哈爾濱市森林綠地土壤水分物理性質研究

王全波　肖　洋

(1.黑龍江豐林國家級自然保護區(qū)管理局，黑龍江 五營 153033；

2.黑龍江大學 農業(yè)資源與環(huán)境學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

哈爾濱市森林綠地土壤水分物理性質研究

王全波1肖洋2

(1.黑龍江豐林國家級自然保護區(qū)管理局，黑龍江 五營 153033；

2.黑龍江大學 農業(yè)資源與環(huán)境學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

摘要：2011—2012年，野外詳查和分析了哈爾濱市森林綠地土壤水分物理性質。研究結果表明，哈爾濱市綠地土壤孔隙度較小，總孔隙度為42.885%—48.807%，毛管孔隙度為44.027%—39.825%，非毛管孔隙度為39.825%—44.027%，通氣度為16.690%—22.118%。五個功能區(qū)綠地土壤保水、持水、供水能力由大到小為：生產綠地>附屬綠地>公共綠地>城市道路交通綠地>防護綠地。

關鍵詞：哈爾濱市；森林綠地；土壤

土壤作為植物賴以生存的物質基礎，其質量直接關系到植物長勢和綠地生態(tài)景觀效果的發(fā)揮，城市綠地的土壤質量直接決定了城市綠化的質量水平[1]。有關研究表明，城市植物生長不佳的主因是土壤物理性質惡化。因為人們對土壤不夠重視加之人為破壞,導致土壤綜合質量不斷下降,使城市綠地生態(tài)系統(tǒng)功能不能正常運作,進而影響整個城市生態(tài)平衡。這是現如今擺在人們面前的不可忽視的重要問題。本文對哈爾濱市森林綠地土壤水分物理性質進行分析，了解哈爾濱市綠地土壤的質量狀況，為城市土壤改良和城市綠地建設提供參考依據。對城市綠地土壤的研究可以促進城市綠化建設，對其綠地規(guī)劃及園林植被栽植有一定的指導意義，使城市綠地布局更加科學，有助于綠地的生態(tài)、游憩、景觀等作用的充分發(fā)揮。

1研究區(qū)概況

哈爾濱位于黑龍江省南部，松花江主流中游，地處松嫩平原，總面積53 068km2。哈爾濱市轄8個區(qū)、10個縣(市)，人口總數992.02萬，有48個少數民族，是全省文化、經濟、政治、科技和交通中心。哈爾濱境內的大小河流均屬于松花江和牡丹江水系，降水主要集中在6—9月份，全年平均降水量600mm左右。氣候屬中溫帶大陸性季風氣候，四季分明，冬長夏短，年平均氣溫3.6℃，無霜期為140d，結冰期為190d，有“冰城”之稱。哈爾濱地形由東南向西北傾斜，市區(qū)及地域平坦、低洼，東部10縣(市)多山及丘陵地，平均海拔151m。東南接臨張廣才嶺支脈丘陵，北部是小興安嶺山區(qū)，西北為呼蘭河，中部有松花江通過，河流縱橫，平原遼闊。哈爾濱市區(qū)主要分布在松花江形成的三級階地上，全市土壤類型比較多，共有9個土類、21個亞類、25個土種。土壤層次發(fā)育顯著，剖面形態(tài)一般由黑土層、淀積層和母質層組成，質地為重壤、中壤和輕壤土。

2試驗方法

2.1樣地設置

由于不同的綠地有不同的功能性和特點，為了能更好地分析哈爾濱市綠地土壤水分物理性質，在哈爾濱市區(qū)根據綠地所在地理位置和土地利用類型，按照綠地的劃分方法，把它們劃分為公共綠地、道路交通綠地、附屬綠地、生產綠地和防護綠地五個功能區(qū)，一共設置34個采樣點。綠地功能區(qū)劃分見表1。

表1　　樣地功能區(qū)劃分

2.2綠地土壤的采樣方法和水分物理性質的觀測方法

在選定的每個采樣點在1m范圍內，以梅花型布設5個樣點，在各點處取表層0—20cm的土壤，用環(huán)刀采集土樣并密封帶回實驗室準備測定土壤水分物理性質，用全球定位系統(tǒng)GPS進行定位，并記錄每個樣點的GPS坐標。土壤水分物理性質的測定參照中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標準《森林土壤水分—物理性質的測定》[2]。

通過環(huán)刀法測定的土壤水分—物理性質的項目有：土壤容重、最大持水量(飽和持水量)、毛管持水量、最小持水量(田間持水量)、非毛管孔隙、毛管孔隙、總孔隙和土壤通氣度等。

3結果和分析

3.1不同綠地土壤的容重特征

土壤容重的大小通常與土壤結構質地、有機質的豐富度、土壤緊實度、耕作措施等有關，它是土壤重要的物理指標之一，也是反映人們活動對土壤的壓實作用程度的重要指標[3]。由表2可以看出，各綠地的土壤容重由小到大依次是生產綠地<附屬綠地<道路交通綠地<公共綠地<防護綠地。各個功能區(qū)綠地土壤容重均偏大，在1.29—1.47g/cm3之間，除生產綠地外其他綠地均不適宜植被生長(其他綠地土壤容重大于1.3g/cm3)。

表2　　不同綠地土壤容重

3.2不同綠地土壤孔隙度特征

一般情況下土壤總空隙度在50%—56%之間，且通氣空隙不低于10%比較適宜植物正常生長代謝。從表3可以看出，各綠地總孔隙度大小排序為：生產綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護綠地，在42.89%—48.81%之間；毛管孔隙度大小排序為：生產綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護綠地，在39.83%—44.03%之間；非毛管孔隙度大小排序為：生產綠地>附屬綠地>公共綠地>防護綠地>道路交通綠地，在2.65%—4.78%之間。土壤通氣度大小為道路交通綠地>公共綠地>附屬綠地>生產綠地>防護綠地，在16.69%—22.12%之間。

表3　　不同功能區(qū)土壤孔隙度比較

各個綠地土壤孔隙度均小于50%，其中生產綠地因為經常耕作疏松土壤，且生產綠地作為生產用地可以及時補充肥料。有研究表明化肥有改善土壤結構，調節(jié)孔隙和持水狀況的作用[4]，所以其孔隙度最大，容重值最小，通氣度適中，較適宜植被生長。附屬綠地植被根系發(fā)達(如中醫(yī)藥大學附屬綠地，草地茂密，樹木年份長)，且植被種類豐富(如理工南區(qū)有3種灌木和草地混交)，生物多樣性高，因此土壤孔隙度相對較高，通氣度適宜。道路交通綠地與防護綠地受客土回填、土壤板結、人為壓實等因素影響，導致其土壤孔隙度小，說明該綠地土壤受人為擾動較嚴重，對植被生長不利。公共綠地雖然保護措施相對完善，但受人為影響比較大，其土壤孔隙度也不適宜植被生長。

3.3不同綠地土壤水分物理特征

土壤水分是土壤重要的組成部分之一，土壤持水狀況與植物生長密切相關，土壤持水能力主要受土壤總孔隙度、毛管孔隙度、容重、有機質和土壤顆粒組成的影響[5]。

由表4可知各功能區(qū)土壤貯水量大小順序為：生產綠地>附屬綠地>防護綠地>公共綠地>道路交通綠地，其自然值在38.42—90mm之間，城市綠地偏小，不同綠地土壤貯水量差異顯著(P<0.05)，與土壤總孔隙度呈正相關；最大持水量大小排序為：生產綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護綠地，各綠地差異不顯著(P>0.05)，與土壤總孔隙度呈正相關；毛管持水量大小排序為：生產綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護綠地，各綠地差異不顯著(P>0.05)，與土壤總孔隙度呈正相關；田間持水量大小排序為：生產綠地>附屬綠地>道路交通綠地>公共綠地>防護綠地，各功能區(qū)差異顯著(P<0.05)，與土壤總孔隙度呈顯著正相關。

表4　　不同功能區(qū)土壤水分常數比較

4結論

各綠地土壤容重偏大在1.29—1.47g/cm3之間，因不同綠地受人類活動干擾的程度不同，其土壤容重從小到大為：生產綠地<附屬綠地<道路交通綠地<公共綠地<防護綠地。

土壤孔隙度偏小，總孔隙度為42.89%—48.81%；毛管孔隙度39.83%—44.03%；非毛管孔隙度為2.65%—4.78%。通氣度適宜，土壤通氣度在16.69%—22.12%之間。各綠地土壤孔隙度均小于50%。五個綠地土壤孔隙度大小排序為：生產綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護綠地；各功能區(qū)土壤通氣度從大到小為道路交通綠地>公共綠地>附屬綠地>生產綠地>防護綠地。

生產綠地土壤保水、持水、供水能力相對較好，其余4個綠地土壤保水、持水和供水能力較差。通過相關性及顯著性分析得出，各地土壤水分狀況與土壤孔隙度成正相關，且不同綠地土壤水分狀況存在差異。五個綠地土壤保水、持水、供水能力大小排序為：生產綠地>附屬綠地>公共綠地>城市道路交通綠地>防護綠地。

參考文獻：

[1]崔曉陽,袁方懷龍.城市綠地土壤及其管理[M].北京:中國林業(yè)出版社,2001：23—24.

[2]中國標準出版社.中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標準——森林土壤分析方法[S].2000：22—24.

[3]于法展,李保杰,劉堯讓，等.徐州市城區(qū)綠地土壤的理化特性[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2006,19(5):34—37.

[4]王風,韓曉曾,李海波，等.不同黑土生態(tài)系統(tǒng)的土壤水分物理性質研究[J].水土保持學報，2006,20(6):67—70.

[5]周擇福,李昌哲.北京九龍山不同植被土壤水分特征研究[J].林業(yè)科學研究，1994,7(1):48—53.

責任編輯：王洪軍

作者簡介：第一王全波(1966—),男,黑龍江訥河人,碩士,高級工程師。研究方向：森林生態(tài)。

基金項目：黑龍江大學創(chuàng)新實驗室項目

收稿日期：2014-11-10

中圖分類號：S724

文獻標志碼：A

文章編號：1674-6341(2015)01-0010-02

doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2015.01.005