寧波植物園土壤改良修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)踐

劉洪峰 張華 崔冰潔 董根西 顏迦楠 吳亞玲

摘要：在以往的城市園林綠地建設(shè)過程中，地下部分的土壤環(huán)境常常被人忽視，而地下土壤作為植物生長的基礎(chǔ)，其質(zhì)量已經(jīng)成為限制植物園以及其他城市綠地發(fā)展的重要因素，極大地影響著植物的正常生長和綠地景觀生態(tài)功能的發(fā)揮。在寧波植物園土壤改良修復(fù)實(shí)踐中，通過土壤配方改良和配套排水系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)踐，有效改善了園區(qū)土壤的理化性質(zhì)，提高了土壤質(zhì)量，形成了良好的植物景觀和生態(tài)環(huán)境，為植物園及其他城市綠地的土壤改良修復(fù)提供有效的技術(shù)參考和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：植物園;土壤;改良修復(fù);排水系統(tǒng)

植物園是集優(yōu)美的景觀外貌、良好的生態(tài)效益和豐富的科學(xué)內(nèi)涵為一體的城市園林綠地，是城市經(jīng)濟(jì)、文化和科技發(fā)展的重要體現(xiàn)，對現(xiàn)代城市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。但是，在植物園的營建過程中，相比于地上部分植物的收集配置和景觀外貌的營造，地下部分的土壤環(huán)境卻常常被人忽視。土壤是植物根系生長的物質(zhì)和環(huán)境基礎(chǔ)，其質(zhì)量情況直接影響植物的健康生長，并進(jìn)一步影響植物園的景觀及生態(tài)效益。由于受城市建設(shè)及人為活動(dòng)的影響，城市土壤普遍存在土壤壓實(shí)嚴(yán)重、建筑垃圾較多等缺陷，嚴(yán)重制約了植物的正常生長，影響了綠地功能正常發(fā)揮。土壤質(zhì)量已經(jīng)成為影響植物園以及其他城市綠地發(fā)展的主要限制因素之一。因此，關(guān)注地下部分土壤質(zhì)量，通過有效的改良修復(fù)技術(shù)來改善土壤環(huán)境，是植物園及其他城市綠地實(shí)現(xiàn)生態(tài)景觀功能和可持續(xù)發(fā)展的重要需求。

1寧波植物園土壤概況

寧波植物園位于寧波市鎮(zhèn)海區(qū)，總體占地面積322hm2，包含了科普觀光植物區(qū)、體育休閑植物區(qū)和花卉園藝植物區(qū)三大片區(qū)。寧波植物園是寧波市城市生態(tài)帶中的重要一環(huán)，在生物多樣性保護(hù)、植物科研、生態(tài)防護(hù)和科普休閑等方面發(fā)揮了重要的作用。寧波植物園為實(shí)現(xiàn)良好的景觀、生態(tài)和科研功能，對綠化種植土壤提出了較高的質(zhì)量要求。但是，由于受到自然條件的制約，園區(qū)土壤普遍存在質(zhì)地黏重、土壤容重大、滲透性差、pH值高、有機(jī)質(zhì)含量低等質(zhì)量缺陷。

2土壤改良修復(fù)策略

2.1土壤配方改良修復(fù)

通過參考國內(nèi)關(guān)于土壤改良技術(shù)的研究，并結(jié)合其他植物園建設(shè)及土壤改良的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，針對寧波植物園土壤質(zhì)地黏重、肥力不足等問題，以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力為主要目標(biāo)，制定出“4～5份原土+2份發(fā)酵礱糠+4份黃土+0.2～0.5份有機(jī)肥”的基本改良配方。通過添加發(fā)酵礱糠、有機(jī)肥，可以降低土壤容重，改善土壤通氣透水特性，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力;通過外來優(yōu)質(zhì)黃土的使用，可以改善土壤質(zhì)地，促進(jìn)土壤良好團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成。同時(shí)，根據(jù)植物園不同的專類植物需求，在基本改良配方的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步添加適量的草炭、珍珠巖、硫酸亞鐵等改良材料，并適當(dāng)調(diào)整其他配方材料的比例，形成適宜專類植物生長的土壤。例如，在蕨類植物區(qū)通過進(jìn)一步添加草炭和硫酸亞鐵，形成肥水特性良好的弱酸性土壤;在東方本草園和四季百花園土壤配方中提高有機(jī)肥的比例，并進(jìn)一步添加珍珠巖和草炭，形成既排水良好，又保水保肥的肥沃土壤（表1）。

在進(jìn)行土壤改良修復(fù)施工前需先完成場地清表整理、土方平衡等工作，然后按照：原土翻松除雜——土壤晾曬破碎——添加改良材料翻拌——改良土填鋪——排水布置及植物栽植的流程進(jìn)行（圖1）。（1）原土翻松除雜。用挖機(jī)對原土約40cm深的土壤進(jìn)行翻松，在翻松過程中，將土壤中的石頭、磚塊等建筑垃圾挑揀清除。（2）土壤晾曬破碎。土壤翻松除雜后，利用晴好天氣對土壤進(jìn)行晾曬，降低土壤含水率。待土壤含水率低于25%左右，利用挖機(jī)配合旋耕機(jī)對晾曬好的土壤進(jìn)行破碎。（3）添加改良材料翻拌。根據(jù)各區(qū)域土壤配方，將相應(yīng)比例的發(fā)酵礱糠、黃土、有機(jī)肥、草炭等材料均勻攤鋪在晾曬破碎好的原土上，利用挖機(jī)配合旋耕機(jī)進(jìn)行翻拌混合。（4）改良土填鋪。根據(jù)現(xiàn)場地形設(shè)計(jì)要求，將改良好的土壤進(jìn)行分層填鋪，填鋪時(shí)宜用小型機(jī)械進(jìn)行適當(dāng)壓實(shí)，應(yīng)避免大型機(jī)械反復(fù)碾壓，注意地形平整和坡度控制，以利于排水。（5）排水布置及植物栽植。根據(jù)現(xiàn)場排水及綠化設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行排水盲管、盲溝、雨水井、雨水口、集水井等排水管路的布置及綠化植物的栽植，創(chuàng)造適宜的土壤排水條件，形成良好的地下土壤環(huán)境。

2.2配套排水系統(tǒng)

質(zhì)地黏重的土壤常常因?yàn)榉敲芸紫抖容^少，滲透性差而進(jìn)一步導(dǎo)致土壤積水問題嚴(yán)重。因此，有效的排水系統(tǒng)是良好的地下土壤環(huán)境基礎(chǔ)，也是土壤改良修復(fù)的另一個(gè)關(guān)鍵。

寧波植物園的排水系統(tǒng)主要由地表排水和地下排水兩部分構(gòu)成。地表排水主要通過“地表匯流——雨水口——雨水井——集水井”的方式進(jìn)行排水;地下排水主要通過“土壤滲水——盲管——雨水井——集水井”的方式進(jìn)行排水。根據(jù)園區(qū)設(shè)計(jì)地形及植被條件，利用地表匯流收集和地下滲水收集相結(jié)合的方式，從點(diǎn)到線，由線及面的形成有效的排水系統(tǒng)。其中，盲管主要布置在樹穴底部及草坪、地被等植物有效栽植土層下方（圖2），具體為開孔塑料管環(huán)繞填充2～3cm粒徑的碎石，并包裹200g/m2土工布構(gòu)成倒梯形。盲管和雨水口分別匯流地下土壤滲水及地表徑流，經(jīng)雨水井匯入集水井后排出。

3改良修復(fù)實(shí)踐效果

寧波植物園一期建設(shè)自2015年開工，至2016年9月建成開園。通過在一期項(xiàng)目范圍內(nèi)進(jìn)行全面的土壤環(huán)境調(diào)研和土壤改良修復(fù)實(shí)踐，形成了以土壤配方改良、排水系統(tǒng)優(yōu)化布置為主的土壤改良修復(fù)技術(shù)。園區(qū)經(jīng)土壤改良修復(fù)，為園內(nèi)植物提供了良好的地下土壤環(huán)境，經(jīng)較短時(shí)間就形成了良好的景觀效果。同時(shí)，通過整理分析改良前后的土壤質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)（表2）可見，土壤容重、pH值、有機(jī)質(zhì)、水解性氮、有效磷、速效鉀指標(biāo)較改良前均有明顯的改善。一方面，通過各種改良材料的添加改善了土壤質(zhì)地、優(yōu)化了土壤pH、提高了土壤肥力;另一方面，完善的排水系統(tǒng)改善了種植土層內(nèi)部積水的的狀況，使土壤保持良好的水氣平衡，進(jìn)一步促進(jìn)了良好土壤結(jié)構(gòu)的形成和土壤肥力的釋放。

4不足與思考

現(xiàn)階段，寧波植物園土壤改良修復(fù)工作取得了一些不錯(cuò)的成果，但是對城市綠地建設(shè)的可推廣性及可持續(xù)性而言，仍存在一些需要進(jìn)一步提升的地方。

寧波植物園在土壤改良修復(fù)中使用了大量外進(jìn)優(yōu)質(zhì)黃土，對土壤的質(zhì)地結(jié)構(gòu)、水肥性能均有明顯的改善作用。但是，天然黃土在區(qū)域分布上具有一定的局限性，作為一種難再生的自然資源，大量黃土的使用和開發(fā)也容易引起濫采濫用，破環(huán)原產(chǎn)地的生態(tài)環(huán)境。因此，在其他地區(qū)的土壤改良實(shí)踐中，應(yīng)該根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況，因地制宜地選擇合適的改良材料，如黃砂、石屑、火山石、沸石等，合理考量其經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)性，形成各地區(qū)差異化材料的土壤改良配方。

短期的改良修復(fù)可以較為明顯地提升土壤的質(zhì)量，但是土壤改良的工作并不是一勞永逸的。改良時(shí)添加的發(fā)酵礱糠、草炭、有機(jī)肥等有機(jī)材料在土壤中會(huì)慢慢分解，同時(shí)，隨著植物的不斷吸收利用，再加上淋溶流失等作用，土壤中的有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀等會(huì)逐漸減少。因此，還要做好土壤的長期培育規(guī)劃，采取可持續(xù)的土壤培育措施，如“落葉化土”“枯枝還田”，通過園林綠化廢棄物的資源化利用，促進(jìn)土壤的可持續(xù)健康發(fā)展。