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城市土壤對(duì)園林植物生長的影響及其改善措施

2006-12-21 16:15    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  隨著城市化建設(shè)的發(fā)展,日益增加的人群活動(dòng)影響城區(qū)土壤的自然性狀已發(fā)生很大的改變,成了獨(dú)特的城市土壤,從而對(duì)園林植物的生長產(chǎn)生影響。

  1.城市土壤的特點(diǎn)

  1.1 土壤無層次

  人為活動(dòng)產(chǎn)生各種廢棄物,過去長期多次無序侵入土體和地下施工翻動(dòng)土壤,破壞了代表土壤肥力的原土壤表層或腐殖層,形成無層次、無規(guī)律的土體構(gòu)造。

  1.2 土壤密實(shí)、結(jié)構(gòu)差

  城市土壤有機(jī)質(zhì)含量低、有機(jī)膠體少,土體在機(jī)械和人的外力作用下,擠壓土粒,土壤密實(shí)度高,破壞了通透性良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),形成理化性能差的密實(shí)、板結(jié)的片狀或塊狀結(jié)構(gòu)。

  1.3 土壤侵入體多

  土壤摻入大量的各種渣礫和地下構(gòu)筑物及管道等,占據(jù)地下空間,改變了土壤固、液、氣三相組成和孔隙分布狀態(tài)及土壤水、氣、熱、養(yǎng)分狀況。

  1.4 土壤養(yǎng)分匱缺

  城區(qū)內(nèi)園林植物的枯枝落葉,大部分被運(yùn)走或燒掉,使土壤不能像林區(qū)自然土壤那樣落葉歸根、養(yǎng)分循環(huán)。在土壤基本上沒有養(yǎng)分補(bǔ)給的情況下,已有大量侵入體占據(jù)一定的土體,致使植物生長所需營養(yǎng)面積不足,減少了土壤中水、氣、養(yǎng)分的絕對(duì)含量。植物在這種土壤上生長,每年都要從有限的營養(yǎng)空間吸取養(yǎng)分,勢(shì)必使城市土壤越來越貧瘠。

  1.5 土壤污染

  城市人為活動(dòng)所產(chǎn)生的洗衣水、菜瓜湯、油脂、酸堿鹽等物質(zhì)進(jìn)入土體內(nèi),超過土壤自凈能力,造成土壤污染。近年來,一些城市用10%-20%的氯化鈉鹽作為主要干道的融雪劑,融化的鹽水已構(gòu)成影響植物生存的新污染源。

  2.城市土壤對(duì)園林植物生長的影響

  2.1 土壤密實(shí)度對(duì)園林植物生長的影響

  土壤密實(shí)度又稱緊密度或土壤堅(jiān)實(shí)度。城市土壤密實(shí)度顯著大于郊區(qū)土壤,是城市土壤的一個(gè)主要特點(diǎn)。一般人流踐踏地區(qū)影響深度為3-10cm,土壤硬度在14-28kg/平方厘米之間,車輛輾壓影響深度為30-35cm,土壤硬度在10-20kg/ 平方厘米,在某些特殊地段,經(jīng)機(jī)械多層壓實(shí)后其影響深度可達(dá)1米以上。

  土壤透氣性、排水和持水能力受土壤密實(shí)度的制約。土壤密實(shí)度的增高,使通氣孔隙減少,導(dǎo)致土壤透氣性降低,減少了氣體交換,樹木生長不良,甚至可使根組織窒息死亡。在土壤密實(shí)地區(qū),由于植樹坑內(nèi)土壤經(jīng)過挖掘回填而造成坑內(nèi)外土壤密實(shí)度的差別,常使樹木根系無法穿透坑外密實(shí)土層而形成環(huán)繞植樹坑壁生長的畸形分布,樹木生長狀況也因而惡化,另外灌溉或降雨后坑內(nèi)水分的垂直滲漏和水平擴(kuò)散受阻而造成坑內(nèi)積水,可導(dǎo)致樹木爛根死亡。同時(shí),隨著土壤密實(shí)度的增加,機(jī)械阻抗也加大,妨礙樹木根系的延伸。

  土壤密實(shí)可使某些樹木形成菌根的數(shù)量銳減。與樹木根系共生的菌根,可使吸收水分和鹽類的根表面積擴(kuò)大100-1000倍,可提供額外的一些無機(jī)鹽類,特別是增加可給態(tài)氮素以改善樹木的營養(yǎng)狀況。城市土壤密實(shí)對(duì)菌根發(fā)生的抑制作用,使具外寄生型菌根的樹木如松屬,云杉屬、冷杉屬、落葉松屬等以及具有內(nèi)寄生型菌根的樹木如銀杏屬、柏科、杉科、槭屬、懸鈴木屬、榆屬等的樹種適應(yīng)生存能力下降。

  土壤密實(shí)對(duì)根系生長的限制,常使樹木改變其根系分布特性,不少深根樹種變?yōu)闇\根分布,多數(shù)樹種支持樹體的根量減少,從而使樹木的穩(wěn)定性減弱,易受大風(fēng)及其它城市機(jī)械因子的傷害而倒伏。

  總之,植物根在密實(shí)的城市土壤條件下生存,生理活性降低而壽命短,出現(xiàn)爛根和死根,地上部分得不到足夠的水分和養(yǎng)分,呈現(xiàn)枯梢和焦葉,這樣,長勢(shì)一年不如一年直至枯死,相反,土壤硬度小于0.8kg/ 平方厘米,土壤容重小于0.9g/ 立方厘米時(shí),土壤水分和養(yǎng)分匱缺,根生長細(xì)弱也出現(xiàn)死根,枝葉焦枯,樹勢(shì)逐年減弱最后導(dǎo)致死亡。只有土壤密實(shí)度適中,土壤硬度在0.8-8kg/平方厘米 ,土壤容重在0.9-1.45g/ 立方厘米的較疏松土壤上,水肥氣適宜,樹木容易扎根,根系發(fā)達(dá),枝葉繁茂。

  2.2 土壤養(yǎng)分對(duì)園林植物生長的影響

  城區(qū)內(nèi)植物的落葉、殘枝常作為垃圾被清除運(yùn)走,難以回到土壤中,使土壤營養(yǎng)循環(huán)中斷,有機(jī)質(zhì)含量很低,據(jù)測(cè)定城區(qū)多數(shù)土壤有機(jī)質(zhì)含量在1%以下,有機(jī)質(zhì)是土壤氮素的主要來源,有機(jī)質(zhì)的減少又直接導(dǎo)致氮素的減少,多數(shù)土壤的堿解氮在30ppm以下,速效磷不足15ppm,與城郊土壤相比,氮磷含量減少到1/2—1/3屬于缺素土壤。

  植物需要的16種以上必須營養(yǎng)元素,大部分由土壤供給。植物根系從土壤中吸取溶于水中的無機(jī)鹽類是形成植物葉綠素,各種酶和色素的基礎(chǔ)物質(zhì),也是光和作用的活化劑,尤其是低氮會(huì)阻礙光合作用的進(jìn)行。城市土壤養(yǎng)分的匱缺,使城市植物的碳素生長量大為減少,加上通氣性差和水分匱乏等因素,使城市植物較郊區(qū)同類植物生長量要低,其壽命也相應(yīng)縮短。

  2.3 城市土壤水分對(duì)園林植物生長的影響

  植物體內(nèi)含水為60-80%,成為植物體重要組成部分,植物所需要的水分主要來自土壤。而土壤水主要來自大氣降水和人工補(bǔ)水,貯存在土壤孔隙里,其中有效水在毛管孔隙內(nèi),隨毛管力作用水在管內(nèi)上下運(yùn)動(dòng),上至田間持水量,下至萎蔫系數(shù)之間。適宜植物生長的含水量應(yīng)是土壤田間持水量的60-80%.土壤含水量多少與土壤渣礫含量、土壤密實(shí)狀況、地面鋪裝和距地表水遠(yuǎn)近、地下水位高低等有關(guān)。城市土壤密實(shí)度高,含有較多渣礫等夾雜物,加之路面和鋪裝的封閉,自然降水很難滲入土壤中,大部分排入下水道,以致使自然降水量,無法充分供給樹木以滿足其生長需要,而地下建筑又深入地下較深的地層,從而使樹木根系很難接近和吸收地下水,因而土壤含水量低供水不足,使城市植物水分平衡經(jīng)常處于負(fù)值,進(jìn)而表現(xiàn)生長不良,早期落葉,甚至死亡。

  2.4 城市土壤空氣對(duì)園林植物生長的影響

  土壤空氣中的氧氣來自大氣。城市土壤由于路面和鋪裝的封閉,阻礙了氣體交換,土壤密實(shí),貯氣的非毛管孔隙減少,土壤含氧量少。植物根系是靠土壤氧氣進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生能量,來維持生理活動(dòng)的。由于土壤氧氣供應(yīng)不足,根呼吸作用減弱,對(duì)根系生長產(chǎn)生不良影響。據(jù)調(diào)查,如果土壤通氣孔隙度減少到15%時(shí),根系生長受阻,土壤通氣孔隙度減少到9%以下時(shí),根嚴(yán)重缺氧,進(jìn)行無氧呼吸而產(chǎn)生酒精積累,引起根中毒死亡,同時(shí),由于土壤氧氣不足,土壤內(nèi)微生物繁殖受到抑制,靠微生物分解釋放養(yǎng)分減少,降低了土壤有效養(yǎng)分含量和植物對(duì)養(yǎng)分的利用,直接影響植物生長。

  2.5 城市土壤溫度對(duì)園林植物生長的影響

  土壤溫度主要來自太陽熱輔射和煤燃燒產(chǎn)生的熱量。土壤溫度的高低,因氣候日變化和年變化而波動(dòng)。在城市環(huán)境里,由于建筑物朝向的不同,引起土溫差異,而對(duì)植物生長產(chǎn)生影響。在北方地區(qū)的城市,樓北側(cè)比樓南側(cè)全年土溫偏低,冬季結(jié)凍期長,樹木在春秋季節(jié)里長勢(shì)和物候期上,要比其他地點(diǎn)的樹木有明顯差異。春季氣溫逐漸轉(zhuǎn)暖,地上營養(yǎng)器官開始活動(dòng),而地下根系仍處于凍土層之中,引起地上樹木枝葉失水,出現(xiàn)抽條;秋季里由于氣溫和土溫降低,引起樹木提前落葉。此外,道路鋪裝在陽光直射下,夏季里地表土溫高達(dá)50°C以上,致使表層根系日灼,失去活力。

  2.6 城市土壤侵入體對(duì)園林植物生長的影響

  2.6.1 土壤夾雜物對(duì)植物生長的影響

  在城市建設(shè)過程中,各類夾雜物進(jìn)入土壤,固體類夾雜物如磚渣、焦渣、礫渣等。在形成單一堅(jiān)硬夾雜物層的地方,常會(huì)使根無法穿越而限制其分布深度和廣度。土壤中固體類夾雜物含量適當(dāng)時(shí),能在一定程度上提高土壤(尤其是粘重土壤)的通氣透水能力,促進(jìn)根系生長;但含量過多,會(huì)使土壤持水能力下降。同時(shí),渣礫本身占有一定體積,使土壤相對(duì)減少,進(jìn)而降低土壤水分的絕對(duì)含量,常使城市植物的水分逆境加劇,尤其早春供水不足。

  城市土壤所含夾雜物中,煤球灰渣內(nèi)含養(yǎng)分雖可參與分解活動(dòng),而使植物吸收,但含量極低。其余夾雜物基本不起營養(yǎng)作用。隨著夾雜物含量增加,土壤所給總養(yǎng)分相對(duì)減少。某些含石灰的夾雜物,可使土壤鈣鎂鹽類增加,使土壤pH值增高。由于pH值的增高,不僅降低了土壤中鐵、磷等元素的有效性,也抑制了土壤中微生物的活動(dòng)及對(duì)其他養(yǎng)分的分解。夾雜物的存在,又使土壤中粘粒含量相對(duì)減少,膠結(jié)物質(zhì)減少,鹽基代換量低,造成土壤保肥性差。

  2.6.2 土壤內(nèi)構(gòu)筑物對(duì)園林植物生長的影響

  城市多數(shù)植物生長在人工環(huán)境中,其正常生長所需營養(yǎng)面積,包括根系垂直生長和水平伸展的生存空間,都由于城市構(gòu)筑物的影響而受到限制,從而改變根系分布狀況及數(shù)量。各類地下管道的鋪設(shè),雖有局部疏松土壤、有利于根系沿縫隙穿透的作用,個(gè)別地區(qū)鋪設(shè)熱力管道,在與種植植物距離適當(dāng)時(shí),還可提高地溫,減少凍土層而有利于棣棠、大葉黃楊等不耐寒樹種的越冬和存活;但在管道密集排列鋪設(shè)的情況下,則會(huì)限制根系的垂直分布,并使土壤提升水分的毛細(xì)管被切斷。在某些地下工程中,如地下商場(chǎng)、停車場(chǎng)等,這種情況更為典型,它們使植物生長在構(gòu)筑物上下阻隔、類似大花盆的環(huán)境之中。城市地下構(gòu)筑物對(duì)植物根系生長的不良影響,雖因樹種不同而異,但只是程度不同而已。

  2.7 城市土壤污染對(duì)園林植物生長的影響

  城市土壤鹽分滲透到植物根區(qū),造成對(duì)植物生存的威脅。鹽分能阻礙水分從土壤中向根內(nèi)滲透和破壞原生質(zhì)吸附離子的能力,引起原生質(zhì)脫水,造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。此外,氯化鈉的積累,還會(huì)削弱氨基酸和碳水化合物的代謝作用,阻礙根部對(duì)鈣、鎂、磷等基本養(yǎng)分的吸收,導(dǎo)致土壤板結(jié),通氣和供水狀況惡化。

  樹木攝取過多鹽分,在尚未致死的情況下,可以通過落葉部分地轉(zhuǎn)移鹽分,但又可隨落葉回歸土壤中。在土壤排水能力較好的情況下,充分的降水和過量的灌溉,可把鹽分淋溶到根系以下更深的土層中而減輕危害;但當(dāng)鹽分過高時(shí),在很短時(shí)間內(nèi)仍然可致樹木于死地。雖然受害植株土壤鹽分可得到水分淋溶,但在自然降雨和人工灌溉數(shù)量都有限的情況下,將鹽分淋溶到根系分布范圍以下的數(shù)量是很少的,并且還受城市土壤底層密實(shí)因素制約。

  城市樹木受害后,一般闊葉樹表現(xiàn)為葉片變小,葉緣和葉片有枯斑,呈棕色,嚴(yán)重時(shí)葉片干枯脫落。有的樹木表現(xiàn)為多次萌發(fā)新梢及開花,芽干枯。針葉樹針葉枯黃,嚴(yán)重時(shí)整枝或全株枯死。

  3. 減少城市土壤對(duì)園林植物生長不良影響的措施

  3.1 適地適樹

  根據(jù)不同的城市土壤類型所提供的植物生存條件,嚴(yán)格選擇適宜和抗逆性強(qiáng)的樹種。在緊實(shí)土壤或窄分車帶上(帶寬小于2m),要選擇抗逆性強(qiáng)的樹種栽植;綠地渣礫含量30%左右的土壤,要植喜氣樹種而不要植喜水肥樹種;在湖邊等處地下水位高的綠地上,要選擇喜濕樹種栽植;在鹽堿綠地上(含鹽量大于0.3%或pH大于8)要選擇耐鹽堿樹種栽植;在樓北綠地上,要選耐陰、萌動(dòng)晚的樹種栽植。綠化用地在綠化設(shè)計(jì)時(shí),要力求做到適地適樹。

  3.2 改土適樹

  3.2.1 增加土壤養(yǎng)分。

  為改善城市植物養(yǎng)分貧乏的狀況,結(jié)合城市土壤改良,進(jìn)行人工施肥,采取適用于城市植物的肥釘、肥棒、緩釋肥等不同類型的肥料和相應(yīng)的施肥器械及施肥方法,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。施肥時(shí)間、深度、范圍和施肥量等的確定,要以有利于植物根系吸收為宜。還可選栽具有固氮能力的植物以改善土壤的低氮狀況。

  3.2.2 改善土壤通氣狀況

 。1)為減少土壤密實(shí)對(duì)城市植物生長的不良影響,除選擇一些抗逆性強(qiáng)的樹種外,還可通過往土壤中摻入碎樹枝和腐葉土等多孔性有機(jī)物或混入少量粗砂等,以改善通氣狀況。必要時(shí),地下埋設(shè)通氣管道,安裝透氣井等。對(duì)已種樹木的地段,可在若干年內(nèi)分期改良。在各項(xiàng)建設(shè)工程中,應(yīng)避免對(duì)綠化地段的機(jī)械輾壓,對(duì)根系分布范圍的地面,應(yīng)防止踐踏。

 。2)園林綠地人行道鋪裝,在條件可能的情況下,改成透氣鋪裝,促進(jìn)土壤與大氣的氣體交換。

  3.2.3 調(diào)節(jié)土壤水分

 。1)根據(jù)土壤墑情,做到適時(shí)澆水,以滿足植物對(duì)水分的需求。在澆水方法上,可根據(jù)土壤類型確定。保水差的土壤,澆水要少量多次;板結(jié)土壤,澆水應(yīng)在吸收根分布區(qū)內(nèi)松土筑埂澆水;

 。2)擴(kuò)大城市地表水面積,減少地面鋪裝,增加地下水,提高土壤含水量。

  3.2.4 為減少城市構(gòu)筑物對(duì)植物生長的不利影響,對(duì)植物有限營養(yǎng)面積內(nèi)的土壤進(jìn)行分期分段深翻改良和進(jìn)行根系修剪,選淺根地被植物和改進(jìn)植物配置,以減少共生矛盾,為改進(jìn)城市街道植物生存空間過于狹小的狀況,應(yīng)合理設(shè)計(jì)道路斷面。

  3.2.5 防止化雪鹽危害

  (1)嚴(yán)格控制化雪鹽的合理用量,及時(shí)消除融化雪水,嚴(yán)禁將帶鹽的雪堆放到樹木根區(qū),改善行道樹土壤的透氣性和水分供應(yīng),增施硝態(tài)氮、鉀、磷、錳和硼等肥料,以利于淋溶和減少對(duì)氯化鈉的吸收而減輕危害。

 。2)改進(jìn)現(xiàn)有路牙結(jié)構(gòu),并將路牙縫隙封嚴(yán),阻止化雪鹽水進(jìn)入植物根區(qū)。

  參考文獻(xiàn):

  1、陳自新許慈安譯樹木生態(tài)與養(yǎng)護(hù)中國建筑工業(yè)版社 1987

  2、陳自新李玉和楊遂城市地下環(huán)境對(duì)植物生存條件的影響中國園林 1987(4)

  3、李玉和城市土壤密實(shí)度對(duì)園林植物生長的影響及利用措施中國園林 1995(3)

  4、李玉和城市土壤形成特點(diǎn)肥力評(píng)價(jià)及利用與管理中國園林 1997(3)

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