張建旗，程曉月，趙 峰，許宏剛

(蘭州市園林科學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730070)

行道樹是現(xiàn)代城市園林綠化中隨處可見的綠化樹種。行道樹具有補(bǔ)充氧氣、凈化空氣，減輕噪音，提高行車安全等功能，是城市綠化的重要組成部分。土壤是影響行道樹生長(zhǎng)的重要環(huán)境因子，又是城市園林植物生長(zhǎng)的介質(zhì)和養(yǎng)分供應(yīng)者，是影響到植物健康生長(zhǎng)、有效發(fā)揮其景觀和生態(tài)功能的重要因素，其質(zhì)量的高低直接影響城市園林綠化的效果[1]。重視城市綠地土壤質(zhì)量，是園林植物良好生長(zhǎng)的必要條件和增強(qiáng)城市景觀觀賞性的前提，也是實(shí)現(xiàn)城市園林綠化可持續(xù)發(fā)展的根本，土壤養(yǎng)分對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育非常重要。

近年來，隨著國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入實(shí)施和蘭州市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市環(huán)境建設(shè)的力度越來越大，蘭州市的城市面貌和人居環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，為了蘭州市行道樹種植搭配多元化和美化觀賞效果，解決園林樹種單一問題，逐步將懸鈴木(Platanusispanica)、七葉樹(Aesculuschinensis)、銀杏(Ginkgobiloba)、欒樹(Koelreuteriapaniculata)等[2-3]樹種引入蘭州市園林綠化中，但栽植后一些樹種出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢，樹葉早期發(fā)黃、枯稍、死頂、枯邊、枯枝等現(xiàn)象。七葉樹屬于七葉樹科七葉樹屬，其樹形優(yōu)美、花大秀麗，果形奇特，是觀葉、觀花、觀果不可多得的樹種，為世界著名的觀賞樹種之一。七葉樹喜光，喜溫暖，稍耐陰，也耐寒，在夏季烈日下樹皮和葉子易遭日灼。深根性，萌芽力強(qiáng)，生長(zhǎng)速度中等偏慢，壽命長(zhǎng)，抗煙塵。宜作庭蔭樹和行道樹。以蘭州市城關(guān)區(qū)、七里河區(qū)、安寧區(qū)、西固區(qū)生長(zhǎng)較多的七葉樹為研究對(duì)象，通過對(duì)土壤養(yǎng)分含量、土壤酸堿度等相關(guān)因子分析，了解4區(qū)七葉樹生長(zhǎng)的土壤狀況，以期為蘭州市行道樹的正常生長(zhǎng)、合理施肥提供科學(xué)依據(jù)，從而更好地發(fā)揮行道樹的社會(huì)效益和生態(tài)效益。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

蘭州市主城區(qū)(城關(guān)、七里河、西固、安寧區(qū))地理坐標(biāo)為N 35°50′～36°55′，E 103°19′～103°59′，面積1 112.20 km2。市區(qū)海拔平均高1 520 m。屬溫帶干旱氣候，干燥少雨，年均氣溫9.8℃，極端最高溫為39.8℃，極端最低溫為-19.7℃，氣溫平均日較差12.9℃，年較差29.1℃，≥10℃的年積溫為3 242.0℃，年均降水量311.7 mm，年最大降水量546.7 mm，最小降水量155.3 mm，降水主要集中在6～9月，占全年降水量的60%以上，年均日照時(shí)數(shù)2 446 h，年均蒸發(fā)量1 600 mm，為年均降水量的4.6倍，年均相對(duì)濕度58%；無霜期185～200 d，最大凍土層1.2 m。市區(qū)多為人工植被，且均具有觀賞價(jià)值，主要行道樹國(guó)槐(Sophorajaponica)、銀杏、懸鈴木、刺槐(Robiniapseudoacacia)、旱柳(Salixmatsudana)、雪松(Cedrusdeodara)、七葉樹等[4]。

1.2 樣品采集與處理

選取蘭州市4區(qū)可以代表蘭州市七葉樹生長(zhǎng)現(xiàn)狀且樹齡10年的植株(共24棵)，于2016年5月(春季)、7月(夏季)和10月(秋季)在同一時(shí)間段分別利用土鉆對(duì)每棵樹穴不同土層(0～20、20～40、40～60 cm)采集土樣，每個(gè)樹穴在離樹干20～30 cm處隨機(jī)重復(fù)3次，將每層土樣混合裝入自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室，同一個(gè)區(qū)域間隔15 m取一個(gè)樣點(diǎn)，共取6個(gè)樣點(diǎn)。土樣通過自然風(fēng)干后碾碎，分別過0.50 mm和0.25 mm篩備用，測(cè)定其pH、有機(jī)質(zhì)、有效P、速效K和水解性N的含量。

表1 調(diào)查樹種的基本狀況與調(diào)查地點(diǎn)

1.2 測(cè)定方法

因土壤速效養(yǎng)分是水溶性養(yǎng)分，能夠直接被植物吸收利用，可以直接反映植物生長(zhǎng)的需要，土壤pH、有機(jī)質(zhì)、有效P、速效K和水解N含量的測(cè)定參照文獻(xiàn)[5-8]方法進(jìn)行。

(1)pH依據(jù)LY/T1239-1999 采用酸度計(jì)測(cè)定2.5∶1水土比下的值。

(2)土壤有機(jī)質(zhì)依據(jù)LY/T1237-1999 采用重鉻酸鉀-硫酸氧化外加熱法。

(3)土壤有效P 依據(jù)LY/T1233-1999 采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法。

(4)土壤速效K 依據(jù)LY/-1236-1999 采用乙酸銨浸提火焰光度法。

(5)土壤水解N 依據(jù)LY/T1229-1999 采用堿解擴(kuò)散法。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)處理和繪圖采用Excel軟件，方差分析運(yùn)用SPSS 17.0軟件。依據(jù)全國(guó)第2次土壤普查技術(shù)規(guī)程[9-10](表2)和園林種植土質(zhì)量要求[11](表3)，分析采集土壤的養(yǎng)分狀況。

表2 土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表3 園林種植土質(zhì)量要求

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量變化

有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度的增加而降低，在同一土層下，西固區(qū)夏季土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯高于春季和秋季；其余3個(gè)區(qū)域的土壤有機(jī)質(zhì)含量均呈現(xiàn)秋季含量最高，夏季含量較低。0～20 cm土層，城關(guān)區(qū)秋季的有機(jī)質(zhì)含量最高，達(dá)42.7 g/kg，較七里河區(qū)、安寧區(qū)和西固區(qū)分別高出6%，21%和94%(圖1)。不同區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)平均含量表現(xiàn)為：城關(guān)區(qū)>七里河區(qū)>安寧區(qū)>西固區(qū)，城關(guān)區(qū)與其他3個(gè)區(qū)之間形成顯著差異(P<0.05)，七里河區(qū)和安寧區(qū)之間差異不顯著；不同季節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量表現(xiàn)為：秋季>春季>夏季，這是否與植物生長(zhǎng)和落葉有關(guān)，有待進(jìn)一步研究(圖2，3)。根據(jù)表2所列土壤分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，城關(guān)區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量處于二級(jí)水平，七里河區(qū)和安寧區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量處于三級(jí)水平，均符合園林種植土質(zhì)量的要求；西固區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量處于五級(jí)水平，不符合園林種植土質(zhì)量的要求，在養(yǎng)護(hù)管理過程中應(yīng)適當(dāng)施入有機(jī)肥。

圖1 不同土層土壤有機(jī)質(zhì)的含量Fig.1 Changes of soil organic matter content in each depth in different regions

圖2 不同區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)的平均含量Fig.2 Mean soil organic content in different regions

圖3 不同季節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的平均含量Fig.3 Mean soil organic content in different seasons

2.2 土壤水解N含量變化

樣區(qū)土壤中秋季水解N含量最低，夏季次之，春季最高。七里河區(qū)3季的土壤水解N含量均隨著土層深度的增加而降低；西固區(qū)春秋兩季的土壤水解N含量出現(xiàn)中間土層低，夏季隨著土層深度的增加而增加；安寧區(qū)春夏兩季的土壤水解N含量出現(xiàn)中間土層低，秋季隨著土層深度的增加而增加的現(xiàn)象；城關(guān)區(qū)呈現(xiàn)出春季中間層低，秋季中間層高，夏季的土壤水解N含量隨著土層深度的增加而降低。0～60 cm土壤水解N平均含量表現(xiàn)為：城關(guān)區(qū)>安寧區(qū)>七里河區(qū)>西固區(qū)，并且差異性顯著(P<0.05)。城關(guān)區(qū)土壤水解N平均含量高達(dá)77.5mg/kg，七里河區(qū)和安寧區(qū)土壤水解N平均含量分別為62.7和68.9 mg/kg，而西固區(qū)的土壤水解N平均含量只有33.6 mg/kg，4個(gè)區(qū)的土壤狀況均不符合園林種植土的質(zhì)量要求，應(yīng)當(dāng)在夏季適當(dāng)追施氮肥(圖4～6)。

圖4 不同土層土壤水解N分層含量變化Fig.4 Changes of soil available N content in each depth in different regions

圖5 不同區(qū)域土壤水解N的平均含量Fig.5 Mean soil available N in different regions

圖6 不同季節(jié)土壤水解N的平均含量Fig.6 Average soil available N in different seasons

2.3 土壤有效P含量變化

土壤有效P含量主要集中在表層(0～20 cm)，城關(guān)區(qū)夏季表層土壤中有效P含量達(dá)118 mg/kg，比春季和秋季分別高出26.5%和23.8%，秋季隨著土層深度的增加，有效P含量降至極低，只有10.8 mg/kg，七里河區(qū)的土壤有效P含量隨著土層深度的增加和季節(jié)的不同，變化不明顯；整體上夏季土壤中有效P含量較高，秋季較低，尤其城關(guān)區(qū)秋季最為明顯，但安寧區(qū)秋季有效P含量表層最高，4個(gè)區(qū)域夏季土壤中有效P含量平均為65.76 mg/kg，分別高出春秋兩季20.02%和32.88%。不同區(qū)域土壤有效P平均含量不同，且差異顯著，城關(guān)區(qū)土壤有效P平均含量較高，為78.6 mg/kg，處于一級(jí)；七里河區(qū)和安寧區(qū)分別為57.4 mg/kg和51.8 mg/kg，處于一級(jí)；西固區(qū)土壤有效P平均含量較低，為28.9 mg/kg，處于二級(jí)；4個(gè)區(qū)域的土壤有效P平均含量均達(dá)到了園林種植土的質(zhì)量要求(圖7～9)。

2.4 不同區(qū)域土壤速效K含量變化

土壤速效K含量均集中在土壤表層，與土層深度成反比；西固區(qū)、安寧區(qū)和城關(guān)區(qū)夏季土壤表層速效K含量明顯高于春季和秋季，七里河區(qū)是春季高于夏季和秋季；隨著植物的生長(zhǎng)，4個(gè)區(qū)域0～60 cm土層深度中土壤速效K平均含量呈現(xiàn)出秋季<夏季<春季。不同區(qū)域土壤速效K含量不盡相同，并且各區(qū)之間差異顯著。城關(guān)區(qū)土壤速效K含量最高，達(dá)257 mg/kg，處于一級(jí)；安寧區(qū)土壤速效K含量次之，為240 mg/kg，同樣處于一級(jí)；西固區(qū)土壤速效K含量為172 mg/kg，處于二級(jí)；七里河區(qū)土壤速效K含量為111 mg/kg，處于三級(jí)；均達(dá)到了園林種植土的質(zhì)量要求(圖10～12)。

圖7 不同土層土壤有效P的含量Fig.7 Changes of soil available P content in each depth in different regions

圖8 不同區(qū)域土壤有效P的平均含量Fig.8 Average soil available P in different regions

圖9 不同季節(jié)土壤有效P的平均含量Fig.9 Mean soil available P in different seasons

圖10 不同區(qū)域土壤速效K分層含量Fig.10 Changes of soil available K content in each depth in different regions

圖11 不同區(qū)域土壤速效K的平均含量Fig.11 Average soil available K in different regions

圖12 不同季節(jié)土壤速效K平均含量Fig.12 Mean soil available K in different seasons

2.5 不同區(qū)域土壤pH變化

所調(diào)查區(qū)域的土壤pH均在8.3以上，都超出了園林種植土的質(zhì)量要求。各區(qū)域不同季節(jié)pH變化不同，西固區(qū)秋季pH明顯大于春季和夏季，表層略大于下層，但變化不明顯；安寧區(qū)春季pH較低，夏季較高，當(dāng)土層40～60 cm時(shí)，秋季pH偏高；七里河區(qū)的pH春季最低，在土層0～20 cm時(shí)，秋季>夏季>春季，在土層20～60 cm時(shí)，秋季和夏季變化不大；城關(guān)區(qū)在0～40 cm土層時(shí)，夏季pH較低，秋季較高，土層40～60 cm時(shí)，三季的pH變化不明顯。不同區(qū)域土壤平均pH表現(xiàn)為：西固區(qū)>安寧區(qū)>七里河區(qū)>城關(guān)區(qū)，且各區(qū)域間有顯著性差異；不同季節(jié)土壤pH平均表現(xiàn)為：秋季>夏季>春季(圖13～15)。

圖13 不同區(qū)域土壤pH分層含量變化Fig.13 Changes of soil pH in each depth in different regions

圖14 不同區(qū)域pH的平均含量Fig.14 Average soil pH in different regions

圖15 不同季節(jié)pH的平均含量Fig.15 Average soil pH in different seasons

3 討論

土壤是影響行道樹生長(zhǎng)的重要環(huán)境因子，其養(yǎng)分狀況直接影響著行道樹的生長(zhǎng)以及生態(tài)效益和景觀功能的發(fā)揮，從而在一定程度上決定了城市綠化建設(shè)的質(zhì)量。城市中的落葉、殘枝作為垃圾被清除，造成土壤營(yíng)養(yǎng)循環(huán)中斷，基本上沒有養(yǎng)分補(bǔ)給，土壤養(yǎng)分含量較低[12]。有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，雖然有機(jī)質(zhì)含量只占土壤總量的很小一部分，但它在土壤肥力上起著多方面的作用[13-14]。土壤有機(jī)質(zhì)的含量與土壤肥力呈正相關(guān)，在很大程度上影響著土壤結(jié)構(gòu)、持水性、穩(wěn)定性、緩沖性及生物多樣性等，影響著土壤中其他營(yíng)養(yǎng)元素的可利用狀態(tài)和土壤的肥力及植物的生長(zhǎng)[15]。本研究中，土壤有機(jī)質(zhì)具有明顯的表聚現(xiàn)象，這與前人研究結(jié)果相似[16]。

水解氮的測(cè)定為我們了解土壤的肥力狀況和有機(jī)質(zhì)的礦化程度提供依據(jù)，它在一定程度上反映著土壤氮素在近期內(nèi)的供應(yīng)水平[17-18]；土壤中有效磷的測(cè)定能全面的說明土壤磷肥的肥力[19]；鉀素是增強(qiáng)植物對(duì)干旱、霜凍等的抵抗力，鉀肥有護(hù)苗的作用，土壤中速效鉀的含量是最能直接反映土壤供鉀能力的指標(biāo)，對(duì)判斷土壤中鉀素供應(yīng)狀況具有重要的意義[20]，甘肅省土壤中鉀素含量普遍比較豐富[21]，故不單獨(dú)施用鉀肥。從本研究結(jié)果看，蘭州市區(qū)土壤有效磷和速效鉀含量雖說秋季較低，但均符合園林種植土的質(zhì)量要求；市區(qū)土壤水解氮含量偏低，處于四級(jí)水平，不符合園林種植土的質(zhì)量要求。

土壤酸堿性是衡量土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)，影響著土壤中的一系列物理、化學(xué)、生物反應(yīng)和土壤養(yǎng)分的有效性及其理化性質(zhì)，并且對(duì)植物的生長(zhǎng)也起到一定的限制作用[22]。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)蘭州市區(qū)的土壤pH與園林種植土的質(zhì)量要求相差較遠(yuǎn)，含量均較高，并和有機(jī)質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)，這是由于有機(jī)質(zhì)在分解過程中產(chǎn)生單寧、有機(jī)酸多，導(dǎo)致pH下降，這和呂世麗等人的研究結(jié)果相吻合[23]。可用3‰的硫酸亞鐵溶液中和3～4次或腐殖酸肥料等進(jìn)行中和，以降低土壤的酸堿度，改良土壤環(huán)境。整體上土壤質(zhì)量較差，土壤養(yǎng)分含量的變化與植物生長(zhǎng)的相關(guān)性還需進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

通過對(duì)蘭州市4個(gè)主城區(qū)相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定以及對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的綜合分析，結(jié)果表明：不同季節(jié)、不同區(qū)域土壤養(yǎng)分狀況不盡相同。整體上3個(gè)季節(jié)土壤養(yǎng)分狀況表現(xiàn)為：春季>夏季>秋季，pH表現(xiàn)為：秋季>夏季>春季；4個(gè)區(qū)域的土壤養(yǎng)分狀況從高到低順序依次為：城關(guān)區(qū)>七里河區(qū)>安寧區(qū)>西固區(qū)。所調(diào)查區(qū)域內(nèi)除速效K外，有機(jī)質(zhì)、水解N、有效P的含量整體較低，而pH整體較高，土壤質(zhì)量較低(尤其是西固區(qū))，應(yīng)加強(qiáng)行道樹的養(yǎng)護(hù)管理。

[1] 吳劉萍,李敏,孔令培,等.湛江市城市行道樹調(diào)查與分析[J].林業(yè)科技開發(fā),2006(2):20-26.

[2] 李麗雅,丁蘊(yùn)錚,侯曉麗,等.城市土壤特性與綠化樹生長(zhǎng)勢(shì)衰弱關(guān)系研究[J].東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,38(3):124-127.

[3] 張莉萍.蘭州市南北兩山人工林結(jié)構(gòu)特征及生長(zhǎng)狀況研究[D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

[4] 王萬(wàn)鵬,俞詩(shī)源,鐘芳,等.蘭州市南北兩山植物動(dòng)物資源[M].蘭州：甘肅科學(xué)技術(shù)出版社,2010.

[5] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1999:178-200.

[6] 龔子同.中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所土壤理化分析[M].上海：上?？萍汲霭嫔?1978:196-211.

[7] 姜培坤.土壤理化分析實(shí)驗(yàn)[M].北京:北京林業(yè)大學(xué)出版社,2002.

[8] 黃昌勇.土壤學(xué)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,2000.

[9] 張茂康.甘肅土壤[M]．北京:農(nóng)業(yè)出版社,1993.

[10] 李紅裔,張野,趙迪,等.2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].中國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì),2010：7.

[11] 青島市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.園林種植土質(zhì)量要求[S].DB37021T088-2006.

[12] 伍海兵.城市綠地土壤物理性質(zhì)特征及其改良研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[13] 韓繼紅,李傳省,黃秋平.城市土壤對(duì)園林植物生長(zhǎng)的影響極其改善措施[J].中國(guó)園林,2003(7)：7476.

[14] 王俊峰,李強(qiáng),黃思銘.三環(huán)路綠化土壤分析與植物養(yǎng)護(hù)[J].綠色科技,2016(9)：40-43.

[15] 張瑜,吳永華,張建旗，等.蘭州市黃河風(fēng)情線行道樹柳樹穴土壤有機(jī)質(zhì)及鹽堿特征[J]草原與草坪,2013(6):67-71.

[16] 李興明,車克鈞,楊永紅,等.白龍江上游不同海拔森林土壤養(yǎng)分變化規(guī)律研究[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,49(6):131-137.

[17] 雷小鵬，張興華，李賢偉，等.川西米亞羅林區(qū)不同分類型土壤養(yǎng)分性質(zhì)研究[J].水土保持研究,2012(3):58-62,66.

[18] 蔣文偉,周國(guó)模,余樹全,等.安吉山地主要森林類型土壤養(yǎng)分狀況的研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2004,18(4):73-76.

[19] 金為民.土壤肥料[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2001.

[20] Wang S，Ruan H,Wang B.Effects of soil microarthropods on plant litter decomposition across an elevation gradient in the Wuryi Mountains[J].Soil Biology and Biochemistry,2009,41(5):891-897.

[21] 甘肅土壤普查辦公室.甘肅土壤[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1987.

[22] 蒲小鵬,鄭立穎,許正強(qiáng),等.蘭州市五泉山公園古樹土壤營(yíng)養(yǎng)分析[J].草原與草坪,2011(3):81-84.

[23] 呂世麗,李新平,李文斌,等.牛背梁自然保護(hù)區(qū)不同海拔高度森林土壤養(yǎng)分特征分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，41(4):161-177.