） /kg.供试土壤阳离子交换量 < 10 cmol（ + ） /kg、10 ~20 cmol（ + ） /kg、> 20 cmol（ + ） / kg 的土壤所占比例分别为 7. 1% 、84. 2 % 、8. 6 % ,变幅为 7. 35 ~ 56. 1 cmol（ + ） /kg,平均为 15. 2 cmol（ + ） / kg,可见重庆市绿地土壤保肥能力属中等。

　　2. 1. 4 土壤有机质

　　土壤有机质是土壤各种养分元素，特别是氮和磷的重要来源。由于土壤有机质具有胶体特征，能吸附较多阳离子，因而使土壤具有保肥和缓冲性，它通常被作为判断土壤肥力高低的重要指标。

　　据实验分析结果显示，重庆市绿地土壤有机质最小 值 1. 63 g/kg,最 大 值 44. 9 g/kg,平 均 值14. 4 g / kg.重庆市规定绿地土壤有机质含量小于10 g / kg为土壤质量不合格，重庆市主城区 36. 5 %的绿地土壤无法达到此标准。根据全国第二次土壤普查土壤肥力分级标准，重庆市绿地土壤有机质总体处于缺乏水平： 36. 5 %的土壤有机质含量水平处于缺乏状态，43. 6 %的土壤处于极度缺乏状态。

　　2. 1. 5 土壤氮素营养

　　氮素是构成蛋白质的主要成分，土壤氮素含量、供应能力和植物生长、作物品质有密切的关系。

　　土壤氮素由有机态氮和无机态氮组成。在表层土壤中，氮主要以有机态存在，占土壤全氮的 90 % 左右。土壤无机态氮包括氨态氮、硝酸态氮和亚硝态氮等。植物吸收土壤中的氮以无机态氮为主。

　　土壤全氮含量是土壤各形态氮素的总和，是土壤氮素养分的容量指标，在一定水平上可以反映土壤的供氮水平。全氮含量和分布相对稳定，且与土壤有机质有着密切的关系。重庆市绿地土壤全氮含量最小值 0. 151 g/kg,最大值 2. 18 g/kg,平均值0. 783 g / kg.

　　土壤碱解氮含量反映了在一段时间内能够被作物吸收利用的氮素多少，直接体现了土壤对园林作物的氮素供给状况。调查中，重庆市绿地土壤碱解氮含量最小值 9. 54mg/kg,最大值 551 mg/kg,平均值 63. 1mg/kg.根据全国第二次土壤普查土壤肥力状况分级标准，72. 4 %的绿地土壤处于氮素营养缺乏的水平，其中极度缺乏的土壤占 48. 0 %.

　　2. 1. 6 土壤磷素营养

　　磷是植物生长的主要营养元素之一，在土壤中的磷是以迟效性状态存在，而且不同磷形态其有效性不同。全磷含量高时并不意味着磷素供应充足，而全磷含量低于 0. 8 ~1. 0 g/kg 时，土壤常出现磷供应不足。重庆市绿地土壤全磷含量最小值0. 171 g/kg,最大值 1. 51 g/kg,平均值 0. 615 g/kg,82. 8 % 的样品可能出现供磷不足。

　　土壤中能被植物吸收利用的磷可以称为有效磷，包括全部水溶性磷、土壤胶体表面的弱吸附态、易交换态的磷及一部分微溶性的固相磷酸盐化合物。重庆市绿地土壤有效磷含量 0. 857 ~94. 7 mg/kg,平均值14. 9 mg/kg,各样点有效磷含量差异较大，变异系数达91. 9 %.

　　2. 1. 7 土壤钾素营养

　　钾是重要的植物养分，在植物体内以离子态存在。与植物体内碳水化合物的合成和转移有密切关系。土壤中的钾主要来自于含钾矿物，大部分是以无机难溶态存在。重庆主城区的自然土壤多以沙溪庙组发育的紫色土为主，土壤含钾矿物丰富。据调查，重庆市绿地土壤全钾含量在10. 1 ~29. 3 g/kg之间，平均值 18. 9,变异系数仅 14. 4 %; 速效钾含量最小 值 20. 6mg/kg,最 大 值 536 mg/kg,平 均 值137 mg / kg.待测样品中仅有 32. 8 % 的土壤样品处于轻度缺乏状态，无极度缺乏的样点。总体看来，重庆市绿地土壤钾素营养处于中等偏上的水平。

　　2. 2 城市绿地土壤质量等级评价

　　参照重庆市《栽植土壤质量标准》（ DBJ/T 50-044,2005） 中土壤理化指标标准值、指标权重值及综合评价模型，选择 pH、容重、电导率、碳酸盐、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾作为评价指标，对重庆市城市绿地土壤质量进行综合评价。

　　据表 3 分析可知，城市绿地土壤肥力得分范围为 46. 0 ~ 94. 0,平均分为 66. 9,得分变异系数为16. 2 % ,按得分分级可得优良 （ 一级 ） 土 壤 占8. 70 % ,土壤质量尚可（ 二级） 占 44. 4 % ,土壤质量较差（ 三级） 占 46. 9 %,说明重庆市城市绿地中大部分土壤肥力水平较差。

　　不同类型绿地土壤中，平均分最高出现在工业绿地土壤为 78. 9,最低出现在专类工业绿地土壤为65. 3,若以平均分对肥力进行分级，各种类型绿地土壤肥力均属于二级，基本满足植物生长所需，但从分值范围来看，各种类型绿地土壤肥力分值均有不同程度的变异性，从变异系数大小可知变异程度大小顺序为公共设施绿地 > 综合公园绿地 > 社区公园绿地 > 防护绿地 > 专类公园绿地 > 居住绿地 >

　　道路绿地 > 工业绿地。进一步方差分析可知，工业绿地土壤肥力与其它类型绿地土壤肥力差异显着，除工业绿地土壤外，其它类型绿地土壤肥力均表现出两两无显着差异，按得等级划分，工业绿地土壤肥力在二级以上，其它类型绿地土壤在 3 个等级上均占有不同比例，除了居住绿地土壤肥力等级所占比例大小为二级 > 三级 > 一级，其余六种类型绿地土壤肥力等级所占比例大小顺序均为三级 > 二级> 一级，表明除工业绿地土壤外，其余各种类型的绿地土壤均表现出肥力水平较低现象。

　　3 结论

　　1） 与重庆市农业土壤相比，重庆市城市绿地土壤理化性质受到不同程度的破坏。土壤容重普遍偏高，部分土壤受到严重的践踏压实，严重影响植物生长；2） 重庆市主城区土壤主要以中性紫色土（ 沙溪庙组） 为主，而据土壤 pH 及碳酸盐数据结果分析可知，采样区域城市绿地土壤出现明显的碱化，这是我国城市土壤存在的普遍现象，也是当前相关工作者非常重视的问题；3） 土壤有机质和养分都处于缺乏状态，除钾素以外，其它都属于严重缺乏状态，极大的影响植物生长，严重的影响植物对城市的绿化效果； 土壤保肥能力一般，部分土壤需要加强保肥；4） 电导率结果显示土壤的含盐量基本对植物生长无害，部分土壤含盐量还能增加土壤肥力，但是也有个别的土壤有轻微的盐化现象，这也是值得关注的，了解造成盐化的原因，防止大面积土壤盐化。

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