武漢市楊春湖公園綠地土壤特性調(diào)查及改良措施

王建強(qiáng)，李 娜，張思思，嚴(yán) 婷，周 俐

（1.武漢市園林科學(xué)研究院，湖北武漢 430081；2.武漢市江灘管理辦公室，湖北武漢 430000）

城市綠地的土壤質(zhì)量直接影響著城市綠地植被，而城市土壤和植被對(duì)城市環(huán)境生態(tài)功能的發(fā)揮及城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的調(diào)節(jié)（水、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、碳排放及能量等）又具有重要支持作用[1]。郝冠軍等通過室外調(diào)查與室內(nèi)測(cè)定相結(jié)合的方法，對(duì)2010年上海世博會(huì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)典型綠地的土壤肥力特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明世博會(huì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)85%綠地土壤屬中等肥力、15%屬肥力瘠薄，土壤肥力總體偏低，部分肥力相對(duì)貧瘠或存在污染可能的土壤經(jīng)適當(dāng)改良或修復(fù)后可以應(yīng)用于世博園綠地建設(shè)[2]。城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是城市園林不可缺少的物質(zhì)條件，其質(zhì)量的高低直接影響著城市園林綠化建設(shè)和城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量[3]。

楊春湖公園位于武漢市洪山區(qū)楊春湖城市副中心，始建于2010 年，高速鐵路將園區(qū)分為東區(qū)和西區(qū)，總面積81.13 hm2，其中湖泊藍(lán)線范圍57.64 hm2、陸地面積23.49 hm2，綠地率約85.1%。本文以楊春湖綜合整治及公園景觀改造提升為例，對(duì)園區(qū)的土壤進(jìn)行采樣檢測(cè)，并結(jié)合植物生長(zhǎng)情況進(jìn)行綜合分析，提出土壤改良、樹木復(fù)壯等方案，以及推薦適宜的喬木、灌木和地被植物，為公園景觀提升、植物選擇等提供科學(xué)依據(jù)。

1 調(diào)查方法

1.1 土壤樣品采集

園區(qū)內(nèi)部分喬木生長(zhǎng)不良、衰弱甚至死亡，部分地塊內(nèi)地被植物死亡缺失嚴(yán)重，湖水水質(zhì)較差，導(dǎo)致景觀與生態(tài)價(jià)值較低，需對(duì)楊春湖公園整個(gè)園區(qū)進(jìn)行綜合整治與景觀改造提升。園區(qū)主要為客土，土壤來源復(fù)雜，根據(jù)園區(qū)地形和土壤特點(diǎn)，劃分為13 個(gè)采樣區(qū)，每個(gè)采樣區(qū)采用蛇形法布點(diǎn)6～8 個(gè)，用鐵鏟、土鉆和環(huán)刀采集土樣，將每個(gè)點(diǎn)樣品混合均勻用四分法取1 kg 組成1 個(gè)樣品。共采樣13 個(gè)樣品，分別編號(hào)、記錄。

1.2 土壤理化性質(zhì)測(cè)定

石礫含量：篩分法；容重：環(huán)刀法；pH 值：1∶2.5 介質(zhì)與水比浸提-酸度計(jì)（梅特勒，F(xiàn)E20K）；電導(dǎo)率：1∶5 介質(zhì)與水比浸提-電導(dǎo)率儀DDS-11A；堿解氮：堿解擴(kuò)散法；速效磷：碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀：醋酸銨浸提-火焰光度計(jì)法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

取得的數(shù)據(jù)計(jì)算平均數(shù)，用Microsoft Office Excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并作圖。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 土壤大石礫含量

《綠化種植土》（CJ/T 340-2016）[4]要求石礫（粒徑≥2 mm）總含量≤20%。由表1 可知，采樣點(diǎn)7#、8#石礫含量最低，遠(yuǎn)低于綠化種植土壤石礫20%最高值；其次是采樣點(diǎn)3#、9#，分別比綠化種植土壤標(biāo)準(zhǔn)要求低2.11、6.12 個(gè)百分點(diǎn)；采樣點(diǎn)5#區(qū)域大石礫含量最高，比綠化種植土壤標(biāo)準(zhǔn)臨界值要求高2倍多。

表1 楊春湖公園土壤部分理化性狀觀測(cè)值

2.2 土壤容重

《綠化種植土》（CJ/T 340-2016）要求土壤容重＜1.35 g·cm-3。由表1 可知，采樣點(diǎn)2#和5#容重＜1.35 g·cm-3，其余采樣點(diǎn)的容重均大于或接近1.50 g·cm-3，即園區(qū)土壤容重偏大。

2.3 土壤pH值

《綠化種植土》（CJ/T340-2016）中對(duì)一般植物要求pH=[5.0,8.3]。由表1 可知，各采樣點(diǎn)pH 均呈堿性，采樣點(diǎn)11#、12#的pH 值高于8.30，土壤堿性程度最高。一方面，公園前期可能作為武鋼粉煤灰掩埋地，粉煤灰與土壤混合，或其滲透液對(duì)土壤污染，造成園區(qū)土壤pH 呈堿性；另一方面，園區(qū)（西區(qū)）土壤大多為客土，基本上是城市建設(shè)中拆遷工地或基礎(chǔ)建設(shè)工地挖掘、搬運(yùn)來的土壤，這些土壤由于水泥、建筑廢棄物中鈣的釋放，大量含有碳酸鈣和碳酸鎂，灰塵的沉降、雨水和地下水的污染等造成土壤pH值偏高。

2.4 土壤EC值

《綠化種植土》（CJ/T 340-2016）中對(duì)一般植物要求EC 值為0.15～0.90 mS·cm-1。由表1 可知，采樣點(diǎn)5#、6#、7#、12#的EC 值低于0.10 mS·cm-1，說明土壤可供吸收的有效離子少，鹽分含量也較低；其他采樣點(diǎn)EC值均大于或接近0.15 mS·cm-1。

2.5 土壤速效養(yǎng)分含量

《綠化種植土》（CJ/T 340-2016）中速效養(yǎng)分要求速效鉀含量為60～300 mg·kg-1，堿解氮含量為40～200 mg·kg-1，有效磷含量為5～60 mg·kg-1。由圖1 可知，13個(gè)采樣點(diǎn)土壤樣品的速效鉀含量均達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)；13個(gè)采樣點(diǎn)土壤樣品的堿解氮含量均低于標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，即使是其中含量最高的采樣點(diǎn)8#也只達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)最低量的27.50%；13 個(gè)采樣點(diǎn)中8 個(gè)土壤樣品有效磷含量均高于標(biāo)準(zhǔn)最低要求（5 mg·kg-1），其余5個(gè)土壤樣品含量略低于5 mg·kg-1，采樣點(diǎn)12#有效磷含量最低，為標(biāo)準(zhǔn)最低量的87.60%，這可能與粉煤灰及湖水對(duì)土壤養(yǎng)分影響有關(guān)。

圖1 楊春湖公園土壤速效養(yǎng)分含量

2.6 土壤有機(jī)質(zhì)含量

《綠化種植土》（CJ/T 340-2016）中土壤的有機(jī)質(zhì)含量要求是20～80 g·kg-1。由表1 可知，采樣點(diǎn)1#、2#、5#高于有機(jī)質(zhì)含量的最低值20 g·kg-1，其他采樣點(diǎn)均低于有機(jī)質(zhì)含量的最低值20 g·kg-1。其中，采樣點(diǎn)3#有機(jī)質(zhì)含量?jī)H為標(biāo)準(zhǔn)含量最低值的28.1%，采樣點(diǎn)8#、9#和12#為標(biāo)準(zhǔn)含量最低值的40%多一點(diǎn)。說明園區(qū)土壤中有機(jī)質(zhì)含量總體較低。

3 園區(qū)土壤對(duì)綠化苗木生長(zhǎng)的影響

城市土壤結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，土壤緊實(shí)變性，通透性差，附加物多，重要營(yíng)養(yǎng)元素缺乏，養(yǎng)分循環(huán)、轉(zhuǎn)換過程及微生物活動(dòng)受到干擾，水氣熱肥配合不佳，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)速度、長(zhǎng)勢(shì)受到嚴(yán)重影響[3]。

3.1 土壤中石礫對(duì)綠化苗木生長(zhǎng)的影響

大的礫石、建筑渣礫包括一些地下管網(wǎng)的鋪設(shè)限制了綠化樹木根系的生長(zhǎng)空間，造成植物根系的畸形分布，不利于新移栽樹木根系的生長(zhǎng)，土壤毛細(xì)管上升水被切斷，不利于植物對(duì)深層土壤養(yǎng)分和水分的吸收，增加園林綠化后期管理養(yǎng)護(hù)成本[5]。在用土鏟和專業(yè)土鉆取樣，同時(shí)結(jié)合清理死亡銀杏、樟樹時(shí)種植穴的刨面觀察發(fā)現(xiàn)，除部分園林微地形的土層較厚外，大部分綠地土壤上層為土壤與建筑垃圾、石礫等的混合物，中下層為潮土、淤泥或建筑垃圾。園區(qū)土壤大量混入建筑渣礫（直徑＞2 mm），改變土壤質(zhì)地和孔隙結(jié)構(gòu)，影響植物根系的生長(zhǎng)、土壤生物的活動(dòng)及土壤內(nèi)水分和養(yǎng)分的流動(dòng)，易造成種植植物假活、生長(zhǎng)衰退或死亡。東區(qū)一些采樣點(diǎn)栽植地被植物灑金珊瑚、八角金盤等生長(zhǎng)不良，死亡率高，挖出根部觀察發(fā)現(xiàn)：土壤中石礫較高，植物毛細(xì)根萌發(fā)少，難以為植物生長(zhǎng)提供必要的養(yǎng)分和水分。

3.2 土壤容重對(duì)綠化苗木生長(zhǎng)的影響

土壤過緊，妨礙植物根系伸展，在土壤容重達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，可以造成植物完全不能扎根[6]。在綠地建設(shè)中吊車、鏟車等機(jī)械的大量使用，以及公園作為開放區(qū)域人為踩踏壓實(shí)土壤，這些因素導(dǎo)致土壤容重偏大。土壤容重大，板結(jié)嚴(yán)重，非毛管通氣孔隙度低，土壤透氣性降低，土壤自身的水分和養(yǎng)分不能正常循環(huán)，如同在樹穴周圍形成一個(gè)容器，導(dǎo)致樹木根系不能向四周生長(zhǎng)。西區(qū)采樣點(diǎn)7#、8#、9#栽植的枇杷、櫻花和木蘭科植物長(zhǎng)勢(shì)衰弱嚴(yán)重，采樣點(diǎn)12#和13#栽植的法桐、樟樹、柳樹、廣玉蘭、杜英等樹木枯梢或枝葉發(fā)黃，主要原因是根部土壤容重偏大使植物根部土壤通氣性與透水性差，根系生長(zhǎng)不良或腐爛導(dǎo)致植物長(zhǎng)勢(shì)差或死亡。

3.3 土壤pH和EC值對(duì)綠化苗木的影響

土壤酸堿性能夠影響土壤營(yíng)養(yǎng)元素的賦存形態(tài)及對(duì)植物的有效性，影響微生物的數(shù)量、組成和活性[7]。大多數(shù)園林樹木生長(zhǎng)喜歡偏微酸性的土壤環(huán)境，土壤pH 值偏高易導(dǎo)致植物Fe、B、Cu、Mn、Zn 等元素的缺乏[8]，引起樹木黃化，甚至死亡。西區(qū)中樟樹、大葉梔子、豐花月季等黃化嚴(yán)重，特別是大葉梔子死亡率80%以上。園區(qū)土壤EC 值均偏低，說明土壤中可溶性鹽的含量不高，苗木生長(zhǎng)過程中不會(huì)產(chǎn)生鹽害。

3.4 土壤有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分含量對(duì)綠化苗木生長(zhǎng)的影響

土壤中的有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤肥力的作用很大，它不僅含有各種營(yíng)養(yǎng)元素，而且是土壤微生物生命活動(dòng)的能源，對(duì)土壤水、氣、熱等各種肥力因素起著重要的調(diào)節(jié)作用，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、耕性也有重要影響[6]。堿解氮和有效磷對(duì)植物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，磷充足對(duì)根系的伸長(zhǎng)具有明顯促進(jìn)作用。園區(qū)土壤的有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮和有效磷含量均處于較低水平，有效鉀的含量處于居中或較高水平。土壤有機(jī)質(zhì)含量低易引起土壤微生物的活性不高或死亡，微生物活性不高或數(shù)量少也會(huì)影響有機(jī)質(zhì)的分解，造成土壤貧瘠。土壤中速效養(yǎng)分不足，會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)會(huì)不良或死亡。

4 土壤改良及綜合整治措施建議

4.1 調(diào)配優(yōu)質(zhì)種植土

結(jié)合地形整理收集和儲(chǔ)存東區(qū)北邊表層50 cm 以上土壤作為種植土壤，在收集時(shí)每100 m2需添加硫磺8.4 kg、泥炭10 m3、粗黃沙20 m3、過磷酸鈣50 kg，混合均勻，堆置后使用，以降低土壤pH 值，提高有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；作為喬木或優(yōu)良植物的種植土，此項(xiàng)工作需提前30 d 準(zhǔn)備。也可采用菜園土等滿足苗木種植要求的土壤代替。種植土特性滿足《綠化種植土》（CJ/T340-2016）相關(guān)要求。

4.2 結(jié)合地形整理對(duì)原有土壤深挖翻曬，覆蓋優(yōu)質(zhì)客土

東區(qū)的土壤在按照設(shè)計(jì)整理地形時(shí)深挖翻曬，清除大于2 cm 的石礫和有機(jī)廢棄物，同時(shí)日曬對(duì)土壤有一定消毒作用。在采樣點(diǎn)1#和2#地區(qū)需用優(yōu)質(zhì)客土覆蓋，厚度大于50 cm。在客土不能滿足種植要求的情況下，可用添加泥炭、腐熟的谷殼或棉籽殼、黃沙等進(jìn)行改良。對(duì)樹穴土壤進(jìn)行更換，可按苗木土球3倍以上的大小進(jìn)行客土更換，客土可采用“4.1”堆置的營(yíng)養(yǎng)土。

4.3 搞好綠化區(qū)域的排灌設(shè)施

武漢地區(qū)降水量較為豐富，特別夏季雨水較多，高溫高濕的環(huán)境對(duì)栽植的苗木管理要求非常高，土壤漬水是對(duì)移栽苗木成活率及后期生長(zhǎng)最大的影響因素。應(yīng)綜合設(shè)計(jì)全園的排水系統(tǒng)，根據(jù)地形和坡面設(shè)置明溝或暗管排水，對(duì)于大苗或名貴苗木必須設(shè)置排水通氣管和暗管排水設(shè)施。

4.4 針對(duì)西區(qū)的草坪、宿根等矮生地被，撒施營(yíng)養(yǎng)土

松土除草時(shí)清理土壤中粒徑≥2 cm 的石礫，配置營(yíng)養(yǎng)土生長(zhǎng)季節(jié)撒施在矮生地被表面，每次厚度不超過3 cm，根據(jù)生長(zhǎng)狀況撒施2～4 次，結(jié)合修剪和養(yǎng)護(hù)，促進(jìn)其復(fù)壯和生長(zhǎng)。營(yíng)養(yǎng)土配置可用保水、保肥強(qiáng)的輕壤土過篩后，添加腐熟的有機(jī)質(zhì)，含量占配比的10%左右；添加pH 調(diào)節(jié)劑如石膏或硫黃等，將pH值控制在6.5 左右；每立方米添加復(fù)合肥0.5 kg、過磷酸鈣1.0 kg。

4.5 針對(duì)長(zhǎng)勢(shì)衰弱的喬木和大灌木，根部置換營(yíng)養(yǎng)土

對(duì)于長(zhǎng)勢(shì)衰弱的喬木或大灌木可沿樹木樹冠投影下向內(nèi)對(duì)角線開挖進(jìn)行根部土壤置換，可采用“4.1”配置的營(yíng)養(yǎng)土。同時(shí)結(jié)合生根粉和殺菌劑的使用，埋設(shè)透氣管，促進(jìn)樹木根系生長(zhǎng)；若底土粉煤灰含量較高時(shí)，于樹冠投影下向外挖寬40 cm、深80 cm 的阻斷溝，填充粉碎的枯枝落葉與泥炭的混合物。第二年進(jìn)行樹木另外兩側(cè)土壤的更換。換土的同時(shí)結(jié)合樹木的修剪，剪去萌芽過多不健壯或枯黃的枝條或枯樁發(fā)弱枝的，對(duì)于萌發(fā)能力強(qiáng)的樹種需實(shí)施重剪。

4.6 選擇適宜土壤特性的綠化植物

針對(duì)死亡或失去景觀效果的苗木，在改善土壤特性的基礎(chǔ)上，盡量在滿足觀賞價(jià)值和設(shè)計(jì)的同時(shí)選用適宜土壤特性的綠化植物，提高苗木的成活率，降低后期養(yǎng)護(hù)和管理的成本?？蛇x擇對(duì)土壤的酸堿性要求不嚴(yán)的植物，喬木可用重陽木、烏桕、苦楝、臭椿、南酸棗、中山杉、銀木、石楠等，灌木或小喬木可用木芙蓉、紅葉石楠、夾竹桃、云南黃馨、木槿、垂絲海棠、錦帶、南天竹、紫薇、連翹等，地被可用麥冬、玉簪、萱草、蔥蘭、美人蕉等。在濱水區(qū)域根據(jù)水位四季變化選擇適宜的淺水、深水或浮水植物。

4.7 使用新工程技術(shù)與材料

采用透水性材料與下沉式地形配合園林設(shè)計(jì)，調(diào)整園林內(nèi)部的水資源利用狀態(tài)，建設(shè)保持洼地、水池、荷塘等一體化的園林海綿體，對(duì)提升園林的審美價(jià)值與使用價(jià)值都有利；全面控制區(qū)域內(nèi)的所有植草溝、下沉式綠地及植物緩沖帶，建設(shè)綠地生態(tài)系統(tǒng)[9]。加強(qiáng)雨水回收技術(shù)，利用微灌溉技術(shù)、新型鋪地技術(shù)、透水軟管、架空磚等提高工程效益，推動(dòng)園林行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展和進(jìn)步[10]。楊春湖公園前身為蘆葦蕩和魚塘，經(jīng)過兩次提檔升級(jí)改造，合理運(yùn)用土壤改良與微地形改造、人工濕地、雨水花園、下沉式綠地、生態(tài)草坡、透水鋪裝等新技術(shù)新材料，增加耐水植物與時(shí)令花卉栽植面積，目前已經(jīng)建設(shè)成為集景觀、生態(tài)和調(diào)蓄為一體的城市湖泊濕地公園。

5 結(jié)語

土壤質(zhì)量已經(jīng)成為限制我國(guó)城市綠化發(fā)展的主要限制因子[8]。在園林綠化建設(shè)中，通過多種改良措施為園林植物創(chuàng)造一個(gè)良好的生長(zhǎng)條件，對(duì)園林植物在種植后成活和恢復(fù)生長(zhǎng)能發(fā)揮巨大的作用，是提高園林綠化質(zhì)量的基礎(chǔ)[11]。綠化工程施工前，特別是對(duì)一些土壤質(zhì)量差的典型綠地須提前進(jìn)行土壤的本地調(diào)查與理化特性檢測(cè)，根據(jù)土壤特性采取必要的改良措施，選擇適宜的綠化植物，從而提高景觀質(zhì)量和生態(tài)效益。