城市山體公園地形對(duì)生境條件的影響
——以南京市為例

汪瑞軍，成玉寧

(東南大學(xué) 建筑學(xué)院，南京 210096)

0 引言

城市山體公園是在城市建設(shè)用地范圍內(nèi)，依托原狀山地景觀建立的城市公園[1]，屬于公園綠地范疇，廣泛顯著的地形變化是其區(qū)別于其他公園綠地的主要空間特征，并由此引起了與植物生長相關(guān)的各種環(huán)境因素，即植物生境，在綠地尺度上的變化。一方面土地開發(fā)上的“劣勢”維持了山體公園用地屬性的連續(xù)性，與其他綠地相比整體環(huán)境受擾動(dòng)較小，在建成環(huán)境中保持了較高的地帶性自然特征；另一方面地形起伏所產(chǎn)生的局地空間變化能夠直接或間接地影響公園內(nèi)部的物質(zhì)、能量流動(dòng)，形成生境因子的差異。城市綠地植物群落的形成與發(fā)展由人工干預(yù)主導(dǎo)，對(duì)場地生境特征的了解有助于增強(qiáng)干預(yù)過程的合理性，是貫徹和落實(shí)適地適樹原則的重要依據(jù)。與之相對(duì)應(yīng)的是利用場地營造對(duì)生境進(jìn)行調(diào)整，輔助植物設(shè)計(jì)的同時(shí)也為綠地生物多樣性的提升創(chuàng)造了條件，而地形設(shè)計(jì)則是其中的重要方式之一。關(guān)于地形與光照的關(guān)系多以定性分析為主，認(rèn)為在北半球南坡接收到的光照比平地多，北坡則較平地少[2]。不同學(xué)者對(duì)地形變化下的土壤含水量進(jìn)行了調(diào)查與分析，結(jié)果均顯示坡度、坡向和坡位等地形因素與含水量變化關(guān)聯(lián)緊密，且關(guān)聯(lián)趨勢基本相同，具體表現(xiàn)為陰坡含水量大于陽坡，坡底含水量較坡頂高，坡度與含水量存在負(fù)相關(guān)性[3-7]。與此不同的是，地形與土壤養(yǎng)分關(guān)系的研究結(jié)果差異性較大，甚至存在截然相反的結(jié)論。這可能與土壤養(yǎng)分的循環(huán)周期較長，受影響因素多，進(jìn)而形成了較大的不確定性有關(guān)。總體看來，海拔(或高程)和坡度與土壤養(yǎng)分變化的關(guān)聯(lián)性較高[8-11]。以往相關(guān)研究大多側(cè)重于對(duì)包含多種土地利用類型的較大尺度區(qū)域的調(diào)查與分析，或僅針對(duì)某一生境因子，在城市綠地范圍內(nèi)關(guān)于地形與綜合生境條件的研究較少。本研究以南京市區(qū)主要山體公園的采樣調(diào)查結(jié)果為依據(jù)，分析和總結(jié)了地形因素對(duì)植物生境條件的影響，具體包括與植物生長關(guān)系最為緊密的光照因子、水因子和土壤主要理化性質(zhì)。旨在更好地了解城市山體公園的生境特征，以服務(wù)于該類型綠地植物景觀的建設(shè)與管理，同時(shí)也為發(fā)揮地形設(shè)計(jì)在植物生境改善與塑造方面的作用提供科學(xué)參考。

1 研究方法

1.1 區(qū)域概況

調(diào)查區(qū)域南京市，位于31°14′N～32°37′N，118°22′E～119°14′E，處于寧鎮(zhèn)山系的西端，以低山緩崗地形為主，年均降雨量為1 106 mm，屬于濕潤型氣候大區(qū)中的北亞熱帶長江中下游區(qū)[12]，其地帶性土壤主要為下蜀黃土母質(zhì)上發(fā)育的黃棕壤[13]。自然背景環(huán)境和城市發(fā)展特征具有長江中下游地區(qū)城市群的典型代表性。經(jīng)過多年的城市發(fā)展與擴(kuò)張，原有的區(qū)域景觀格局變化顯著，多處丘陵山體散布于城中各處，并被建設(shè)為山體公園，成為城市綠地系統(tǒng)的重要組成部分。

1.2 研究對(duì)象與樣點(diǎn)分布

調(diào)查樣地包括清涼山公園、九華山公園、古林公園和雨花臺(tái)風(fēng)景區(qū)等在內(nèi)的6座位于南京市主城區(qū)內(nèi)的城市山體公園。其中雨花臺(tái)風(fēng)景區(qū)面積最大，約153 hm2，清涼山海拔最高，頂點(diǎn)高程為65 m，相對(duì)周邊用地高差在40 m左右。各樣地公園植被均生長良好，以常綠落葉闊葉混交次生林為主，絕大多數(shù)林地的郁閉度在0.7以上，屬于密林范疇。樣點(diǎn)的選取建立在對(duì)公園地形的空間分析與實(shí)地考察的基礎(chǔ)之上，涵蓋不同坡向、坡度與坡位，其中坡度的劃分參考了多種相關(guān)分類辦法[14-15]，并結(jié)合實(shí)際樣地的坡度特征，分類如下：<8°為平坡、8°～15°為緩坡、15°～25°為中坡、25°～50°為陡坡、>50°為險(xiǎn)坡。

1.3 數(shù)據(jù)采集與分析

空間分析、光照和地表徑流的分析通過ArcGIS平臺(tái)的地表分析模塊、太陽輻射模塊和水文分析模塊完成。土壤理化性質(zhì)的調(diào)查分為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和實(shí)驗(yàn)室分析，前者包括緊實(shí)度與含水量的實(shí)測和土樣的采集，后者包括酸堿度和主要養(yǎng)分指標(biāo)的測定。緊實(shí)度的測量儀器為TYD-2型手持式土壤硬度計(jì)，含水量的測量儀器為AZS-100定時(shí)定位TDR土壤水分儀，以梅花形布點(diǎn)測量與采樣，記錄并計(jì)算平均值，測量深度為表土20 cm。酸堿度的測定采用電位法由pH計(jì)完成，輔以pH試紙校驗(yàn)，養(yǎng)分指標(biāo)的測定針對(duì)主要元素的有效部分，即測定堿解氮、有效磷和有效鉀的含量，是土壤中易被植物吸收的主要養(yǎng)分元素部分，前者采用的是堿解擴(kuò)散法，后兩者通過溶液浸提和光度計(jì)檢測完成(百靈達(dá)SK500)。共調(diào)查土壤含水量與緊實(shí)度樣點(diǎn)75個(gè)，土壤化學(xué)屬性樣點(diǎn)44個(gè)。數(shù)據(jù)處理與分析通過Excel與SPSS軟件完成。調(diào)查時(shí)間為2019年8月至9月，雨后4～5日的晴好天氣。另外，在土壤性質(zhì)的分析中還包含了與其他城市綠地同期調(diào)查數(shù)據(jù)的比較，以便在更大的尺度了解山體公園的土壤環(huán)境特征，其他綠地類型包括：平地公園、單位附屬綠地、居住區(qū)綠地、濱水綠地、廣場綠地和道路綠地。

2 結(jié)果與討論

2.1 光照因子

地形對(duì)光照的影響主要體現(xiàn)在坡向和坡度所塑造的地表界面與直射光線間的角度關(guān)系。北半球地區(qū)南坡屬于陽坡，北坡屬于陰坡，東、西坡屬于半陽坡，而具體光照時(shí)數(shù)與表面輻射累積量又與坡度密切相關(guān)，簡單地將北坡歸為陰生環(huán)境是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，“陰坡”只是?duì)坡向在光照語境下的稱呼。

圖1為簡化地形模型的年光照條件分析，坡度級(jí)差為10°。左側(cè)為年輻射累積量，可以看出除南坡外其余坡向均與坡度呈負(fù)相關(guān)，南坡則表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，最大值出現(xiàn)在20～30°區(qū)域，這與該坡度和地區(qū)正午時(shí)段平均太陽高度角接近互補(bǔ)有關(guān)，輻射增量約為平地全光照的10%～15%。按照植物生長對(duì)光照條件的需求，常用模糊劃分為在8時(shí)至16時(shí)中，4 h光照為陽生與陰生環(huán)境的分界，0～2 h屬于全陰環(huán)境，2～4 h為半陰，4～6 h為半陽，6～8 h為全陽環(huán)境[16]。以此標(biāo)準(zhǔn)，如圖1右側(cè)所示，各坡向均屬于陽生環(huán)境，僅少數(shù)大坡度區(qū)域?qū)儆诎腙柇h(huán)境。在平地建筑遮陰模擬中，6 h等時(shí)線附近的輻射累積量約為全日照區(qū)域的70%～75%，4 h等時(shí)線約為50%～55%，2 h等時(shí)線約為22%～24%，按該比例類推，北坡40°及以上，圖1左天藍(lán)色以上區(qū)域，屬于小于4 h陰生環(huán)境范圍，30°～40°和東、西坡50°及以上為半陽范圍，即淺藍(lán)色部分，無小于2 h范圍。地形坡度產(chǎn)生的椎體斜面與建筑物的垂直面不同，若直接以日照時(shí)數(shù)劃分，在非高緯度地區(qū)，即使北坡日照時(shí)數(shù)的減小幅度也并不顯著，但斜面的輻射接收量卻存在明顯差異，以之劃分坡地的光照條件區(qū)域更為合理?，F(xiàn)實(shí)環(huán)境中城市山體公園的坡度很少超過40°～50°，但坡向和坡度的變化則會(huì)更加豐富，在大的坡面上還會(huì)出現(xiàn)小坡面的起伏轉(zhuǎn)折和深淺不一的溝谷，這些都會(huì)產(chǎn)生局部光照條件的變化。圖2為南京清涼山公園山體的坡度分析，大多數(shù)坡面坡度在30°以下，山體邊緣與其他用地類型交界處地形受擾動(dòng)較大，存在少量大于40°的陡坡。圖3為該區(qū)域年輻射累積量的分析，大的片區(qū)差異基本勾勒出不同方向山脊線的輪廓。平地全光照年輻射量約為140 (萬Wh·m-2)，按上文所述比例計(jì)算，小于77 (萬Wh·m-2)的區(qū)域相當(dāng)于4 h日照以下的陰生環(huán)境，即圖3中的深藍(lán)色區(qū)域，與北向坡大于40°位置基本一致，77～105 (萬Wh·m-2)的區(qū)域相當(dāng)于4～6 h半陽環(huán)境，即圖3中淺藍(lán)色區(qū)域，受小坡面起伏的影響略大于北向坡中30～40°區(qū)域。由于南向坡大多集中在20°～30°左右，圖3中表現(xiàn)出大面積高于平地全光照輻射量的紅色區(qū)域。所以對(duì)于以中緩坡為主的城市山體公園而言，地形因素對(duì)陰生環(huán)境的塑造能力遠(yuǎn)小于“強(qiáng)陽”環(huán)境，南坡更適合喜光植物的生長，尤其是上層喬木。

2.2 水因子

地形因素是組織和分配山體公園地表徑流的關(guān)鍵，并因此形成了與地表水文相關(guān)的一套空間體系，包括匯水面、匯流線和匯水點(diǎn)等，不同方向坡面的地表雨水匯集形成匯流線，多條匯流線相交的位置即為匯水點(diǎn)。坡面的產(chǎn)流過程與土壤含水量密切相關(guān)，這決定了雨水下滲就地補(bǔ)給的比例。除了降雨強(qiáng)度和地表粗糙度外[17]，坡度也是影響坡面產(chǎn)流過程的重要因素。潘成忠等的研究發(fā)現(xiàn)表面流流速與坡度呈正相關(guān)[18]，劉燕等人的研究也表明雨強(qiáng)和坡度均與流速呈正相關(guān)，并且二者還存在關(guān)聯(lián)性，雨強(qiáng)較大時(shí)，坡度對(duì)流速的影響更為顯著[19]。在王保一等人的研究中，坡度從30°增加到35°后，徑流的產(chǎn)流起始時(shí)間提前了2～23 s[20]。此外，地表徑流還會(huì)對(duì)表土層土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，沖刷會(huì)首先帶走土壤中的細(xì)小顆粒，增大表土砂石含量占比，導(dǎo)致坡度大的區(qū)域保水能力往往較低。在面對(duì)徑流沖刷時(shí)，土壤的分離速率會(huì)隨坡度的增大而增大[21]。

各調(diào)查樣點(diǎn)植被均為偏密林或密林，冠層截留對(duì)降雨的影響可視為基本一致的背景條件。表1所列為不同坡度及匯水點(diǎn)的土壤含水量統(tǒng)計(jì)及分析情況，匯水點(diǎn)最大，且顯著高于各坡度樣點(diǎn)，平均含水量隨坡度的增加而減小，其中中坡與緩坡的差異不大，陡坡減小明顯。各坡度樣點(diǎn)含水量方差分析結(jié)果為P<0.01(P=0.008，F(xiàn)=5.145)，說明各坡度間含水量存在顯著差異，相關(guān)性分析結(jié)果為在0.01水平上顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.620)，坡度越大含水量很可能越小。變異系數(shù)的比較中，陡坡與平坡較大，反映出其內(nèi)部較大的數(shù)據(jù)離散程度。

圖 1 簡化地形模型光照條件模擬分析Figure 1 Simulation analysis of sunlight condition of simplified topography model

圖 2 清涼山公園山體坡度分析Figure 2 Slope analysis of Qingliangshan Park

圖 3 清涼山公園年太陽輻射累積量分析Figure 3 Analysis of annual solar radiation accumulation in Qingliangshan Park

表 1 不同坡度及匯水點(diǎn)的土壤含水量分析 Table 1 Analysis of soil moisture at different slope grades and catchment point areas

圖4為加入坡向和坡位條件后各坡度土壤含水量的均值比較，其中平坡分為位于山頂脊線附近的山頂平坡和山腳區(qū)域的山腳平坡。陡坡的坡向間差異大于中坡和緩坡，緩坡的差異極小。坡向間變化的比較很大程度上呼應(yīng)了光照的影響，陡坡陰面屬于半陽或陰生環(huán)境，蒸散量較小，形成了與陽面較大的含水量差異。不同坡位平坡的差異則主要與地表徑流有關(guān)，山腳平坡雖不一定是匯水點(diǎn)，但也會(huì)承接不少上游坡面匯水，加上自身坡度小，有利于徑流下滲補(bǔ)充土壤水分。山體公園依地形差異形成的各空間類型含水量綜合比較如圖5所示，匯水點(diǎn)和山腳平坡優(yōu)勢明顯，其余類型之間除陡坡外變化不大，陽面陡坡含水量最小。

圖 4 不同坡向和坡位土壤含水量比較Figure 4 Comparison of soil moisture in different slope aspects and positions

圖 5 山體公園各空間類型土壤含水量綜合排序Figure 5 Comprehensive sorting of soil moisture of all spatial types in mountain park

2.3 土壤性質(zhì)

2.3.1 土壤緊實(shí)度

表 2 不同坡度及匯水點(diǎn)的土壤緊實(shí)度分析 Table 2 Analysis of soil compaction at different slope grades and catchment point areas

土壤緊實(shí)度的總均值為441.59 (N·cm-2)，不同坡度及匯水點(diǎn)的平均值如表2所列，坡度大小與緊實(shí)度未表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)關(guān)系，且相互間差異不大，各坡度樣點(diǎn)緊實(shí)度的方差分析和相關(guān)性分析結(jié)果顯示也未表現(xiàn)出顯著差異性和相關(guān)性。匯水點(diǎn)的緊實(shí)度較小，可能與其表土長期經(jīng)歷由徑流形成的物質(zhì)沉積過程以及較高的土壤含水量有關(guān)。

土壤緊實(shí)度與含水量具有很大的關(guān)聯(lián)性，緊實(shí)度大說明土壤孔隙度小，理論上可容納水分的空間就小。Ayers模型認(rèn)為土壤緊實(shí)度與含水量的關(guān)系變化存在拐點(diǎn)，拐點(diǎn)左右兩側(cè)二者分別呈現(xiàn)單調(diào)正相關(guān)與單調(diào)負(fù)相關(guān)，并提出拐點(diǎn)含水量在10%左右，10%～50%含水量區(qū)間內(nèi)二者關(guān)系為負(fù)相關(guān)遞減曲線[22]。圖6為平坡、中坡和陡坡緊實(shí)度與含水量的關(guān)聯(lián)趨勢，由于緩坡樣點(diǎn)數(shù)偏少未參與比較，相關(guān)性分析顯示：平坡和中坡樣點(diǎn)緊實(shí)度與含水量呈顯著負(fù)相關(guān)，而陡坡樣點(diǎn)為顯著正相關(guān)。陡坡樣點(diǎn)含水量大多小于15%，分析結(jié)果與Ayers模型基本吻合，在含水量較小的情況下，緊實(shí)度的適度增大有利于土壤顆粒對(duì)水分的吸附，提高其保水能力。

注：r代表相關(guān)系數(shù)，*表示在0.05水平上顯著相關(guān)。

不同綠地類型土壤緊實(shí)度的比較如圖7所示，山體公園的平均水平與平地公園和廣場綠地相當(dāng)，略高于其他類型，但差異并不顯著。

圖 7 不同類型綠地土壤緊實(shí)度比較Figure 7 Comparison of soil compaction in different urban green space types

圖 8 不同類型綠地土壤酸堿度比較Figure 8 Comparison of soil pH in different urban green space types

2.3.2土壤酸堿度

表 3 不同坡度及匯水點(diǎn)的土壤pH分析 Table 3 Analysis of soil pH at different slope grades and catchment point areas

土壤酸堿度的總均值為6.04，變幅為4.10～7.55，小于6.5的酸性樣點(diǎn)占比為66.67%，與寧鎮(zhèn)低山丘陵黃棕壤pH主要集中在5.0～6.5的研究結(jié)論相符[23]。不同坡度及匯水點(diǎn)的平均值如表3所列，陡坡屬于強(qiáng)酸性范疇，其樣點(diǎn)pH與其他坡度在0.05水平上差異顯著(F=5.302，P=0.034)，相關(guān)性分析顯示pH與坡度在0.05水平上顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.526)，原因可能與土壤淋溶作用有關(guān)。相同降雨條件下，地勢越高、坡度越大的區(qū)域受徑流沖刷越嚴(yán)重，土壤水的移動(dòng)也更強(qiáng)，淋溶作用更大，而淋溶作用的增強(qiáng)是土壤酸化的重要原因之一[24]。

與其他綠地類型的pH比較如圖8所示。山體公園最小，且唯一表現(xiàn)為酸性。一方面這與山體公園土壤受人為擾動(dòng)少，更多地表現(xiàn)出地帶性土壤特征有關(guān)；另一方面山體公園植物群落的物質(zhì)循環(huán)比較穩(wěn)定，植物殘?bào)w能夠就地回歸完成有機(jī)質(zhì)的分解，其中的腐化過程能夠釋放酸性物質(zhì)，而其他綠地的物質(zhì)循環(huán)易因空間特征影響或人為清理而被削弱或中斷，尤以道路綠地表現(xiàn)最為突出[25]。山體公園顯著較高的變異系數(shù)仍然是地形變化促進(jìn)酸堿環(huán)境內(nèi)部差異性的結(jié)果。

2.3.3土壤養(yǎng)分特征

表 4 各養(yǎng)分指標(biāo)評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)拐點(diǎn)值 Table 4 Grading standard of each nutrient index evaluation

考慮到土壤酸堿環(huán)境的變化對(duì)植物生長發(fā)育、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)化過程都具有重要的影響，也將其納入到養(yǎng)分特征分析的指標(biāo)體系中。養(yǎng)分指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考了第二次全國土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及以往的相關(guān)研究[26-28]，分級(jí)歸屬依照的是隸屬度原則[28](表4)，綜合指數(shù)的計(jì)算采用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法[27]。

表 5 山體公園各養(yǎng)分指標(biāo)分析 Table 5 Analysis of each nutrient index of mountain park

據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，山體公園樣點(diǎn)的分析結(jié)果如表5所列。堿解氮均值為Ⅲ級(jí)水平，且Ⅲ級(jí)樣點(diǎn)的占比達(dá)到了70%，說明堿解氮的含量整體偏低；有效磷與有效鉀的平均值均達(dá)到了相應(yīng)的Ⅰ級(jí)水平，且各自Ⅰ級(jí)樣點(diǎn)占大多數(shù)。土壤養(yǎng)分元素的有效性與酸堿環(huán)境密切相關(guān)，中性環(huán)境有利于有效氮磷鉀的穩(wěn)定，多數(shù)樣點(diǎn)的酸性環(huán)境易造成有效態(tài)元素的轉(zhuǎn)化或流失[29]。另外，從來源上看，堿解氮主要來自有機(jī)質(zhì)分解，有效磷與有機(jī)質(zhì)分解和成土母質(zhì)均相關(guān)，有效鉀則主要來自母質(zhì)[30],而影響有機(jī)質(zhì)分解的關(guān)鍵因素土壤微生物一般在中性環(huán)境中活動(dòng)旺盛[31]，細(xì)菌和放線菌較適宜于中性至微堿環(huán)境[32]，所以土壤呈酸性可能是堿解氮含量偏低的原因，同時(shí)也說明區(qū)域土壤母質(zhì)中磷和鉀較為豐富。綜合指數(shù)方面，各指標(biāo)均值的綜合指數(shù)為1.503，屬于一般水平范圍(0.9≤P<1.8)，所有樣點(diǎn)中屬于一般水平的占85%，肥沃水平為15%(1.8≤P<2.7)，無貧瘠水平樣點(diǎn)(P<0.9)。

不同空間類型各養(yǎng)分指標(biāo)的分析如圖9所示，堿解氮的比較中，匯水點(diǎn)最高，達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其余類型差別不大，均屬于Ⅲ級(jí)水平；有效磷的比較中，所有類型均達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中緩坡的數(shù)值最高；有效鉀的比較中，仍然是匯水點(diǎn)最高，除陡坡屬于Ⅱ級(jí)外，其余均屬于Ⅰ級(jí)水平。匯水點(diǎn)的綜合指數(shù)也明顯高于其他類型，并達(dá)到了肥沃水平。各指標(biāo)的變異系數(shù)變化曲線均呈現(xiàn)出不同程度的拋物線狀，陡坡和匯水點(diǎn)內(nèi)部樣點(diǎn)數(shù)值的離散程度較低。二者皆屬于具有某種極端環(huán)境因素的空間類型，前者擁有研究范圍內(nèi)的極端坡度，后者屬于平緩低洼地形，擁有研究范圍內(nèi)的極端土壤含水量，相對(duì)嚴(yán)格的空間特征促成了土壤養(yǎng)分格局的穩(wěn)定，降低了同類型樣點(diǎn)的差異化程度。

圖 9 不同空間類型各養(yǎng)分指標(biāo)比較Figure 9 Comparison of each nutrient index in different topography types

表6為各坡度樣點(diǎn)養(yǎng)分指標(biāo)和綜合指數(shù)的方差分析與相關(guān)性分析結(jié)果，差異性均不顯著，有效鉀含量表現(xiàn)出與坡度變化的顯著負(fù)相關(guān)性。表7為匯水點(diǎn)樣點(diǎn)與所有坡面樣點(diǎn)各養(yǎng)分指標(biāo)的方差分析結(jié)果，堿解氮、有效鉀和綜合指數(shù)的差異性顯著。地表徑流的沖刷-匯集作用，能促使有機(jī)質(zhì)、可溶性鹽類以及土壤細(xì)顆粒在匯水點(diǎn)區(qū)域匯積，使土壤具有高養(yǎng)分特性。堿解氮主要來自有機(jī)質(zhì)分解，匯積效應(yīng)明顯，而磷酸根離子較強(qiáng)的土壤依附性可能減弱了其隨徑流的運(yùn)動(dòng)，鉀離子在酸性土壤環(huán)境中更容易被淋失[33]，因此受徑流影響較大。

表 6 各養(yǎng)分指標(biāo)與坡度的數(shù)據(jù)關(guān)系分析 Table 6 Analysis of data relationship between each nutrient index and slope grades

表 7 匯水點(diǎn)與坡面樣點(diǎn)各養(yǎng)分指標(biāo)方差分析 Table 7 ANOVA analysis of each nutrient index between sample sites of catchment point areas and slope areas

與其他城市綠地的比較如圖10所示，山體公園的堿解氮含量與平地公園相當(dāng)，平均水平顯著高于其他綠地類型；有效磷的平均值均達(dá)到了Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，兩種公園綠地相對(duì)較低；有效鉀的差異不大，平均值也都達(dá)到了Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，山體公園相對(duì)略低。公園綠地面積較大且形態(tài)規(guī)整獨(dú)立，物質(zhì)循環(huán)過程易保持穩(wěn)定，因此土壤氮的補(bǔ)充優(yōu)于其他綠地。受人為活動(dòng)的影響，城市土壤存在磷富集的現(xiàn)象[34]，相較公園綠地，其他綠地與人類生產(chǎn)生活的聯(lián)系更為緊密，例如更易接收到硬化地表徑流中攜帶的污染物，這可能是有效磷整體偏高但公園綠地相對(duì)較低的原因。山體公園相對(duì)略低的有效鉀含量則更多與其酸性土壤易造成鉀的淋失有關(guān)。另外，相對(duì)較高的堿解氮含量促成了兩種公園綠地在養(yǎng)分綜合指數(shù)比較中的優(yōu)勢。

圖 10 山體公園各養(yǎng)分指標(biāo)與其他綠地類型的比較Figure 10 Comparison of each nutrient index between mountain park and other urban green space types

3 結(jié)論

(1)地形對(duì)光照環(huán)境的影響是在坡向與坡度共同作用下形成的，陰坡僅在約40°及以上區(qū)域光輻射累積量減半，構(gòu)成陰生環(huán)境條件，半陽坡達(dá)到50°及以上時(shí)才會(huì)形成半陽生環(huán)境，另外，20°～30°陽坡會(huì)產(chǎn)生顯著的光輻射增強(qiáng)效果，增幅約為平地全光照的10%～15%。

(2)坡度與土壤含水量之間表現(xiàn)出顯著負(fù)相關(guān)性，坡向?qū)康挠绊戄^小，且與坡度具有一定的關(guān)聯(lián)，相比之下坡位的影響則更為突出，匯水點(diǎn)與山腳平坡的含水量優(yōu)勢十分明顯。

(3)與其他城市綠地類型相比，山體公園土壤緊實(shí)度整體偏大，與地形因素的變化關(guān)聯(lián)不強(qiáng)；土壤pH整體呈酸性，顯著小于其他綠地類型，并與坡度顯著負(fù)相關(guān)；土壤堿解氮含量整體偏低，但高于大部分其他綠地類型，有效磷與有效鉀含量雖小于其他綠地類型，但均已達(dá)到豐富的標(biāo)準(zhǔn)。有效鉀含量與坡度之間存在顯著負(fù)相關(guān)性，匯水點(diǎn)區(qū)域表現(xiàn)出較高的養(yǎng)分匯集效應(yīng)，且綜合指數(shù)達(dá)到了肥沃標(biāo)準(zhǔn)。