哈爾濱城市綠地土壤營養(yǎng)分析與植物種植對策

胡海輝，陳 旭，徐蘇寧

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，哈爾濱150030；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院，哈爾濱150006）

土壤作為城市綠地植物的生長介質(zhì)，直接影響著園林植物的生長發(fā)育水平及后期的景觀效果。近年來，隨著生態(tài)城市、園林城市和森林城市等城市建設(shè)口號的提出，城市建成區(qū)的綠地面積不斷擴(kuò)大。但是，隨著城市工業(yè)、旅游業(yè)的飛速發(fā)展，人類活動對城市綠地土壤干擾不斷加強(qiáng)，綠地土壤原有的理化性質(zhì)遭到了不同程度的破壞與污染，一些城市綠地土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)已發(fā)生了顯著的改變，對綠地植物的生長發(fā)育產(chǎn)生了較大影響。當(dāng)前，多數(shù)城市園林部門對綠地土壤的p H值、養(yǎng)分狀況和綠化植物的需肥規(guī)律了解甚少，普遍的施肥方法是氮、磷、鉀肥并用。這種脫離綠地土壤營養(yǎng)現(xiàn)狀盲目施肥的做法不僅會造成肥料資源的大量浪費(fèi)，而且還會造成綠地土壤中的速效氮、速效鉀、速效磷養(yǎng)分失衡，甚至造成磷素、鉀素在城市綠地土壤中的富集問題。富集的磷素、鉀素隨雨水地表徑流流進(jìn)城市內(nèi)河，造成了城市內(nèi)河水體的富營養(yǎng)化，嚴(yán)重影響景觀水系環(huán)境質(zhì)量。因此，提高城市綠化景觀效果，促進(jìn)園林綠化持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，應(yīng)該重視植物生長地下環(huán)境因子——綠地土壤問題［1］。圍繞城市綠地土壤營養(yǎng)問題，國內(nèi)一些學(xué)者分別從土壤理化性質(zhì)［2－4］、土 壤養(yǎng)分［5－6］、土 壤 肥 力［7－9］、土壤改良措施［10－11］、人為活動干擾［12］等角度進(jìn)行了相關(guān)的研究與探索。但已有研究多數(shù)停留在單純的綠地土壤營養(yǎng)分析階段，鮮有將城市綠地土壤營養(yǎng)分析與綠地植物種植設(shè)計(jì)相結(jié)合進(jìn)行研究。一些研究者雖然對哈爾濱園林土壤肥力質(zhì)量進(jìn)行了調(diào)查研究［13］，但成果僅局限于“哈爾濱呼蘭區(qū)”針葉樹種、闊葉樹種、灌木林和耕作土壤的p H和速效養(yǎng)分調(diào)查，并沒有從市域的角度對哈爾濱綠地土壤進(jìn)行營養(yǎng)分析及植物種植對策探討。

哈爾濱是我國典型的寒地城市，近些年城市綠地中陸續(xù)出現(xiàn)園林植物成批死亡的現(xiàn)象，多數(shù)是因?yàn)榫G地土壤出現(xiàn)了問題。2012年，在“布拉萬”臺風(fēng)影響下，哈爾濱城市綠地中數(shù)千株喬木被連根撅起，上萬株喬木出現(xiàn)不同程度的傾斜。究其主要原因，由于大量建筑垃圾充斥這些喬木根系土壤，根系周圍形成空洞，土壤水分和養(yǎng)分流失，新生根系生長不良，根系不穩(wěn)固，遇到臺風(fēng)便出現(xiàn)大量倒伏。為了進(jìn)一步了解哈爾濱城市綠地土壤營養(yǎng)狀況，做到“適土適樹”，本文以哈爾濱城市主要街道廣場綠地、高校附屬綠地和苗圃生產(chǎn)綠地土壤為研究對象，采用野外調(diào)查與室內(nèi)試驗(yàn)分析相結(jié)合的方法，分析這三種城市綠地的p H和速效氮、速效磷、速效鉀等理化特征，以期為哈爾濱城市綠地土壤的科學(xué)管理和園林植物種植策略制定提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 土壤采集

考慮到表土對植物的生長以及在反映土壤質(zhì)量方面所起的主要作用，采集哈爾濱城市街道廣場綠地、高校單位附屬綠地和苗圃生產(chǎn)綠地土壤0—20 c m內(nèi)的表層土樣。采集時，根據(jù)城市綠地土壤人為干擾強(qiáng)度確定采集樣品數(shù)量，城市街道廣場受車輛和其它人為因素干擾較大，采集28個土壤樣品；高校附屬綠地人為干擾強(qiáng)度居中，采集13個樣品；苗圃生產(chǎn)綠地人為干擾強(qiáng)度較小，采集6個土壤樣品。共采集城市綠地土壤樣品47個，每個土壤樣品經(jīng)多點(diǎn)（3個）采樣混合為一個土樣，測定其土壤p H值、速效氮、速效磷、速效鉀含量。

1.2 測定方法

對采回的城市綠地土樣進(jìn)行室內(nèi)自然風(fēng)干、去雜、過20目篩后進(jìn)行土壤理化性質(zhì)測定。土壤p H值：土水比2.5∶1浸提，p H玻璃電極法測定；速效氮：堿解—擴(kuò)散法；速效磷：Olsen法；速效鉀：1 mol／L的NH4OAC浸提—火焰光度法［14］。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠地土壤肥力分析

2.1.1 速效氮 哈爾濱城市街道廣場綠地速效氮含量的變化范圍是63.2～226.6 mg／kg，平均值為121.88 mg／kg；校園附屬綠地速效氮含量的變化范圍是72.5～134.3 mg／kg，平均值為95.75 mg／kg；苗圃生產(chǎn)綠地速效氮含量的變化范圍是89.6～136.0 mg／kg，平均值為100.72 mg／kg。由此說明，哈爾濱城市綠地速效氮處于中等水平，平均值位于土壤養(yǎng)分分級指標(biāo)的二級（121～150 mg／kg）和三級（91～120 mg／kg）之間，詳見圖1。

圖1 不同綠地土壤速效氮變化

2.1.2 速效磷 哈爾濱城市街道廣場綠地速效磷含量的變化范圍是33.0～399.1 mg／kg，平均值為98.82 mg／kg；校園附屬綠地速效磷含量的變化范圍是60.0～145.64 mg／kg，平均值為92.41 mg／kg；苗圃生產(chǎn)綠地速效磷含量的變化范圍是17.86～51.3 mg／kg，平均值為28.25 mg／kg。由此可知，哈爾濱城市街道廣場綠地、高校附屬綠地速效磷含量較高，處于土壤養(yǎng)分分級指標(biāo)的一級以上（＞40 mg／kg），富集現(xiàn)象明顯，而苗圃生產(chǎn)綠地速效磷含量則處于中等偏上水平，詳見圖2。

圖2 不同綠地土壤速效磷變化

2.1.3 速效鉀 哈爾濱城市街道廣場綠地速效鉀含量的變化范圍是130～500 mg／kg，平均值為246.71 mg／kg；高校附屬綠地速效鉀含量的變化范圍是192～407 mg／kg，平均值為230.31 mg／kg；苗圃生產(chǎn)綠地速效鉀含量的變化范圍是138～224 mg／kg，平均值為180.5 mg／kg。結(jié)果顯示，街道廣場綠地和高校附屬綠地速效鉀含量高于土壤養(yǎng)分分級指標(biāo)的一級（＞200 mg／kg），有富集傾向，而苗圃生產(chǎn)綠地速效鉀位于土壤養(yǎng)分分級指標(biāo)的二級（151～200 mg／kg）見圖3。

圖3 不同綠地土壤速效鉀變化

2.2 綠地土壤碳氮比分析

碳氮比（以下簡稱C／N）是土壤的重要化學(xué)性質(zhì)。C／N能夠反映有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量和數(shù)量及土壤的耕作、熟化程度，在一定范圍內(nèi)可作為土壤養(yǎng)分指標(biāo)。一般情況下，土壤C／N為20／1時效果最佳。哈爾濱城市街道廣場綠地C／N的變化范圍是6.2～15.82，平均值為10.69；高校附屬綠地碳氮比的變化范圍是3.75～13.96，平均值為8.62；苗圃生產(chǎn)綠地碳氮比的變化范圍是4.37～17.68，平均值為7.89，詳見圖4。可見，哈爾濱城市綠地土壤碳氮比總體偏低，對土壤微生物群落產(chǎn)生了一定的影響，進(jìn)而影響綠地土壤的養(yǎng)分循環(huán)，最終影響園林植物根系的生長發(fā)育質(zhì)量。

2.3 綠地土壤p H值分析

p H是土壤重要的理化性質(zhì)，它直接影響土壤中養(yǎng)分元素的存在形態(tài)和對植物的有效性，也影響土壤中微生物的數(shù)量、組成和活性，從而影響土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。土壤p H值6.5～7.0為中性，p H值7.0～7.5為弱堿性，p H 值7.5～8.5為堿性，p H 值8.5～9.5為強(qiáng)堿性。由圖5可以看出，哈爾濱城市街道廣場綠地土壤p H值的變化范圍是6.64～9.07，平均值為8.66，屬于強(qiáng)堿性土壤；高校附屬綠地土壤p H的變化范圍是7.73～8.96，平均值為8.37，屬于堿性土壤；苗圃生產(chǎn)綠地p H值位于6.86～8.03之間，平均值為7.63，屬于中偏堿性土壤。

圖4 不同綠地土壤碳氮比變化

圖5 不同綠地土壤p H值變化

3 結(jié)論與對策

哈爾濱城市綠地土壤中由于常?；煊薪ㄖU棄物、水泥、磚塊和其它堿性混合物等，大量含碳酸鹽的灰塵的沉降，水泥風(fēng)化向土壤中釋放Ca，土壤中碳酸鹽與碳酸反應(yīng)形成重碳酸鹽等因素，以及融化道路積雪的氯化鈣、氯化鈉和其他鹽類，隨地表徑流積累在綠地土壤中，導(dǎo)致哈爾濱城市綠地土壤p H值逐年升高。2001年6月份，哈爾濱城市廣場綠地土壤的p H平均值為7.77，2012年8月份，哈爾濱城市街道廣場綠地土壤的p H平均值達(dá)到8.62以上，說明哈爾濱城市綠地土壤的p H受人為干擾較為強(qiáng)烈，逐年升高的趨勢比較明顯。研究還表明，哈爾濱城市綠地土壤的速效磷、速效鉀呈現(xiàn)富集趨勢，土壤C／N處于中等偏下水平，其中土壤肥力最差的為苗圃生產(chǎn)綠地。除此之外，哈爾濱城市綠地土壤在養(yǎng)分特征上具有空間差異性，土壤養(yǎng)分元素多呈無規(guī)律分布。街道廣場綠地、高校附屬綠地中不同區(qū)域土壤肥力水平具有顯著差異，如開發(fā)區(qū)景觀廣場山坡下綠地土壤的速效氮（144.2 mg／kg）、速效磷（131.9 mg／kg）、速效鉀（319 mg／kg）含量相對較高，而山坡上綠地土壤由于施工中客土質(zhì)量較差，其速效氮（71.4 mg／kg）、速效磷（67.8 mg／kg）、速效鉀（147 mg／kg）含量與山下土壤相比數(shù)值較低。由此可見，園林綠化工程施工質(zhì)量對城市綠地土壤理化性質(zhì)的影響較大。

城市綠地土壤是綠地植物景觀可持續(xù)建設(shè)的關(guān)鍵。植物長期生長在強(qiáng)堿性和速效磷、速效鉀富集而氮肥相對不足的土壤環(huán)境中，容易導(dǎo)致植物生長發(fā)育不良，從而影響植物群落的景觀質(zhì)量和生態(tài)效益的發(fā)揮。苗圃生產(chǎn)綠地是為哈爾濱城市植物景觀建設(shè)輸送綠化苗木的基地，其土壤肥力太差會影響綠化苗木前期的養(yǎng)分積累和后期的形態(tài)生長。因此，從“測肥、選肥、施肥”三位一體的土壤管理理念出發(fā)，為了提高哈爾濱城市綠地的植物景觀質(zhì)量、生態(tài)效益和游憩功能，實(shí)現(xiàn)哈爾濱城市綠地植物景觀的可持續(xù)發(fā)展，可以采用以下幾種植物種植對策，以改善綠地土壤的酸堿度和肥力狀況。

（1）栽植耐堿植物。根據(jù)哈爾濱城市綠地土壤的p H值，篩選一些耐堿能力強(qiáng)的園林植物進(jìn)行植物群落配置比較合理。如上層栽植新疆楊（Popul us bolleana）、旱 柳 （Salix matsudana）、椴 樹 （Tilia a murensis）、榆樹（Ul mus p u mil a）、五角楓（Acer momo）、梓樹（Catal pa ovata）等大喬木，中層栽植垂榆（Ul mus pu mil a cv.Pendul a）、金葉榆（Ul mus pu mil a cv.Jinye）、茶條槭（Acer ginnal a）、暴馬丁香（Syringa a murensis var.a murensis）、火炬樹（Rhus typhina）、桑樹（Mor us alba）、紫葉李（Pr unus cer asif er a var.atr opurea）等小喬木，下層栽植榆葉梅（Pr unus triloba）、紫穗槐（Amor pha f r uticosa）、鸞枝（Pr unus triloba var.atropur purea）、毛櫻桃（Pr unus tomentosa）、紫丁香（Syringa obl ata）、玫瑰（Rosa r ugosa）、連翹（Forsythis suspensa）、錦帶（Weigel a f lorida）等花灌木和玉簪（Hosta pl antaginea）、鳶尾（Iris tector um）、馬藺（Iris l actea）、金娃娃萱草（Hemerocallis nybridus cv.stell a‘de oro’）、大花美人蕉（Canna gener alis）等地被植物，便可營造出不同視覺景觀效果的適宜于哈爾濱城市堿土壤環(huán)境的喬灌草復(fù)層植物群落。

（2）施用有機(jī)肥料。有機(jī)肥料具有較強(qiáng)的陽離子代換能力，可以吸收土壤中較多的鉀元素，補(bǔ)充氮素營養(yǎng)，并且可以中和土壤中的堿性物質(zhì)。在哈爾濱城市綠化中，栽植喬木時，將有機(jī)肥料和栽植土壤混合后填充于挖好的喬木樹坑底部；栽植灌木或地被植物時，則將有機(jī)肥料與栽培土壤混合后進(jìn)行頂層覆蓋即可。此外，為了培育高質(zhì)量的城市綠化苗木，需要對哈爾濱城市苗圃生產(chǎn)綠地土壤進(jìn)行定期檢測并施用相應(yīng)的有機(jī)肥料與氮肥，以促進(jìn)綠化苗木的健康生長，從而提高苗木移栽哈爾濱城市綠地后的耐瘠薄性和抗病能力。在施用有機(jī)肥的同時，要嚴(yán)格控制磷肥、鉀肥的使用，以緩解哈爾濱城市綠地土壤速效磷、速效鉀富集壓力。

（3）栽植綠肥植物。綠肥植物在生長過程中能夠吸收土壤中的堿性物質(zhì)，同時根部能分泌酸性物質(zhì)以達(dá)到降低綠地土壤p H值的目的，而且綠肥植物中還含有大量有機(jī)質(zhì)，能夠提高土壤的供肥能力，是一種具有肥土功能和綠化效應(yīng)的優(yōu)良園林植物。在營造哈爾濱城市綠地喬灌草復(fù)層植物群落時，合理搭配胡枝子（Lespedeza bicol or）、紫花苜蓿（Medicago sativa）、藿 香 薊 （Ager atu m conyzoides）、二 月 蘭（Or ychophr ag mus viol aceus）、白三葉草（Trif oliu m repens）、酢漿草（Oxalis cor nicul ata）等綠肥植物，既能增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，又能降低綠地土壤p H值，同時還能豐富植物群落空間層次，增強(qiáng)景觀視覺效果。

（4）更換堿性土壤。在哈爾濱城市綠地堿性土壤中栽植圓柏（Sabina chinensi）、紅松（Pinus kor aiensis）、落葉松（Larix g melinii）、蒙古櫟（Quercus mongolica）、白樺（Betul a pl atyphyll a）等喜酸植物時，適量放大樹坑，并在樹坑中填入酸性介質(zhì)改良堿性土壤，如將醋渣與種植土壤按1∶7的比例進(jìn)行均勻拌合，或是利用硫磺、硝酸亞鐵、檸檬酸等酸性介質(zhì)改良堿性土壤，換土深度以每種植物的具體栽植深度為參考。此外，利用廢棄樹皮、樹枝、樹葉、松針等植物材料覆蓋喬灌木樹坑土壤，以提高土壤的透水透氣性，防止土壤堿化。

（5）增設(shè)隔水溝渠。在哈爾濱城市綠地堿性土壤中種植喜酸植物時，除了施用有機(jī)肥料和更換堿性土壤外，還可以在樹穴底部鋪設(shè)一層礫石或煤渣，構(gòu)建地下水上升毛細(xì)管的斷層，以降低堿隨毛細(xì)水上升對植物根系的侵蝕。此外，結(jié)合城市雨水收集研究，根據(jù)植物根系分布的范圍和深度，在綠地中按照適宜的密度和深度設(shè)置一定數(shù)量的排水滲管、溝渠，使溶解土壤中水溶性堿性物質(zhì)的地表雨水，能夠通過滲管、滲溝、滲渠匯集至指定的雨水收集系統(tǒng)，從而降低綠地土壤的堿性。

（6）降低融雪劑危害。近年來，哈爾濱城市冬季使用融雪劑后的積雪有時堆積在道路兩旁的綠化帶中，造成街道綠地植物的大量死亡。為了降低融雪劑對綠地植物的損害，對實(shí)在需要撒融雪劑的路面，貫徹以人工和機(jī)械除雪為主、融雪劑除雪為輔的原則，并選擇損害較小的融雪劑類型。利用綠籬防護(hù)網(wǎng)對綠化植物進(jìn)行適當(dāng)遮擋，防止殘雪和清雪中拋撒的融雪劑濺落，給植物造成損害。此外，還可以將植物枯枝、落葉粉碎，下雪時在綠地步行道路上散播粉碎物防滑，最后將其與積雪清理后放置到路邊綠地中，既可避免鹽堿污染，又能形成有機(jī)肥料。

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