園林土壤改良及管理探索
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本文作者：魏劍王素君李春光作者單位：天津市北方園林生態(tài)科學(xué)技術(shù)研究所
1引言
城市土壤是指出現(xiàn)在城區(qū)和城郊區(qū)、受多種人為活動方式的影響、原有土壤的特性受到強度改變的土壤的總稱。城市土壤是伴隨城市化進程而出現(xiàn)的產(chǎn)物，是在城市的特殊背景下孕育而成的，從本質(zhì)上講是一類擾動的人為新成土。城市土壤廣泛分布在公園、道路、社區(qū)、體育場、城市河道、垃圾填埋廠、廢氣工廠、城市郊區(qū)，或者簡單地成為建筑、街道、鐵路等城市和工業(yè)設(shè)施的基礎(chǔ)而處于埋藏狀態(tài)。城市土壤在空間上變異十分明顯，除自身土壤物質(zhì)外，城市土壤還包括大量的人為物質(zhì)，這些物質(zhì)影響和決定著城市土壤的形態(tài)學(xué)和理化特性。
2城市土壤的理化特性
2．1物理特性
2．1．1土壤中侵入體較多
城市土壤在城市建設(shè)過程中，經(jīng)過長期多次無序的挖掘、搬運、堆積、混合和大量廢棄物填充后，形成了無層次、無規(guī)律的土體構(gòu)造。土壤中侵入體包括建筑廢棄物、礫石、磚塊、混凝土塊、石灰渣、煤渣、玻璃等物質(zhì)。據(jù)對天津市河西區(qū)友誼路中環(huán)線至黑牛城道段行道樹土壤的測定，直徑大于2cm的侵入體含量高達18．2％～31．8％，平均值25．2％，而近鄰的天津賓館內(nèi)綠地土壤侵入體僅有3．49％。
2．1．2土壤通透性差
土壤壓實和板結(jié)是土壤物理退化的主要形式。在城區(qū)由于人流的踐踏和車輛的碾壓，土壤容重明顯大于郊區(qū)土壤，一般愈靠近地表，壓實和板結(jié)程度越重。人為反復(fù)踐踏可壓實土壤深達20～30cm，若經(jīng)機械車輛多次壓實，影響深度可達1m以上。據(jù)調(diào)查，天津賓館內(nèi)綠地（0～20cm）土壤容重平均為1．42g／cm3，比郊區(qū)同層土壤容重高16．9％，總孔隙度降低16．4％。中心城區(qū)內(nèi)有近14％的土壤容重大于1．6g／cm3。土壤通透性降低，樹木根系的垂直生長和水平伸展空間受到限制。由于土壤緊實，加之路面和鋪裝的封閉，自然降水很難滲入土壤蓄存，而在雨季，又常因土壤緊實滲水速度緩慢而造成瀝澇災(zāi)害。
2．1．3土壤溫度偏高
由于“熱島效應(yīng)”，城市氣溫高于郊區(qū)。而城市地區(qū)地表普遍封閉，不僅阻礙了土壤和外界的物質(zhì)能量交換，而且將更多的地面熱量傳遞到下層土壤，使土壤溫度升高。據(jù)測，夏季街道最高溫度比大氣溫度要高出10℃之多。土壤溫度過高會使樹木代謝紊亂，引起焦葉和樹皮灼燒，抑制根系生長，嚴重的會使樹木干枯死亡。
2．2化學(xué)特性
2．2．1土壤堿化度增高
天津市友誼路兩側(cè)行道樹土壤的pH值平均為8．77，而天津賓館內(nèi)綠地土壤的pH值為8．20，海河沿線土壤的pH值小于8．0，可見行道樹土壤有堿化趨勢。土壤堿性增強的原因可能包括：融化道路積雪的氯化鈣、氯化鈉和其他種類的鹽，隨地表徑流積累在土壤中；建筑廢棄物、水泥、磚塊和其他堿性混合物中鈣的釋放；流經(jīng)混凝土和石灰石表面的徑流到處存在，而徑流中含有鈣離子等堿性物質(zhì)；土壤碳酸鹽與碳酸反應(yīng)形成重碳酸鹽等。
2．2．2土壤養(yǎng)分含量降低
城市土壤生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)過程單一，土壤營養(yǎng)元素主要來源于土壤母質(zhì)、降雨、廢物等，土壤有機質(zhì)和土壤養(yǎng)分含量降低。據(jù)測定，海河沿線由中心城區(qū)向外延伸地區(qū)的土壤調(diào)查表明（表1），公園土壤比非公園土壤的有機質(zhì)和速效氮、磷、鉀均有顯著降低。土壤缺乏養(yǎng)分使城市綠化植物出現(xiàn)生長緩慢、新葉發(fā)黃、枝條生長細弱、部分枝葉死亡、壽命縮短等現(xiàn)象。
2．2．3土壤污染較重
土壤污染源主要來自污染的大氣沉降、廢水和污水灌溉、工業(yè)廢渣和城市垃圾，以及農(nóng)藥的施用等。城市土壤重金屬一般較高，可移動態(tài)占比較大，生物有效性高，植物體內(nèi)的累積量遠超過無污染區(qū)（表2）。城市土壤中的鉛主要來源于機動車尾氣排放和含鉛汽油的污染與燃燒，尤其是公路兩側(cè)的土壤含鉛量明顯增加。
3．1城市綠地土壤改良利用和管理措施
城市土壤是城市中有限的土壤資源，是園林植物生存的必需條件。由于城市植被結(jié)構(gòu)簡單，植物群落大多呈孤島式分布，使得園林土壤中的水、氣、熱循環(huán)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化大大減弱。此外，人為踐踏、交通碾壓又提高了土壤緊實度，進一步加劇了土壤生態(tài)環(huán)境的惡化。因此，要改變這種狀況，就必需采取綜合措施，以創(chuàng)造近自然生態(tài)條件，不斷提高土壤肥力，維持土壤的良性循環(huán)，滿足園林植物生長發(fā)育的要求。
3．1．1改進綠地種植結(jié)構(gòu)
在各類綠地的規(guī)劃設(shè)計中要考慮土壤生態(tài)環(huán)境的空間，綠地面積要相對集中，土壤邊界要擴大，以維持土壤自身的物理、化學(xué)和生物等作用正常進行，實現(xiàn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。在具體設(shè)計時，要減少樹木的孤植，增加群植，喬、灌、草結(jié)合，深根和淺根結(jié)合的復(fù)層混合群落，這不僅符合“互惠共生”的原理，而且隨著綠地面積擴大，植物枯枝落葉及代謝產(chǎn)物大多數(shù)保留在系統(tǒng)內(nèi)，有利于土壤物質(zhì)的積累。行道樹綠化是城市中最難的課題，原因是受土地面積限制，根系的活動范圍小，生存條件差。為此，建議在新城區(qū)建設(shè)時，要適當(dāng)擴大綠帶寬度，以改善行道樹的土壤環(huán)境。
3．1．2深翻熟化，松土除草
深翻結(jié)合施肥，可改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，增加土壤通透性。除整地、定植前深翻外，對重點樹種和重點區(qū)域，還應(yīng)適時深翻，以刺激新根發(fā)生，保證樹木隨樹齡的增長對肥、水的需要，促使樹體健壯。深翻的時間一般以秋末冬初為宜，深翻的深度要因地、因樹而異。深翻后應(yīng)能保持后效多年，間隔時間根據(jù)需要決定。松土可疏松表層土壤，減少水分蒸發(fā)，防止土壤返鹽，促進微生物活動，提高土壤養(yǎng)分的有效性，除草可減少水分和養(yǎng)分的消耗，使踏實的園土恢復(fù)疏松。每年應(yīng)松土除草2～3次，松土深度因苗而異。
3．1．3增施有機肥
改變園林植物不施肥的習(xí)慣，要在園林植物栽植時和各個不同生長階段增施有機肥料，特別是要注重栽植前的基肥。栽植土壤質(zhì)量差時，地表要普施腐熟有機肥6～8kg／m2，深翻埋入土內(nèi)；在定植前，每穴再施有機肥3～5kg。建成綠地的樹木施用有機肥應(yīng)根據(jù)樹種、樹齡、土壤理化性狀等條件來決定，一般采用每2cm胸徑施1kg有機肥的方法，在行間或株間挖寬30～40cm深20～30cm的溝或穴施入，施時要結(jié)合土壤改良一起進行，肥、土、改良物摻拌勻后回填，填后澆水。
3．1．4摻拌通氣性物質(zhì)
為減輕土壤嚴重緊實狀況，可在栽植穴內(nèi)或在后期摻拌粗砂、粉煤灰、碎樹皮、腐葉土、草炭等物質(zhì)，這樣不僅能降低土壤緊實度，提高土壤通氣透水性，而且能起到保水抑鹽作用。
3．1．5鋪設(shè)透氣透水性地磚
過去行道樹周圍鋪裝混凝土瀝青封閉地面，嚴重影響大氣與土壤之間的氣體交換和雨水的滲入，造成土壤缺氮，影響雨水資源的再利用。要改善土壤的生態(tài)條件，回歸自然，應(yīng)對“人行硬路”進行改造，鋪設(shè)透氣透水性地磚。
3．1．6設(shè)置防護隔離
面對人為踐踏，可采取防護隔離措施；小型綠地邊界可構(gòu)筑砌石圈圍成樹池；行道樹綠帶設(shè)置圍欄，減少人為和機械破壞；對主干道路和游覽區(qū)的孤植大樹周圍鋪蓋金屬網(wǎng)架，以防止踐踏和土壤板結(jié)，培育和延長大樹的壽命。
3．1．7加強環(huán)境管理，防止土壤污染
城市土壤生態(tài)系統(tǒng)較為封閉，物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化單調(diào)緩慢，土壤環(huán)境容量小，自身凈化力低。因此，防止土壤污染，是城市土壤利用過程中一個長期的、經(jīng)常性的措施。①嚴格限制污水灌溉，充分利用雨水和中水資源。在城市園林建設(shè)中要結(jié)合園林景觀設(shè)計，積極開展雨水利用工程，以便雨季來臨時能多蓄水，多用雨水灌溉。②減少固體廢棄物對土壤的侵害。應(yīng)嚴格控制固體廢棄物的排放，并制定相應(yīng)的管理法規(guī)，激勵固體廢棄物的無害化處理，尤其對可利用生活垃圾和污泥，將其充分發(fā)酵腐熟，制成有機肥料，既可減輕城市環(huán)境污染又為園林綠化開辟了新肥源。③控制融雪劑的危害。冬季降雪時，市區(qū)通常噴灑高濃度的氯化鈉溶液，以加速融雪，這些鹽水一旦接觸到植物，就會對植物產(chǎn)生嚴重危害。為防止融雪鹽水的危害，應(yīng)嚴格控制化雪鹽的合理用。量，及時清除融化的雪水，嚴禁將帶鹽的雪堆到樹木根區(qū)。
3．2城區(qū)內(nèi)土壤資源的利用與改良
3．2．1建筑場地表層土壤的利用
在城市建設(shè)快速發(fā)展的時期，建設(shè)需土量大，但因人均耕地少，土壤資源嚴重短缺。而在現(xiàn)實中，土壤資源的破壞和浪費現(xiàn)象不斷發(fā)生。不少施工單位，不珍惜土壤資源的保護，常把熟化表土作為建筑回填土壓到建筑物下，或是把污染不嚴重、土壤侵入體少且可篩分的土壤隨便清除掉。為此，對建筑場地范圍內(nèi)的表層土壤要進行充分利用，并采取以下規(guī)范措施。（1）凡在規(guī)劃區(qū)內(nèi)，正在或?qū)⒁M行建筑施工的地方，一定要在開挖基礎(chǔ)前，把表層熟化土壤起走作為綠化建設(shè)土資源儲備起來。起土深度可根據(jù)地下建筑深度確定，一般40～100cm，最低不應(yīng)少于40cm。（2）因土制宜合理利用。對城市廢棄土，凡是污染不嚴重、侵入體在20％以內(nèi)，一定要把侵入體篩分出來后，仍作為園林綠化種植土使用；對污染嚴重、侵入體超過20％的土壤可作為1m土層以下的回填土使用。（3）對綠化不能使用的土壤，可作為建筑物下層回填土使用。
3．2．2劣質(zhì)土壤資源的利用和改良
在園林綠化建設(shè)中，由于土源缺乏，大部分客土土源取自于土壤底層（1m以下）和建筑物下的生土，以及河泥、湖泥等，這些劣質(zhì)土壤質(zhì)地粘重，無結(jié)構(gòu)，缺少空氣孔隙，土體表面潛育化特征明顯，還原性物質(zhì)較多，有機質(zhì)含量低，土壤養(yǎng)分匱乏，部分土壤呈強堿性。在使用前必須先調(diào)查土壤的來源地，如屬工廠排放的廢水形成的有毒污泥則禁止使用。為保證園林植物的栽植成活和健壯生長，劣質(zhì)土壤應(yīng)采取以下措施進行改良。（1）風(fēng)化凍融和淋洗。由于此類土壤為未風(fēng)化生土（包括湖泥、河泥），在栽植植物前，要擴大栽植穴的深度和面積，一般要比正常栽植土大20％～30％，并將坑穴內(nèi)土壤翻到穴的兩側(cè)，經(jīng)過冬季凍融、春季曬垡和夏季淋溶，風(fēng)化時間大約需6～8個月，待土體疏松氧化、還原性毒物降解后，方能栽植。（2）改良粘結(jié)性。為改進客土土源的機械組成，按土體重量計算，可摻入粗性物質(zhì)（粗砂、礫石、風(fēng)化砂、爐灰渣等）和粉煤灰各10％，也可加入適量草炭。（3）普施有機肥。為改善土壤結(jié)構(gòu)和提高土壤肥力，種植土層要普施有機肥，一般為10～15kg／m2（腐熟有機肥取低值，粗有機肥取高值）。根據(jù)需要還可適當(dāng)增加化學(xué)磷肥。（4）化學(xué)改良。如土源pH值大于8．5，則應(yīng)進行化學(xué)改良，施入磷石膏或脫硫石膏1．0～1．5kg／m2。以上措施中摻入的粗性物質(zhì)、有機肥和改良劑必須與栽植回填土充分混合均勻，以提高改良效果。
