土壤填埋對4種樹木的成活率和生長的影響

唐羅忠　笪紅衛(wèi)

摘要：因房屋建筑、隧道、地鐵等施工而產(chǎn)生的大量土方用于填埋林地而對樹木產(chǎn)生的影響研究尚未見報道。對建筑土方填埋后的4種樹木的成活率和生長情況進行了調(diào)查分析，初步了解不同樹種的響應(yīng)差異，其中，雜交馬褂木（Liriodendron chinense×L. tulipifera）最敏感，當填埋土壤的高度達數(shù)十厘米時就會出現(xiàn)死亡現(xiàn)象；填埋高度達2 m以上時，雜交馬褂木的死亡率就會達到80%以上。但是，池杉（Taxodium ascendens）和東方杉（Taxodium mucronatum×Cryptomeria fortunei）即使在3 m以上的填埋高度下，1年后也沒有出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。喜樹（Camptotheca acuminata）的表現(xiàn)介于中等狀態(tài)。樹木的胸徑生長趨勢與成活率相似。與未填埋土方的林地相比，填埋土方后的林地土壤呼吸速率會明顯下降。綜上所述，可以認為池杉和東方杉對土壤填埋處理的抵抗力較強，其次是喜樹，而雜交馬褂木的抵抗力較弱。

關(guān)鍵詞：土壤填埋；成活率；生長

中圖分類號：S7 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0787

0 引言

樹木具備發(fā)達的根系，地上部分的生長才會比較茂盛。這是因為在自然條件下樹木根系生長發(fā)育較好，根系分布范圍較廣，有利于吸收大量的水分和養(yǎng)分，從而促進樹木的生長。但是在日常生活中常?？梢钥吹接行淠驹诟o部填埋了較厚的土壤之后，樹木生長會減慢，甚至會死亡；此外，不論是小苗還是大苗，在移栽的時候，如果栽植的深度過深，也會影響苗木的生長和成活，其原因可能是根系呼吸受到抑制、林木地上部分與地下部分的水分和養(yǎng)分輸導受到不利影響。

隨著城市規(guī)模的擴大和城市人口的增多，城市污泥、污水、建筑和隧道土方、生活和工業(yè)垃圾的數(shù)量不斷增多，導致城市環(huán)境壓力劇增，尋找城市垃圾處理方法和去處已經(jīng)迫在眉睫。許多研究者認為，使用城市污泥進行樹木綠化和林地覆蓋是一種既經(jīng)濟又實用的垃圾處理途徑，因為它不涉及到食物鏈污染，同時污泥具有豐富的營養(yǎng)，有利于樹木的生長。李貴寶等在丘陵地區(qū)進行的野外試驗結(jié)果表明，施用城市污泥可有效地促進樹木的樹高和直徑生長，對林內(nèi)的灌木和草本植物的生長也有促進作用。張?zhí)旒t等在楊樹、泡桐、油松等林地中進行污泥施用試驗，結(jié)果也表明，林木樹高和地徑都隨污泥施用量的增加而增加。

城市垃圾種類多、數(shù)量大，不同種類的城市垃圾以及不同的填埋深度對林木的影響程度可能不同。筆者通過觀察發(fā)現(xiàn)，東方杉（Taxodium mucronatum×Cryptomeria fortunei），、池杉（Taxodium ascendens）、喜樹（Camptotheca acuminate）和雜交馬褂木（Liriodendronchinense×L.tulipifera）4種樹木在被填埋不同深度的建筑土方后，表現(xiàn)出不同的成活狀況和生長速率。為了明確樹種的差異性及其可能原因，筆者對其進行調(diào)查研究，旨在為今后的建筑土方填埋作業(yè)和樹種選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地概況

調(diào)查地位于南京市玄武區(qū)南京林業(yè)大學樹木園內(nèi)。由于建筑施工需要，將挖掘的土方分別填埋在4種樹林內(nèi)。4種樹木的概況是：東方杉，6m×6m株行距，共39株，平均樹高16.1 m，平均胸徑42.5 cm；池杉，3 m×3 m株行距，共193株，平均樹高16.7m，平均胸徑24.2cm；喜樹，株行距4 m×4 m，共48株，平均樹高16.2 m，平均胸徑23.5 cm；雜交馬褂木，株行距4 m×4 m，共155株，平均樹高19.8 m，平均胸徑34.6 cm。4種樹木均在30年生左右。

2011年7月在4塊樹林中填埋土方，歷時3周左右，所填土方高低不平。土壤屬于下蜀黃土，有機質(zhì)含量低。第2年（2012年）7月，筆者發(fā)現(xiàn)有些樹木出現(xiàn)了死亡現(xiàn)象，且與填土高度呈一定的相關(guān)性。2012年8—10月對不同填土高度的樹木成活率和胸徑生長量以及土壤呼吸速率進行調(diào)查研究。

1.2 調(diào)查方法

2012年8月用Vertex Ⅲ型超聲波測高儀標定各樹木的填土高度，在此基礎(chǔ)上對不同填土高度的樹木成活率進行調(diào)查記錄；并選擇不同填土高度的雜交馬褂木和池杉林地，采用LI-8100型土壤碳通量測量系統(tǒng)測定土壤呼吸速率。2012年10月，填埋的土方被移走后，根據(jù)樹干上的土痕高度判斷填土高度，采用樹木生長錐鉆取不同填土高度的成活樹木胸高處的木芯，通過體視顯微鏡準確判斷和測定當年的年輪寬度，作為胸徑年生長量。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

應(yīng)用Microsoft Excel 2003和SPSS 13.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理，采用單因素方差分析法檢驗不同數(shù)據(jù)之間的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樹種在不同填土高度下的成活率

由表1可以看出，經(jīng)過1年的填土處理后，4種樹木的成活率差異較大，其中馬褂木的成活率最低，特別是在填土高度達3 m以上時，馬褂木的成活率為0；喜樹在填土高度達2 m以上時，也出現(xiàn)了死亡現(xiàn)象；池杉和東方杉在各種填土高度下均沒有出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。由此可見，池杉和東方杉的抗性較強，馬褂木抗性較弱，喜樹處于中等狀態(tài)。

2.2 不同樹種在不同填土高度下的胸徑年生長量

表2表明，4種樹種在不同的填土高度下呈現(xiàn)出不同的胸徑生長量。隨著填土高度的增加，馬褂木的胸徑年生長量下降幅度最顯著，其次是喜樹，再次是東方杉，而池杉的下降幅度最小。

2.3 不同填土高度下的土壤呼吸速率

由表3不難看出，未填土的林地土壤呼吸速率最大；其次是填土高度為1 m以下的林地；填土高度達1 m以上時，土壤的呼吸速率變化不大。在填土高度相同的情況下，馬褂木與池杉林地之間的土壤呼吸速率差別較小。

2.4 土壤呼吸速率與土壤填埋高度的相互關(guān)系

圖1是馬褂木和池杉林地土壤呼吸強度與土壤填埋高度的關(guān)系圖。由此可見，2種樹木林地土壤呼吸速率與土壤填埋高度之間呈現(xiàn)出密切的對數(shù)方程關(guān)系，即土壤填埋高度在OM m范圍內(nèi)，土壤的呼吸速率會隨著填埋高度的增加而迅速降低，當土壤填埋高度達1 m以上時，土壤呼吸速率基本上維持在2 gmol/（m²·s）左右。

3 結(jié)論與討論

利用城市污水來灌溉林地，或者利用城市污泥來覆蓋林地，既可以解決污水和污泥的去處，又可以促進林木生長，相關(guān)研究和生產(chǎn)實踐已經(jīng)十分普遍。但是，因為房屋建筑、隧道、地鐵、道路等施工而產(chǎn)生的大量土方用于填埋林地而對樹木產(chǎn)生的影響研究尚未見報道。筆者針對建筑施工土方填埋林地，對不同種類樹木的成活率和生長情況進行了調(diào)查分析，初步了解了不同樹種的響應(yīng)差異，其中，雜交馬褂木最敏感，當填埋土壤的高度達數(shù)十厘米時就會出現(xiàn)死亡現(xiàn)象（表1）；填埋高度達2 m以上時，雜交馬褂木的死亡率就會達到80%以上。但是，池杉和東方杉即使在3 m以上的填埋高度下，1年后也沒有出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。喜樹的表現(xiàn)介于中等狀態(tài)。由林木的胸徑生長量（表2）也可以看出，馬褂木所受到的影響較大，池杉和東方杉所受到的影響較小，而喜樹也處于中等狀態(tài)。由此可以看出，池杉和東方杉對土壤填埋處理的抵抗力較強，其次是喜樹，而雜交馬褂木的抵抗力較弱。

與未填埋土方的林地相比，填埋土方后的林地土壤呼吸速率會明顯下降。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是因為沒有填埋土方的林木生長比較健康，林木根系呼吸所產(chǎn)生的CO₂能夠透過地表釋放到空氣中，因而采用土壤碳通量測量系統(tǒng)所測定的土壤呼吸速率就比較大；相反，林地被土壤填埋之后，林木根系呼吸可能受阻，同時產(chǎn)生的CO₂也難以釋放，因而導致土壤呼吸速率明顯下降。

林木對土壤填埋處理的抵抗能力可能與其抗?jié)衬芰κ且恢碌模驗樗{迫的根本原因是阻礙了林木根系的有氧呼吸，而土壤填埋也會導致根系呼吸不暢，特別是當土壤填埋深度較大時，根系就難以獲得氧氣，同時，呼吸所產(chǎn)生的CO₂等氣體也難以釋放到空氣中，從而導致根系呼吸不暢，影響林木的生長和存活。大量的研究已經(jīng)證明，池杉和東方杉都是非常耐水的樹種；喜樹屬于中等耐水樹種；而雜交馬褂木的耐水性是比較差的。當然，本研究的時間較短，調(diào)查的樹種也較少，今后有必要從面上調(diào)查和控制試驗2種途徑來廣泛而深入地開展相關(guān)研究，以獲得系統(tǒng)可靠的資料，為今后的林地土方填埋作業(yè)提供依據(jù)和參考。