基于城市綠地土壤改良關(guān)鍵技術(shù)的探究
——以日照西綜合客運(yùn)站綠化工程為例

李文彬 徐曉艷 楊吉輝 王興梅 楊傳祥

目前，中國(guó)北方的綠化模式由單一規(guī)則式向著多元復(fù)合式發(fā)展，綠化結(jié)構(gòu)更富有層次感和多樣性。由于地質(zhì)及氣候的原因，華北地區(qū)瘠薄的丘陵山地對(duì)于城市景觀有著明顯的負(fù)面影響，因此土壤改良成為園林樹(shù)木適應(yīng)成活的保證，更對(duì)北方城市綠地建設(shè)及景觀營(yíng)造起到基礎(chǔ)性的作用?，F(xiàn)階段，中國(guó)對(duì)土壤改良的研究大多傾向于單一手段的土壤改良，運(yùn)用多種土壤改良技術(shù)組合來(lái)進(jìn)行土壤結(jié)構(gòu)重構(gòu)和品質(zhì)提升的研究較少。文章通過(guò)日照西客站土壤改良技術(shù)的研究實(shí)踐，針對(duì)土壤透水透氣性差、土壤硬度高、養(yǎng)分缺失等問(wèn)題，采用模擬自然的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)群落、土壤重構(gòu)（土壤理化性質(zhì)和土壤重構(gòu)新技術(shù)）、土壤滲透導(dǎo)排系統(tǒng)等多種土壤改良技術(shù)組合，以提升日照西客運(yùn)站廣場(chǎng)景觀，形成一個(gè)富有韻律感、儀式感的現(xiàn)代站前廣場(chǎng)景觀，以打造日照的“城市名片”。

土壤改良；景觀設(shè)計(jì)；植物配置

現(xiàn)階段，在綜合客運(yùn)站廣場(chǎng)景觀的營(yíng)造過(guò)程中，對(duì)城市文化底蘊(yùn)、風(fēng)俗特色、歷史遺跡等相關(guān)構(gòu)造元素融和的研究較多，而對(duì)于植物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，提供植物生長(zhǎng)發(fā)育所需各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的土壤健康狀況關(guān)注較少[1-2]。但在實(shí)際建設(shè)中，地質(zhì)條件有時(shí)對(duì)植物生長(zhǎng)是不利的，這就需要運(yùn)用土壤改良等關(guān)鍵性技術(shù)，為園林植物生長(zhǎng)發(fā)育提供良好的生存條件，這是提高園林工程質(zhì)量的重要一環(huán)，也是保持環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵程序。環(huán)境條件狀況對(duì)植物來(lái)說(shuō)影響較大，土壤作為植物生長(zhǎng)的生命保證，對(duì)植物的成活率、生長(zhǎng)健康狀況至關(guān)重要[3-4]。

1 項(xiàng)目背景及概述

現(xiàn)階段，國(guó)外土壤修復(fù)技術(shù)主要采用物理、化學(xué)和生物等聯(lián)合技術(shù)修復(fù)，研究重點(diǎn)為綠色環(huán)保、無(wú)二次污染的生物修復(fù)技術(shù)，從單一的向聯(lián)合/雜交的綜合修復(fù)技術(shù)轉(zhuǎn)移[5]。近幾年，我國(guó)主要通過(guò)高聚物土壤調(diào)理物質(zhì)（結(jié)構(gòu)改良劑、保水劑、保肥劑、酸堿度調(diào)節(jié)劑）、增施腐殖酸肥料和有機(jī)肥料、種植一些壽命長(zhǎng)、根系發(fā)達(dá)的綠肥植物如豆科牧草、沙打旺、毛葉苕子、田菁等起到腐熟、提升土壤肥力的作用。如哈爾濱市紅旗大街土壤改良采用興安落葉松的枯枝落葉、沸石、腐殖酸鉀作為土壤改良劑，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)起到保水保肥作用[2]。此外，植物搭配方面多采用喬木+草、純草坪、疏林草地等模式，植物種類應(yīng)用較為單一，缺乏大喬木+中喬木+灌木+草花+草等復(fù)合結(jié)構(gòu)的創(chuàng)造。而在排水方面，由于原區(qū)域質(zhì)地粘重、排水性能差，有些甚至是不透水的犁底層，致使排水、滲水性能較差。另外，在工程建設(shè)中因大范圍使用挖掘機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)等大型施工機(jī)械，而導(dǎo)致土壤嚴(yán)重壓實(shí)，造成土壤內(nèi)部積水嚴(yán)重，從而嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)。—般的排水系統(tǒng)只包括地表徑流雨水排放，而許多地方需要排除土壤內(nèi)部的重力水。因此，土壤修復(fù)是通過(guò)各種綜合技術(shù)措施來(lái)防范、減輕和治理土壤退化，還原土壤的原生態(tài)，提高土壤的質(zhì)量和安全[6]。必須做到全方位的土壤修復(fù)，對(duì)癥下藥，可持續(xù)性發(fā)展[7]。

日照西綜合客運(yùn)站是青日鐵路重要配套工程，集山字河機(jī)場(chǎng)、日照西高鐵站、長(zhǎng)途汽車客運(yùn)站、城市軌道交通、地下停車場(chǎng)，以及乘客旅游集散功能于一體，是日照市新的門戶形象。作為日照市城建重點(diǎn)工程，配套綠化要求高標(biāo)準(zhǔn)打造。該項(xiàng)目位于長(zhǎng)沙路與天津路交叉口區(qū)域，綠化面積共18.8 hm2，分客運(yùn)站中心廣場(chǎng)綠化（4.5 hm2）和廣場(chǎng)外圍綠化（14.3 hm2）兩部分。

2 現(xiàn)狀土壤質(zhì)量及存在問(wèn)題

2.1 現(xiàn)狀土壤質(zhì)量

根據(jù)中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/T 340-2016），按照規(guī)定方法取樣送樣及檢測(cè)。通過(guò)對(duì)不同樣地土壤的隨機(jī)采樣檢測(cè)，分析不同土壤理化性質(zhì)發(fā)現(xiàn)：土質(zhì)堅(jiān)硬，平均值達(dá)242.3 kg/cm2，透水透氣性差。土壤有機(jī)質(zhì)含量均值11.5 g/kg左右，有效磷和速效鉀含量也處在較低含量，分別為13 mg/kg和49.5 mg/kg，低于植物生長(zhǎng)健康的技術(shù)要求，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育較為不利?，F(xiàn)狀土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)差，經(jīng)檢測(cè)，紅巖土pH值最小值為8.16，最大值為8.97，偏堿性，堿性土典型的特點(diǎn)是養(yǎng)分含量缺失，且缺失種類較多。粒徑≥2 mm的石礫含量為17.6%，由于土壤石礫含量較高，對(duì)土壤水分入滲性能影響較大，通過(guò)檢測(cè)土壤入滲率為1.5 mm/h，沒(méi)有達(dá)到用于一般綠化種植其表層土壤（0～20 cm）入滲率不小于5 mm/h的規(guī)定；土壤非毛管孔隙度最大值為3.7%，最小值為2.4%，平均值為3.1%，低于5%-25%的技術(shù)要求（表1）。

表1 日照西客站土壤改良前理化性質(zhì)

1. 場(chǎng)地現(xiàn)狀

2. 改良流程

2.2 存在問(wèn)題

西客站建設(shè)中工期緊張、標(biāo)準(zhǔn)高，同時(shí)還需要保證綠化景觀效果。加之土壤質(zhì)地為紅色巖土，透水性差、透氣性不足、土質(zhì)硬度高、立地條件較差，非常不適宜植物生長(zhǎng)（圖1）。主要特點(diǎn)如下：（1）土壤養(yǎng)分含量低。原有土壤為紅色巖土，主要成分為石英，含養(yǎng)分少，有機(jī)物不易積累；（2）土壤堿性。土壤酸堿性會(huì)顯著影響磷的有效形態(tài)，在pH值超過(guò)7.5時(shí)，形成緩效性的磷酸鈣、磷酸鐵以及磷酸鋁，不宜分解利用，且堿性土壤中氫離子和鈉離子含量較多，含鹽量也較多，反之鈣含量較少，土壤結(jié)構(gòu)性不強(qiáng)，植物生長(zhǎng)受到限制；（3）缺乏土壤入滲的植被排水系統(tǒng)。由于土壤結(jié)構(gòu)不合理，水分積蓄過(guò)多，土壤微粒吸水后成糊狀，干旱季節(jié)時(shí)硬度增大。因此，通過(guò)土壤改良，為建設(shè)與客運(yùn)站功能、建筑風(fēng)格相匹配的配套綠化提供良好的基礎(chǔ)立地條件，將客運(yùn)站打造成為充分展示現(xiàn)代化海濱城市靚麗形象的窗口，體現(xiàn)國(guó)家生態(tài)園林城市的創(chuàng)建要求，堅(jiān)持按照高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，以科學(xué)性、生態(tài)性、連續(xù)性的理念，構(gòu)建“三季有花、四季常綠”的生態(tài)景觀樹(shù)陣和多樣性的植物群落。

3 土壤改良技術(shù)應(yīng)用

土壤改良流程主要分為設(shè)置導(dǎo)排溝、改良土壤和設(shè)置透氣管3部分（圖2）。

3.1 設(shè)置導(dǎo)排溝

排水系統(tǒng)主要通過(guò)盲溝排水，根據(jù)地形的不同，通過(guò)盲溝+盲管+雨水口+雨水井形式，確保土壤水分的正常流動(dòng)。（1）整理場(chǎng)地。對(duì)栽植區(qū)域進(jìn)行排水溝槽的開(kāi)挖，利用人工配合機(jī)械破碎深挖排水溝（深度1.2～1.8 m，寬度0.8～1.2 m）；隨后對(duì)開(kāi)挖的盲溝進(jìn)行底部處理，滿足排水標(biāo)高要求，能接入市政管道的全部接入市政管道，不能接入市政管道的做沉井處理。（2）砂石回填。盲溝開(kāi)挖完成，進(jìn)行石子回填，厚度為0.4～0.6 m。（3）鋪設(shè)無(wú)紡布。石子回填完成后，石子上部鋪設(shè)土工布，主要使水流通過(guò)，而有效地截流土顆粒，細(xì)沙、小石料等，以保持水土工程的穩(wěn)定。（4）回填河沙。土工布鋪設(shè)后，上部回填0.3～0.5 m厚的中砂，后對(duì)暗溝兩側(cè)的土方進(jìn)行深翻、回填。（5）覆蓋種植土。土壤中的有機(jī)質(zhì)含量比較高，疏松程度高，土壤質(zhì)量較好。

3.2 改良土壤

針對(duì)西客站土壤透水透氣性差、土壤肥力低等問(wèn)題，根據(jù)土壤檢測(cè)依據(jù)，通過(guò)換土，添加有機(jī)肥等，實(shí)現(xiàn)保水保肥，同時(shí)減少地表水流量。（1）換填土方。剝離表層土壤，對(duì)土壤剖面進(jìn)行重新塑造、土壤結(jié)構(gòu)以及性狀改良，重新打造新土壤結(jié)構(gòu)，同時(shí)創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)良的土壤肥力因素，提升土壤質(zhì)量。（2）粗整土方。施工場(chǎng)地內(nèi)如有混凝土地塊和硬質(zhì)地塊，必須清除后方能回填種植土。（3）增施有機(jī)肥。主要是由功能微生物與主要植物殘?bào)w（樹(shù)枝、樹(shù)葉等）為來(lái)源并經(jīng)無(wú)害化處理、腐熟的有機(jī)物料復(fù)合而成，可以改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改善土壤通氣狀況，減輕土壤中厭氧病菌的滋生。另外，有機(jī)肥也能提供部分N、P、K以及Ca、Mg、S、Zn、Fe、P等營(yíng)養(yǎng)元素，在正常施用化肥的情況下，增施有機(jī)肥不僅能提高產(chǎn)量，而且能有效提高品質(zhì)和利用效率；施加土壤結(jié)構(gòu)改良劑能顯著增加土壤中水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含量，形成良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，添加促生菌（解淀粉芽孢桿菌）、解磷解鉀菌和改土菌等快速修復(fù)土壤，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改良土壤板結(jié)狀況。（4）攤鋪旋耕，喬木栽植區(qū)域下挖深度不低于1.5 m，換填部分種植土，再施用有機(jī)肥攤鋪，平均1 m2施5 kg有機(jī)肥料，深翻40～50 cm，同時(shí)增施內(nèi)吸性高效殺菌劑（敵克松、惡霉靈），全方位優(yōu)化土壤理化性質(zhì)。（5）細(xì)整場(chǎng)地。種植場(chǎng)地必須做整平處理，場(chǎng)地內(nèi)所有的雜草、石塊、渣土、淤泥等要做清除處理，綠化地平整、造型自然、起坡及弧線整潔順暢。

3.3 設(shè)置透氣管

大喬木對(duì)土壤的要求較灌木、草本高，因此對(duì)于場(chǎng)地范圍內(nèi)的大樹(shù)，完善透氣排水系統(tǒng)，保證良好的立地環(huán)境，充分發(fā)揮大喬木的景觀和生態(tài)效益。（1）開(kāi)挖樹(shù)穴。挖種植穴的大小，應(yīng)根據(jù)苗根系、土球大小而定。一般樹(shù)穴直徑應(yīng)大于土球直徑1.4～2倍，深度大于土球直徑30～50 cm。（2）制作透氣管。地下水位較高或透氣透水性較差的種植區(qū)域埋設(shè)透氣管，透氣管埋設(shè)條數(shù)根據(jù)樹(shù)木規(guī)格及土質(zhì)條件確定，埋設(shè)前先從頂部往下25 cm處開(kāi)始打孔，透氣管壁及下口包扎無(wú)紡布。（3）埋設(shè)透氣管。透氣管斜插入土球與回填土之間，管頭露出地面，高度以不影響觀感為宜。透氣管的埋設(shè)，對(duì)土壤通氣性具有較大作用，同時(shí)還可控制水量，雨量較大造成淤積時(shí)可以通過(guò)通氣孔抽取大樹(shù)根部多余的水量，還可以通過(guò)通氣孔給大樹(shù)根部直接供給營(yíng)養(yǎng)。（4）栽植樹(shù)木，按設(shè)計(jì)圖紙要求核對(duì)苗木品種、規(guī)格及種植位置，土球周圍設(shè)筑圍水堰，圍水堰高度15～20 cm，直徑略大于土球。（5）透氣效果檢驗(yàn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)穴內(nèi)水位，缺水少肥時(shí)注水、施肥，雨季時(shí)期排澇、透氣。

4 改良成效

通過(guò)地下設(shè)置導(dǎo)排溝、改良土壤、埋設(shè)透氣管等措施，地面構(gòu)建喬木、灌木、禾本植物、宿根花卉、球根花卉等多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)變化，選擇葉形優(yōu)美、色彩斑斕的秋色葉樹(shù)種北美海棠、高桿櫻花等搭配中層開(kāi)花灌木如金銀木、黃刺玫等；下層搭配石巖杜鵑、細(xì)葉麥冬、柳葉馬鞭草、花葉玉簪等，結(jié)合置石，豐富植物層次（圖3）；其他綠地上層喬木以自然式帶狀排列，形木類和花木類交替種植，常綠樹(shù)種和落葉樹(shù)種合理搭配，如黑松、樸樹(shù)、美人梅、垂絲海棠、柿樹(shù)等。下層配植采用斑塊形式，如紫色斑塊（叢生地被紫薇）、金色斑塊（金森女貞、灑金東瀛珊瑚）、白色斑塊（珍珠梅）等，結(jié)果顯示，改良后植物的死亡率低于1%，景觀效果得到顯著提高（圖4）。

對(duì)改良后土地進(jìn)行土壤取樣檢測(cè)（表2），結(jié)果表明，采用有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥配合使用后，土壤有機(jī)質(zhì)含量平均由11.5 g/kg提高到45.7 g/kg，大量的陽(yáng)離子和水分可以被吸附，土壤保肥蓄水能力進(jìn)一步增強(qiáng)，有效磷和速效鉀含量顯著提高了88.5%和57.4%，其中磷含量增加利于合成磷脂類物質(zhì)起到抗寒作用，誘導(dǎo)根系發(fā)育；鉀元素則能夠調(diào)節(jié)水勢(shì)和氣孔開(kāi)閉，促進(jìn)花芽分化。施加土壤基質(zhì)（草炭、珍珠巖）、結(jié)構(gòu)改良劑以及促生菌（解淀粉芽孢桿菌）、解磷解鉀菌和改土菌等后，土壤硬度由242.3 kg/cm2降至13.3 kg/cm2，pH值降低20.2%，含鹽量也進(jìn)一步降低，平均0.106 μS/cm降至0.08 μS/cm；非毛管孔隙度和土壤入滲率分別提高至30.4%和7.8%，有效提高了土壤的透氣性。

表2 日照西客站土壤改良后理化性質(zhì)

3. 主入口效果圖

4. 綠地效果圖

5 結(jié)論與展望

土壤是植物生長(zhǎng)的必要條件，更是植物景觀的形成基礎(chǔ)，土壤改良技術(shù)涉及土壤肥料學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)環(huán)境學(xué)等多學(xué)科的理論與技術(shù)。在園林綠化種植施工中，通過(guò)“改土適樹(shù)”“土壤重構(gòu)”等方法，為園林植物創(chuàng)造一個(gè)良好的立地生長(zhǎng)條件，為植物的復(fù)壯和生長(zhǎng)提供必要的條件，是提高施工質(zhì)量的根本和基礎(chǔ)。針對(duì)土壤的不利因素，采取相應(yīng)的物理、化學(xué)和生物措施，改善土壤條件，亦是改善人類生存環(huán)境的重要過(guò)程。土壤改良工作一般根據(jù)各地的環(huán)境因素、資金情況，因地制宜制定切實(shí)可行的計(jì)劃，按部就班進(jìn)行，以達(dá)到目的要求。日照西綜合客站工程土壤改良修復(fù)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)原有場(chǎng)地的現(xiàn)狀分析以及土壤指標(biāo)評(píng)價(jià)，采用模擬自然的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)群落，恢復(fù)地帶性植被，同時(shí)利用土壤重構(gòu)技術(shù)體系，“導(dǎo)流法”建設(shè)導(dǎo)排水、透氣系統(tǒng)，有望解決造景植物品種單調(diào)、生態(tài)功能不足、易退化且穩(wěn)定性差、維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)近兩年的養(yǎng)護(hù)管理，目前整體生態(tài)效果良好（圖5），但從持續(xù)發(fā)展的角度而言，仍存在一些不足或有待提升的方面。

5.地被效果圖

（1）缺乏精細(xì)化施工流程。在具體施工操作過(guò)程中，因現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地面積、施工條件、綠化技術(shù)等局限性，難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥以及各施工工序的細(xì)化，一定程度上影響植物土壤的改良成效。因此，在以后的施工過(guò)程中，應(yīng)該加大科研力度，通過(guò)全面測(cè)土配方施肥技術(shù)，推廣施肥精準(zhǔn)量以及肥料新配方，提高有機(jī)肥資源利用率，以使化肥減量增效。同時(shí)在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)施工設(shè)備改良，力求智能化，使施工工序與精準(zhǔn)施肥相結(jié)合。

（2）缺乏可持續(xù)性和自然生態(tài)的結(jié)合。土壤改良主要是采用物理、化學(xué)以及生物措施來(lái)改良土壤性質(zhì)。因苗木是多年生木本苗木，要不斷消耗地力，故園林苗木的土壤改良是一項(xiàng)經(jīng)常性工作，需要大量的人力和物力來(lái)維持。因此，土壤改良技術(shù)應(yīng)該傾向于可持續(xù)性較強(qiáng)的生物技術(shù)，輔以相應(yīng)的物理化學(xué)措施，形成綜合性技術(shù)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，相對(duì)于成本較高的無(wú)機(jī)肥，微生物菌肥對(duì)土壤的高效安全性越來(lái)越受到重視。微生物菌可以活化土壤有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)，提高利用效率，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)具有重構(gòu)作用，且進(jìn)一步控制病害的流行，同時(shí)微生物的次生代謝物中含有多種天然的植物類激素和氨基酸等有益物質(zhì)，如獨(dú)腳金內(nèi)酯等，可促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)，使微生物與植物共同發(fā)揮作用創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境。