有機(jī)覆蓋物對(duì)城市綠地土壤含水量的影響

施正華

摘 要：有機(jī)覆蓋物是將綠化中的廢棄物進(jìn)行粉碎、加工，再覆蓋于城市綠地中的有機(jī)物。針對(duì)有機(jī)覆蓋物對(duì)地表土壤的保水性，綜述了不同材質(zhì)、不同覆蓋厚度對(duì)不同綠地用地、不同土壤深度及不同季節(jié)變化的土壤含水量影響，并分析了有機(jī)覆蓋物保水機(jī)理，以期為有機(jī)覆蓋物在城市園林綠化建設(shè)中的開發(fā)應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：有機(jī)覆蓋物；城市綠地；土壤含水量

中圖分類號(hào)：S152.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）06-0184-02

Abstract： Organic mulch is the organic matter that the waste in the greening is crushed， processed， and then covered in the urban green space. In this paper， the effects of organic mulch on the soil moisture content of different green land， different soil depth and different seasons are reviewed. The water retention mechanism of organic mulch is analyzed in order to provide reference for the development and application of organic mulch in urban landscape construction.

Keywords： organic mulch； urban green space； soil moisture content

1 概述

土壤水分影響著土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的傳遞和存在形式，影響著土壤微生物的新陳代謝，影響著植物體內(nèi)的水分狀況，對(duì)植物的生長(zhǎng)具有重要意義[1]。然而，土壤干旱缺水是世界性問(wèn)題，全球干旱半干旱地區(qū)占陸地總面積的1/3，我國(guó)也占到了國(guó)土陸地面積的一半[2]。不僅如此，隨著人們對(duì)居住環(huán)境要求指標(biāo)的提高，在城市綠地內(nèi)大范圍的鋪設(shè)灌木、草坪，造成十分嚴(yán)重的耗水現(xiàn)象[3]。因此，具有保水作用的有機(jī)覆蓋物應(yīng)運(yùn)而生，有機(jī)覆蓋物是將城市綠化中的廢棄物或林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的碎屑進(jìn)行加工處理，接著再返回到城市綠地中，從而實(shí)現(xiàn)了資源的再利用。研究表明，在土壤表面鋪上有機(jī)覆蓋物之后，土壤的蒸發(fā)率降低了，而土壤含水量反而升高了，但其中的具體實(shí)現(xiàn)效果說(shuō)法不同[4]。對(duì)此，本文針對(duì)有機(jī)覆蓋物的保水作用進(jìn)行系統(tǒng)地研究，以期能為有機(jī)覆蓋物在城市的園林綠化建設(shè)中的運(yùn)用提供一些理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

2 有機(jī)覆蓋物對(duì)土壤含水量的影響

2.1 不同材料對(duì)土壤含水量的影響

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于有機(jī)覆蓋物對(duì)城市綠地土壤影響的研究還處于起步階段，推廣運(yùn)用到市場(chǎng)的有機(jī)覆蓋材料還比較單一，相關(guān)的應(yīng)用研究也比較少。故針對(duì)上述問(wèn)題，闞麗艷等人[5]以核鱗、木屑、松針、樹皮和枯葉作為有機(jī)覆蓋物材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在馬尼拉草地上覆蓋樹皮后土壤含水量達(dá)到最高，比裸土提高12.5%，其次是核鱗、松針、枯葉和裸地，木屑由于質(zhì)地太細(xì)，影響水分滲透，覆蓋后土壤含水量反而低于裸土，而劉巧玲等人[6]研究發(fā)現(xiàn)樹皮等有機(jī)覆蓋物也能起到節(jié)水增效作用效果極佳。此外，王惠杰等人[2]研究表明，對(duì)土壤水分的抑蒸效果分別是闊葉類、條狀類、莖稈類和生活廢棄物，并且棉花葉等闊葉類覆蓋材料抑蒸水量最大值達(dá)到1.14kg/kg。而美國(guó)植物學(xué)教授A.Kohl等人[7]關(guān)于透水和不透水覆蓋物對(duì)土壤的入滲率研究表明：枯枝落葉等透水覆蓋物與石頭等不透水覆蓋物相比，對(duì)于小區(qū)土壤的入滲率差異明顯，并且隨著蓋度增加，土壤入滲率顯著提高。由此說(shuō)明，不同的覆蓋材料對(duì)土壤水分的抑制蒸發(fā)效果不一樣，如木屑等質(zhì)地太細(xì)的覆蓋物，在澆完水后易形成結(jié)殼，影響水分滲透，不適宜作有機(jī)覆蓋物；但類似樹皮等表面粗糙、富有彈性的園林廢棄物，吸水性強(qiáng)，保水效果好，很適宜在城市綠地土壤表層鋪設(shè)，可有效防止土壤水分蒸發(fā)，從而有效提高土壤含水量。

2.2 不同厚度對(duì)土壤含水量的影響

雖然單一厚度的覆蓋物對(duì)土壤蒸發(fā)量有減少作用，但單一厚度的研究往往只考慮到材料和溫度因素對(duì)土壤水分蒸發(fā)的影響，對(duì)其他因素涉及不多。因此，冀宏等人[8]通過(guò)對(duì)不同覆蓋厚度的土壤蒸發(fā)量進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同厚度的同一覆蓋物主要通過(guò)調(diào)節(jié)土壤表層溫度、到達(dá)土壤表層的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度以及與土壤表層接觸的空氣流動(dòng)速度等因素來(lái)影響土壤水分蒸發(fā)，其中覆蓋7cm麥秸的土壤水分蒸發(fā)量比裸土降低了74.5%，覆蓋5cm麥秸的土壤水分蒸發(fā)量與裸土相比也可降低67.5%以上，這與陳素英的秸稈覆蓋厚度對(duì)麥田土壤蒸發(fā)量影響結(jié)果相似。此外，陳進(jìn)勇等人也研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋5cm有機(jī)覆蓋物后土層20cm的土壤含水率與裸土相比，可提高2～7個(gè)百分點(diǎn)，這個(gè)結(jié)果與CHEN等人基本一致。不過(guò)，美國(guó)對(duì)不同覆蓋深度下風(fēng)速對(duì)水汽蒸發(fā)的影響研究表明，在同一覆蓋條件下，隨著風(fēng)速的增大，蒸發(fā)率迅速增高，但秸稈覆蓋下的蒸發(fā)率初始時(shí)隨覆蓋厚度的增加而線性遞減，當(dāng)覆蓋層厚度超過(guò)3cm后，繼續(xù)增加風(fēng)速對(duì)蒸發(fā)率幾乎沒(méi)有影響。此外，研究表明，覆蓋物過(guò)厚會(huì)造成一些粘重的土壤積水，進(jìn)而降低了土壤含氧量，不利于提高地溫和促進(jìn)土壤養(yǎng)分分解，所以，覆蓋物不宜超過(guò)10cm，以5cm左右為宜。

2.3 有機(jī)覆蓋物對(duì)不同綠化用地土壤含水量的影響

針對(duì)不同園林綠化用地，陳巖等人選擇庭院綠地、公園綠地、道路綠化帶3個(gè)位點(diǎn)鋪設(shè)覆蓋物，在雨后測(cè)定土壤含水量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，覆蓋上有機(jī)物的土壤均比未覆蓋有機(jī)物的土壤含水量高，平均高出31.75%，其中庭院為壤土，保水性能較好，所以覆蓋前后含水量差異較小，而公園及路旁綠地土壤質(zhì)地較差，建筑垃圾也較多，所以在雨后三天土壤的含水量出現(xiàn)明顯差異，因此有機(jī)覆蓋物更適宜鋪設(shè)在土壤質(zhì)地較差的綠地上。張艷等人也研究有機(jī)覆蓋物對(duì)城市園林植物不同的土壤含水量影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，覆蓋在裸地上的松針對(duì)土壤含水量的提高率可高達(dá)32.23%，覆蓋在馬尼拉草地上樹皮的提高率高達(dá)13.40%，覆蓋在茶梅灌木地上枯葉的提高率高達(dá)32.47%，進(jìn)一步說(shuō)明覆蓋物在裸土和灌木下的土壤含水量提高效果更顯著，因此，我們更適宜將覆蓋物鋪設(shè)在裸土或者質(zhì)地較差的土壤表面，從而讓有機(jī)覆蓋物發(fā)揮更大的保水作用。

2.4 有機(jī)覆蓋物對(duì)不同深度土壤含水量的影響

陳玉娟等人通過(guò)測(cè)定覆蓋后不同土壤層次的土壤含水量提高率發(fā)現(xiàn)，鋪設(shè)3cm覆蓋物在S0-10、S10-20、S20-30和S30-40這四個(gè)不同的土壤深度下，土壤含水量的提高率分別為10.4%、15.2%、14.6%和1.0%，而鋪設(shè)5cm時(shí)僅在S0-10深度處提高12.7%，其余深度與裸土持平甚至低于裸地。這與李成華提出的覆蓋有機(jī)覆蓋物對(duì)土壤濕度的作用效果將隨土壤深度的增加而不斷減小，當(dāng)土壤深度20cm以下，覆蓋層對(duì)土壤濕度將無(wú)明顯影響的說(shuō)法基本一致。因?yàn)殡S著土壤深度的增加，覆蓋物對(duì)土壤含水量影響將越來(lái)越弱，甚至?xí)斐韶?fù)影響，因此，鋪設(shè)厚度并不是越厚越好，一般3～5cm為宜。

2.5 有機(jī)覆蓋物對(duì)不同季節(jié)變化土壤含水量的影響

土壤含水量將產(chǎn)生季節(jié)性變化，這主要是通過(guò)試驗(yàn)地區(qū)的降水量和植被的蒸散消耗量這兩個(gè)因素而決定的。周翔等人在裸地上覆蓋上不同厚度的有機(jī)覆蓋物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤經(jīng)覆蓋處理后，四季的含水量均顯著高于裸土，并具有明顯的季節(jié)變化。因?yàn)橄摹⑶飪杉镜恼趄v作用比較劇烈，并且降水量較多，因此覆蓋作用在夏秋兩季的影響比冬春兩季更為明顯，這個(gè)結(jié)果與陳玉娟等人基本一致。此外，還有研究表明，在旱季時(shí)，森林中的枯枝落葉有著極好的保持土壤濕度的能力，因?yàn)槌四苄罘e雨水外，它還能阻止水分被傳遞到地面上而蒸發(fā)掉，從而有效地保持水分，李東海等人通過(guò)在人工林林下鋪設(shè)有機(jī)覆蓋物也證明了這一點(diǎn)。因此，有機(jī)覆蓋物鋪設(shè)以春季苗木栽植后最合適，通過(guò)保證土壤的濕潤(rùn)和疏松，從而可在旱季到來(lái)前提高植物栽植成活率，此外，在灌溉條件相對(duì)較好、氣候?yàn)榧竟?jié)性干旱的地區(qū)，可鋪設(shè)7～10cm厚度的覆蓋物，從而可降低干旱脅迫性狀；而在雨水較為豐富的地區(qū)，在粘重土壤上可鋪設(shè)5～7cm的覆蓋物，此厚度更適宜樹木的生長(zhǎng)。

3 有機(jī)覆蓋物保水原理

覆蓋有機(jī)覆蓋物后，其土壤的保水效果要明顯優(yōu)于裸地，主要原因?yàn)椋环矫娓采w物能有效地緩解土壤水分朝地表上部流動(dòng)；另一方面是由于有機(jī)覆蓋物的物理阻擋作用，可使土壤表面的水分不易蒸發(fā)；此外，鋪設(shè)完有機(jī)覆蓋物后，會(huì)使土壤-植物-大氣所構(gòu)成的水系統(tǒng)循環(huán)體系發(fā)生變化，導(dǎo)致土壤水分和大氣的交換被切斷，阻止了水分沿著土壤毛細(xì)管輸送到地面而被蒸發(fā)，使土壤水分從深層蒸發(fā)后凝結(jié)成水滴又返回土壤，形成了內(nèi)部水分循環(huán)，從而有效地保持土壤的水分，減少了土壤濕度的變化，進(jìn)而促進(jìn)了植物生長(zhǎng)，起到了節(jié)水、保水的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際的城市園林綠化建設(shè)中，應(yīng)按照不同的土壤性質(zhì)以及不同的氣候狀況，從而選擇運(yùn)用不同類型的有機(jī)覆蓋材料及鋪設(shè)不同的覆蓋量厚度，以達(dá)到最佳的土壤保水效果，這樣既可做到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，又能做到保持水土、增加土壤肥力的效果，最終能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效果、生態(tài)效果及觀賞效益的同步提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]高志紅，張萬(wàn)里，張慶費(fèi).森林凋落物生態(tài)功能研究概況及展望[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，32（6）：79-81.

[2]王慧杰，馮瑞云，張志軍，等.不同有機(jī)覆蓋物對(duì)土壤水分蒸發(fā)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（6）：42-44+49.

[3]楊艷.有機(jī)覆蓋物在“節(jié)約型園林”中的應(yīng)用[J].四川建筑，2017，37（1）：11-13.

[4]魏鈺.有機(jī)覆蓋物在植物園的應(yīng)用[J].科技潮，2007，1（2）：22-23.

[5]闞麗艷.有機(jī)覆蓋物對(duì)園林馬尼拉草土壤水分、養(yǎng)分、微生物的影響及肥力綜合評(píng)價(jià)[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)科學(xué)版），2016，34（4）：76-83.

[6]劉巧玲，孫守文，馮大千，等.不同覆蓋物對(duì)城市綠地保水效果的試驗(yàn)研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，43（5）：436-438.

[7]催向新，蒙仲舉.不同粒徑礫石覆蓋對(duì)土壤水分蒸發(fā)的影響[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2009，10（3）：21-23.

[8]冀宏，黃雄，鄭健，等.不同覆蓋條件對(duì)土壤水分蒸發(fā)的影響[J].節(jié)水灌溉，2010，1（4）：29-32.