張俊濤，李 鋌，冼卓慧，崔 誠

(廣州市林業(yè)和園林科學(xué)研究院，廣東 廣州 510405)

南沙區(qū)位于廣州市最南端珠江入?？谖恢?，2005年正式建區(qū)以來，不斷對綠化景觀進(jìn)行提升。2019年2月《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》正式發(fā)布，南沙區(qū)被定位為粵港澳全面合作示范區(qū)，要求攜手港澳建設(shè)高水平對外開放門戶、創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)、金融服務(wù)重要平臺(tái)和優(yōu)質(zhì)生活圈，南沙區(qū)委區(qū)政府高度重視開發(fā)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)并重。近年來，南沙區(qū)圍繞廣州市提出的“森林圍城，森林進(jìn)城”的戰(zhàn)略部署，將建設(shè)生態(tài)型城市作為根本發(fā)展目標(biāo)。綠地土壤既是植物生長介質(zhì)，也是城市生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，它對提供植物生長所需和吸收、消化城市廢棄物方面發(fā)揮著顯著的作用[1-4]。然而，土壤在綠地生態(tài)系統(tǒng)中的作用一直被人們所忽視，得不到應(yīng)有的重視[5-8]。城市綠化過程多使用深層未充分熟化、養(yǎng)分貧瘠的土壤，甚至夾雜大量建筑垃圾，加之施工過程大量人員、機(jī)械壓實(shí)，改變了土壤理化性質(zhì)，使土壤質(zhì)量退化，不適宜于植物生長，嚴(yán)重影響了景觀效果和生態(tài)效益[9-10]。目前，有關(guān)我國城市綠地土壤肥力質(zhì)量的系統(tǒng)調(diào)查評價(jià)和研究還不多。

本文對廣州市南沙區(qū)城市公園、道路綠化帶、城市出入口綠化帶、立體綠化、街旁綠地、郊野公園、森林公園、濕地公園、生態(tài)景觀林帶、河涌綠地等不同類型綠地土壤開展系統(tǒng)的取樣調(diào)查，并采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法對其土壤綜合肥力進(jìn)行了評價(jià)，并針對土壤主要限制性因子，提出了改良對策與建議，以期為南沙區(qū)綠化景觀及林業(yè)和園林生態(tài)功能的提升提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

南沙地處珠三角地理幾何中心，東臨獅子洋與東莞市隔洋相望，西隔洪奇瀝水道與中山市相對，北依沙灣水道與番禺區(qū)相鄰，南濱珠江入?？冢嘞愀?8海里和澳門41海里，是廣州通向海洋的通道，也是連接珠江口兩岸城市群和港澳地區(qū)的重要樞紐性節(jié)點(diǎn)。南沙區(qū)為珠江三角洲的沖積平原，地勢較為平坦，地質(zhì)情況為淤泥質(zhì)軟基，地下水位較高，總面積約803 km2，其中水域面積約233 km2。屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，氣候溫和潮濕，具有溫暖多雨、光熱充足、溫差較小、夏季長等氣候特征。多年平均氣溫為22 ℃，年平均風(fēng)速2.0～2.6 m/s，多年平均蒸發(fā)量為1100～1300 mm，多年平均相對濕度80%左右，多年平均降水量約1700 mm，降水量年內(nèi)分配極不均勻，汛期4～9月降水量占年總量的80%以上。南沙地區(qū)土壤為水稻土、赤紅壤、濱海鹽漬沼澤土三類。建成區(qū)綠化覆蓋率達(dá)43.18%，建成自貿(mào)區(qū)生態(tài)景觀廊道100 km、生態(tài)景觀林帶10 km、綠道13 km。

1.2 綠地調(diào)查與土壤樣品采集

2019年3月，調(diào)查了廣州市南沙區(qū)8個(gè)城市公園、62條主干道路綠化帶、13個(gè)城市出入口綠化帶、2個(gè)立體綠化、7個(gè)街旁綠地、12個(gè)郊野公園、3個(gè)森林公園、3個(gè)濕地公園、8條生態(tài)景觀林帶、46個(gè)河涌綠地，并采集0～30 cm土層土壤樣品300份，土壤采樣點(diǎn)分布見圖1。

圖1 南沙區(qū)不同類型綠地土壤采樣點(diǎn)分布圖

取樣密度主要根據(jù)綠化面積和土質(zhì)均勻度，一般每2000 m2采集1個(gè)樣，至少由5個(gè)樣點(diǎn)組成；小于2000 m2按1個(gè)樣品計(jì)；綠化面積大于30000 m2時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況適當(dāng)放寬采樣密度，樣品數(shù)量相應(yīng)減少，每組樣品混合取樣點(diǎn)相應(yīng)增加；土質(zhì)不均勻適當(dāng)增加采樣密度?；▔⒒ň车染G地每50～100 m2取1個(gè)混合樣，至少由5個(gè)樣點(diǎn)組成；樹壇或樹穴每30棵樹取一個(gè)混合樣品，取樣區(qū)域不滿30棵時(shí)按30棵計(jì)[11-12]。不同類型綠地土壤采集樣本數(shù)見表1。

表1 南沙區(qū)不同類型綠地土壤采集樣本數(shù)

1.3 土壤理化指標(biāo)檢測

土壤pH值采用電位法測定[13]，EC值采用電導(dǎo)法測定[14]，容重、入滲率采用環(huán)刀法測定[15]，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定[16]，堿解氮采用堿解-擴(kuò)散法測定[17]，有效磷采用碳酸氫鈉浸提法測定[18]，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法測定[19]。

1.4 土壤綜合肥力的評價(jià)方法

土壤綜合肥力評價(jià)采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法。對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，所采用的屬性分級標(biāo)準(zhǔn)參照《園林綠化土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用》和第二次全國土壤普查土壤養(yǎng)分的分級標(biāo)準(zhǔn)。

采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅(Nemerow)公式計(jì)算綜合肥力系數(shù)：

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和初步分析，利用Origin 2018和Arcgis 10.2軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 南沙區(qū)林業(yè)和園林土壤肥力的特征

共調(diào)查了10類綠地，分別是城市公園、道路綠化帶、城市出入口綠化帶、立體綠化、街旁綠地、郊野公園、森林公園、濕地公園、生態(tài)景觀林帶及河涌綠地。檢測了土壤pH值、EC值、容重、入滲率、通氣度、有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量等理化指標(biāo)，通過對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，然后采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅公式計(jì)算綜合肥力系數(shù)，對不同類型綠地土壤進(jìn)行綜合肥力評價(jià)。如表2所示，除1.75%的河涌綠地土壤處于肥沃水平，其他綠地土壤綜合肥力均處于一般或貧瘠水平。其中，道路綠化帶、城市出入口綠化帶以及街旁綠地土壤綜合肥力處于貧瘠水平；其他類型綠地土壤綜合肥力處于一般水平(圖2)。

圖2 南沙區(qū)綠地土壤綜合肥力的空間分布

表2 南沙區(qū)不同類型綠地土壤綜合肥力的特征

2.2 南沙區(qū)林業(yè)和園林土壤質(zhì)量的限制因子

改進(jìn)的內(nèi)梅羅公式中，Pimin為各分肥力系數(shù)中的最小值，可以突出限制性因子。以此可以統(tǒng)計(jì)不同類型綠地土壤的限制性因子(表3)。道路綠化帶土壤限制性因子為EC值、容重和有效磷；濕地公園土壤限制性因子為容重和堿解氮；城市公園土壤限制性因子為容重；郊野公園土壤限制性因子為EC值和容重；森林公園土壤限制性因子為EC值、容重和有效磷；生態(tài)景觀林帶土壤限制性因子為容重；城市出入口綠化帶土壤限制性因子為容重和有效磷；街旁綠地土壤限制性因子為EC值和容重；河涌綠地土壤限制性因子為容重、堿解氮和有效磷；立體綠化土壤限制性因子為EC值和堿解氮。

表3 不同類型綠地土壤綜合肥力限制性因子

立體綠化土壤綜合肥力全部處于一般水平，其他類型綠地土壤均存在不同比例的貧瘠土壤，這些貧瘠土壤存在其限制性因子。其中：道路綠化帶貧瘠土壤限制性因子為容重和有效磷；濕地公園貧瘠土壤限制性因子為容重；城市公園貧瘠土壤限制性因子為容重；郊野公園貧瘠土壤限制性因子為容重；森林公園貧瘠土壤限制性因子為容重和有效磷；生態(tài)景觀林帶貧瘠土壤限制性因子為容重；城市出入口綠化帶貧瘠土壤限制性因子為容重和有效磷；街旁綠地貧瘠土壤限制性因子為EC值和容重；河涌綠地貧瘠土壤限制性因子為容重、堿解氮。綜上所述，不同類型綠地土壤限制性因子主要為土壤容重和有效磷含量。

2.3 不同類型綠地土壤的容重

土壤容重是土壤的基本物理性質(zhì)，可反映人類活動(dòng)對土壤的壓實(shí)作用[20]。土壤容重大，則土壤緊實(shí)，總孔隙度減小，降低了大孔隙的比例，不利于土壤的通氣、排水、有效水分的儲(chǔ)存和植物根系的生長[21]。

廣州市地方標(biāo)準(zhǔn)《園林種植土》規(guī)定園林種植土的容重應(yīng)小于等于1.25 g/cm3。南沙區(qū)10種類型綠地土壤容重均值范圍為1.21～1.43 g/cm3(圖3)，土壤容重整體偏大，土壤較黏重。立體綠化土壤容重較好，符合廣州市地方標(biāo)準(zhǔn)《園林種植土》的土壤占比達(dá)到66.67%(圖4)；而其他類型綠地土壤容重整體偏大，土壤緊實(shí)(圖5)，符合廣州市地方標(biāo)準(zhǔn)《園林種植土》的土壤占比均低于45%。

圖3 不同類型綠地土壤的容重

圖5 南沙區(qū)綠地土壤容重的空間分布

2.4 不同類型綠地土壤的有效磷含量

10種類型綠地土壤有效磷含量均值范圍為3.68～36.75 mg/kg(圖6)，土壤有效磷含量比較低。結(jié)果顯示(圖7)，各類綠地土壤有效磷含量達(dá)標(biāo)率均低于60.00%，尤其是森林公園、生態(tài)景觀林帶、道路綠化帶、城市公園、城市出入口綠化帶、街旁綠地等綠地土壤有效磷含量達(dá)標(biāo)率不足5 %(圖8)。

圖6 不同類型綠地土壤的有效磷含量

圖7 不同類型綠地土壤有效磷含量的達(dá)標(biāo)情況

圖8 南沙區(qū)綠地土壤有效磷的空間分布

3 結(jié)論與討論

通過采集、檢測，分析了300份不同類型綠地的土壤樣本，發(fā)現(xiàn)廣州市南沙區(qū)不同類型綠地土壤普遍存在土壤容重偏大、土壤緊實(shí)、有效磷含量偏低等問題。土壤容重和有效磷含量已成為各類綠地土壤的主要限制性因子。

采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行土壤綜合肥力評價(jià)，結(jié)果表明：南沙區(qū)不同類型綠地土壤綜合肥力整體處于一般或貧瘠水平，尤其是道路綠化帶、城市出入口綠化帶以及街旁綠地土壤綜合肥力處于貧瘠水平。

因此，針對不同類型綠地土壤質(zhì)量主要限制性因子，開展了土壤改良、科學(xué)養(yǎng)護(hù)管理、提高綠地土壤綜合肥力水平是今后的重點(diǎn)工作，對南沙區(qū)高品質(zhì)綠化景觀打造、生態(tài)效益提升具有重要的意義。具體措施：利用有機(jī)廢棄物(枯枝落葉、蘑菇渣、藥渣等)制成土壤改良劑、有機(jī)覆蓋物用于土壤改良，可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤物理結(jié)構(gòu)、提高土壤孔隙度、降低土壤容重；加強(qiáng)表土資源保護(hù)和再利用，可以保護(hù)不可再生的表層土壤，減少深層未充分熟化、養(yǎng)分貧瘠的土壤，提高綠化景觀效果、降低后期養(yǎng)護(hù)成本，長遠(yuǎn)考慮，不僅具有生態(tài)效益還具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。