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城市土壤对园林植物生长的影响及其改善措施

2006-12-21 16:15    【  【打印】【我要纠错】

  随着城市化建设的发展,日益增加的人群活动影响城区土壤的自然性状已发生很大的改变,成了独特的城市土壤,从而对园林植物的生长产生影响。

  1.城市土壤的特点

  1.1 土壤无层次

  人为活动产生各种废弃物,过去长期多次无序侵入土体和地下施工翻动土壤,破坏了代表土壤肥力的原土壤表层或腐殖层,形成无层次、无规律的土体构造。

  1.2 土壤密实、结构差

  城市土壤有机质含量低、有机胶体少,土体在机械和人的外力作用下,挤压土粒,土壤密实度高,破坏了通透性良好的团粒结构,形成理化性能差的密实、板结的片状或块状结构。

  1.3 土壤侵入体多

  土壤掺入大量的各种渣砾和地下构筑物及管道等,占据地下空间,改变了土壤固、液、气三相组成和孔隙分布状态及土壤水、气、热、养分状况。

  1.4 土壤养分匮缺

  城区内园林植物的枯枝落叶,大部分被运走或烧掉,使土壤不能像林区自然土壤那样落叶归根、养分循环。在土壤基本上没有养分补给的情况下,已有大量侵入体占据一定的土体,致使植物生长所需营养面积不足,减少了土壤中水、气、养分的绝对含量。植物在这种土壤上生长,每年都要从有限的营养空间吸取养分,势必使城市土壤越来越贫瘠。

  1.5 土壤污染

  城市人为活动所产生的洗衣水、菜瓜汤、油脂、酸碱盐等物质进入土体内,超过土壤自净能力,造成土壤污染。近年来,一些城市用10%-20%的氯化钠盐作为主要干道的融雪剂,融化的盐水已构成影响植物生存的新污染源。

  2.城市土壤对园林植物生长的影响

  2.1 土壤密实度对园林植物生长的影响

  土壤密实度又称紧密度或土壤坚实度。城市土壤密实度显著大于郊区土壤,是城市土壤的一个主要特点。一般人流践踏地区影响深度为3-10cm,土壤硬度在14-28kg/平方厘米之间,车辆辗压影响深度为30-35cm,土壤硬度在10-20kg/ 平方厘米,在某些特殊地段,经机械多层压实后其影响深度可达1米以上。

  土壤透气性、排水和持水能力受土壤密实度的制约。土壤密实度的增高,使通气孔隙减少,导致土壤透气性降低,减少了气体交换,树木生长不良,甚至可使根组织窒息死亡。在土壤密实地区,由于植树坑内土壤经过挖掘回填而造成坑内外土壤密实度的差别,常使树木根系无法穿透坑外密实土层而形成环绕植树坑壁生长的畸形分布,树木生长状况也因而恶化,另外灌溉或降雨后坑内水分的垂直渗漏和水平扩散受阻而造成坑内积水,可导致树木烂根死亡。同时,随着土壤密实度的增加,机械阻抗也加大,妨碍树木根系的延伸。

  土壤密实可使某些树木形成菌根的数量锐减。与树木根系共生的菌根,可使吸收水分和盐类的根表面积扩大100-1000倍,可提供额外的一些无机盐类,特别是增加可给态氮素以改善树木的营养状况。城市土壤密实对菌根发生的抑制作用,使具外寄生型菌根的树木如松属,云杉属、冷杉属、落叶松属等以及具有内寄生型菌根的树木如银杏属、柏科、杉科、槭属、悬铃木属、榆属等的树种适应生存能力下降。

  土壤密实对根系生长的限制,常使树木改变其根系分布特性,不少深根树种变为浅根分布,多数树种支持树体的根量减少,从而使树木的稳定性减弱,易受大风及其它城市机械因子的伤害而倒伏。

  总之,植物根在密实的城市土壤条件下生存,生理活性降低而寿命短,出现烂根和死根,地上部分得不到足够的水分和养分,呈现枯梢和焦叶,这样,长势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/ 立方厘米时,土壤水分和养分匮缺,根生长细弱也出现死根,枝叶焦枯,树势逐年减弱最后导致死亡。只有土壤密实度适中,土壤硬度在0.8-8kg/平方厘米 ,土壤容重在0.9-1.45g/ 立方厘米的较疏松土壤上,水肥气适宜,树木容易扎根,根系发达,枝叶繁茂。

  2.2 土壤养分对园林植物生长的影响

  城区内植物的落叶、残枝常作为垃圾被清除运走,难以回到土壤中,使土壤营养循环中断,有机质含量很低,据测定城区多数土壤有机质含量在1%以下,有机质是土壤氮素的主要来源,有机质的减少又直接导致氮素的减少,多数土壤的碱解氮在30ppm以下,速效磷不足15ppm,与城郊土壤相比,氮磷含量减少到1/2—1/3属于缺素土壤。

  植物需要的16种以上必须营养元素,大部分由土壤供给。植物根系从土壤中吸取溶于水中的无机盐类是形成植物叶绿素,各种酶和色素的基础物质,也是光和作用的活化剂,尤其是低氮会阻碍光合作用的进行。城市土壤养分的匮缺,使城市植物的碳素生长量大为减少,加上通气性差和水分匮乏等因素,使城市植物较郊区同类植物生长量要低,其寿命也相应缩短。

  2.3 城市土壤水分对园林植物生长的影响

  植物体内含水为60-80%,成为植物体重要组成部分,植物所需要的水分主要来自土壤。而土壤水主要来自大气降水和人工补水,贮存在土壤孔隙里,其中有效水在毛管孔隙内,随毛管力作用水在管内上下运动,上至田间持水量,下至萎蔫系数之间。适宜植物生长的含水量应是土壤田间持水量的60-80%.土壤含水量多少与土壤渣砾含量、土壤密实状况、地面铺装和距地表水远近、地下水位高低等有关。城市土壤密实度高,含有较多渣砾等夹杂物,加之路面和铺装的封闭,自然降水很难渗入土壤中,大部分排入下水道,以致使自然降水量,无法充分供给树木以满足其生长需要,而地下建筑又深入地下较深的地层,从而使树木根系很难接近和吸收地下水,因而土壤含水量低供水不足,使城市植物水分平衡经常处于负值,进而表现生长不良,早期落叶,甚至死亡。

  2.4 城市土壤空气对园林植物生长的影响

  土壤空气中的氧气来自大气。城市土壤由于路面和铺装的封闭,阻碍了气体交换,土壤密实,贮气的非毛管孔隙减少,土壤含氧量少。植物根系是靠土壤氧气进行呼吸作用产生能量,来维持生理活动的。由于土壤氧气供应不足,根呼吸作用减弱,对根系生长产生不良影响。据调查,如果土壤通气孔隙度减少到15%时,根系生长受阻,土壤通气孔隙度减少到9%以下时,根严重缺氧,进行无氧呼吸而产生酒精积累,引起根中毒死亡,同时,由于土壤氧气不足,土壤内微生物繁殖受到抑制,靠微生物分解释放养分减少,降低了土壤有效养分含量和植物对养分的利用,直接影响植物生长。

  2.5 城市土壤温度对园林植物生长的影响

  土壤温度主要来自太阳热辅射和煤燃烧产生的热量。土壤温度的高低,因气候日变化和年变化而波动。在城市环境里,由于建筑物朝向的不同,引起土温差异,而对植物生长产生影响。在北方地区的城市,楼北侧比楼南侧全年土温偏低,冬季结冻期长,树木在春秋季节里长势和物候期上,要比其他地点的树木有明显差异。春季气温逐渐转暖,地上营养器官开始活动,而地下根系仍处于冻土层之中,引起地上树木枝叶失水,出现抽条;秋季里由于气温和土温降低,引起树木提前落叶。此外,道路铺装在阳光直射下,夏季里地表土温高达50°C以上,致使表层根系日灼,失去活力。

  2.6 城市土壤侵入体对园林植物生长的影响

  2.6.1 土壤夹杂物对植物生长的影响

  在城市建设过程中,各类夹杂物进入土壤,固体类夹杂物如砖渣、焦渣、砾渣等。在形成单一坚硬夹杂物层的地方,常会使根无法穿越而限制其分布深度和广度。土壤中固体类夹杂物含量适当时,能在一定程度上提高土壤(尤其是粘重土壤)的通气透水能力,促进根系生长;但含量过多,会使土壤持水能力下降。同时,渣砾本身占有一定体积,使土壤相对减少,进而降低土壤水分的绝对含量,常使城市植物的水分逆境加剧,尤其早春供水不足。

  城市土壤所含夹杂物中,煤球灰渣内含养分虽可参与分解活动,而使植物吸收,但含量极低。其余夹杂物基本不起营养作用。随着夹杂物含量增加,土壤所给总养分相对减少。某些含石灰的夹杂物,可使土壤钙镁盐类增加,使土壤pH值增高。由于pH值的增高,不仅降低了土壤中铁、磷等元素的有效性,也抑制了土壤中微生物的活动及对其他养分的分解。夹杂物的存在,又使土壤中粘粒含量相对减少,胶结物质减少,盐基代换量低,造成土壤保肥性差。

  2.6.2 土壤内构筑物对园林植物生长的影响

  城市多数植物生长在人工环境中,其正常生长所需营养面积,包括根系垂直生长和水平伸展的生存空间,都由于城市构筑物的影响而受到限制,从而改变根系分布状况及数量。各类地下管道的铺设,虽有局部疏松土壤、有利于根系沿缝隙穿透的作用,个别地区铺设热力管道,在与种植植物距离适当时,还可提高地温,减少冻土层而有利于棣棠、大叶黄杨等不耐寒树种的越冬和存活;但在管道密集排列铺设的情况下,则会限制根系的垂直分布,并使土壤提升水分的毛细管被切断。在某些地下工程中,如地下商场、停车场等,这种情况更为典型,它们使植物生长在构筑物上下阻隔、类似大花盆的环境之中。城市地下构筑物对植物根系生长的不良影响,虽因树种不同而异,但只是程度不同而已。

  2.7 城市土壤污染对园林植物生长的影响

  城市土壤盐分渗透到植物根区,造成对植物生存的威胁。盐分能阻碍水分从土壤中向根内渗透和破坏原生质吸附离子的能力,引起原生质脱水,造成不可逆转的伤害。此外,氯化钠的积累,还会削弱氨基酸和碳水化合物的代谢作用,阻碍根部对钙、镁、磷等基本养分的吸收,导致土壤板结,通气和供水状况恶化。

  树木摄取过多盐分,在尚未致死的情况下,可以通过落叶部分地转移盐分,但又可随落叶回归土壤中。在土壤排水能力较好的情况下,充分的降水和过量的灌溉,可把盐分淋溶到根系以下更深的土层中而减轻危害;但当盐分过高时,在很短时间内仍然可致树木于死地。虽然受害植株土壤盐分可得到水分淋溶,但在自然降雨和人工灌溉数量都有限的情况下,将盐分淋溶到根系分布范围以下的数量是很少的,并且还受城市土壤底层密实因素制约。

  城市树木受害后,一般阔叶树表现为叶片变小,叶缘和叶片有枯斑,呈棕色,严重时叶片干枯脱落。有的树木表现为多次萌发新梢及开花,芽干枯。针叶树针叶枯黄,严重时整枝或全株枯死。

  3. 减少城市土壤对园林植物生长不良影响的措施

  3.1 适地适树

  根据不同的城市土壤类型所提供的植物生存条件,严格选择适宜和抗逆性强的树种。在紧实土壤或窄分车带上(带宽小于2m),要选择抗逆性强的树种栽植;绿地渣砾含量30%左右的土壤,要植喜气树种而不要植喜水肥树种;在湖边等处地下水位高的绿地上,要选择喜湿树种栽植;在盐碱绿地上(含盐量大于0.3%或pH大于8)要选择耐盐碱树种栽植;在楼北绿地上,要选耐阴、萌动晚的树种栽植。绿化用地在绿化设计时,要力求做到适地适树。

  3.2 改土适树

  3.2.1 增加土壤养分。

  为改善城市植物养分贫乏的状况,结合城市土壤改良,进行人工施肥,采取适用于城市植物的肥钉、肥棒、缓释肥等不同类型的肥料和相应的施肥器械及施肥方法,增加土壤有机质含量。施肥时间、深度、范围和施肥量等的确定,要以有利于植物根系吸收为宜。还可选栽具有固氮能力的植物以改善土壤的低氮状况。

  3.2.2 改善土壤通气状况

  (1)为减少土壤密实对城市植物生长的不良影响,除选择一些抗逆性强的树种外,还可通过往土壤中掺入碎树枝和腐叶土等多孔性有机物或混入少量粗砂等,以改善通气状况。必要时,地下埋设通气管道,安装透气井等。对已种树木的地段,可在若干年内分期改良。在各项建设工程中,应避免对绿化地段的机械辗压,对根系分布范围的地面,应防止践踏。

  (2)园林绿地人行道铺装,在条件可能的情况下,改成透气铺装,促进土壤与大气的气体交换。

  3.2.3 调节土壤水分

  (1)根据土壤墒情,做到适时浇水,以满足植物对水分的需求。在浇水方法上,可根据土壤类型确定。保水差的土壤,浇水要少量多次;板结土壤,浇水应在吸收根分布区内松土筑埂浇水;

  (2)扩大城市地表水面积,减少地面铺装,增加地下水,提高土壤含水量。

  3.2.4 为减少城市构筑物对植物生长的不利影响,对植物有限营养面积内的土壤进行分期分段深翻改良和进行根系修剪,选浅根地被植物和改进植物配置,以减少共生矛盾,为改进城市街道植物生存空间过于狭小的状况,应合理设计道路断面。

  3.2.5 防止化雪盐危害

  (1)严格控制化雪盐的合理用量,及时消除融化雪水,严禁将带盐的雪堆放到树木根区,改善行道树土壤的透气性和水分供应,增施硝态氮、钾、磷、锰和硼等肥料,以利于淋溶和减少对氯化钠的吸收而减轻危害。

  (2)改进现有路牙结构,并将路牙缝隙封严,阻止化雪盐水进入植物根区。

  参考文献:

  1、陈自新许慈安译树木生态与养护中国建筑工业版社 1987

  2、陈自新李玉和杨遂城市地下环境对植物生存条件的影响中国园林 1987(4)

  3、李玉和城市土壤密实度对园林植物生长的影响及利用措施中国园林 1995(3)

  4、李玉和城市土壤形成特点肥力评价及利用与管理中国园林 1997(3)

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延伸阅读:城市 园林
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