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城市绿地土壤物理性质特征及其改良研究

伍海兵  
【摘要】:城市化进程是当今社会发展的主流,这在发展中国家如中国尤为明显。与城市化发展相配套的城市绿化也得到了迅速发展。为了满足城市快速绿化需求,大量机械被用于绿化建设,加上中国城市人口密度大,绿地建成后人为践踏严重,土壤压实导致城市绿地土壤物理性质退化严重。另外,由于城市土壤资源紧缺,在城市绿化建设中土壤来源复杂,土体层次混乱,表土经常被移走或被底层土掩埋,土层中经常掺入底层僵土或生土,以及大量的砾石和建筑垃圾等,从而导致土壤结构混乱,土壤物理性质恶劣。城市土壤物理性质退化是城市土壤质量退化的主要原因,城市土壤质量不但已成为限制我国城市绿化发展的主要原因之一,而且也遏制了城市土壤生态功能的发挥和城市生态环境质量的提高。 为此,本文选择典型城市新建绿地—上海辰山植物园,通过对其土壤物理性质的现场调查分析,研究辰山植物园土壤物理主要特性,分析各土壤物理性质之间的相关性关系,研究不同植被类型和不同压实方式的土壤物理性质以及土壤水分特征的影响因素,并针对辰山植物园存在的主要土壤物理问题,以改善土壤物理性质为宗旨,分别选择绿化植物废弃物、脱硫石膏、草炭、有机肥以及砂子为原材料进行不同配方试验,得出了以下主要结论 (1)上海辰山植物园各园区土壤物理性质普逦较差,其中土壤容重均值为1.42g/cm3,73.08%土壤容重超过了1.35g/cm3,13.46%达到了1.60g/cm3;土壤总孔隙度仅为46.51%,非毛管孔隙度为3.85%,与绿化种植土要求的大于5%的要求有一定的差距;土壤质地较粘,粉砂粒和粘粒含量较高,分别为59.54%和36.18%;土壤饱和持水量和田间持水量较低,分别为336.25g/kg和305.05g/kg;饱和导水率很低,均值仅为3.52mm/h,98.08%样品为极不良。 (2)不同植被类型土壤各物理性质有所差异,其中灌木地土壤物理性质明显优于其他类型土壤。裸地土壤容重最大,为1.64g/cm3,其次是草地,为1.51g/cm3,灌木地最小,为1.26g/cm3;灌木地土壤总孔隙度最大,为51.83%,裸地最小;土壤饱和持水量和田间持水量同样以灌木地最大分别为425.47g/kg和379.92g/kg,裸地最小;灌木地土壤饱和导水率最大,为13.43mm/h,其次是乔木地土壤,为3.07mm/h,裸地最差,仅为0.09mm/h。不同压实方式下的土壤各物理性质差异显著,其中机械压实对土壤物理影响最大,其次是人为践踏,而无压实的土壤物理性质显著优于压实土壤。 (3)通过对城市绿地土壤各物理性质进行相关性分析得出:土壤容重与质量含水率呈极显著负相关(r=-0.537,P0.01),与饱和持水量极显著负相关(r=-0.967P0.01),与田间持水量极显著负相关(r=-0.966,P0.01),与NCP/CP极显著负相关(r=-0.568,P0.01),与总孔隙度极显著负相关(r=-0.948,P0.01),与饱和导水率极显著负相关(r=0.475,P0.01)。由于土壤容重和土壤其他关键物理指标呈极显著或显著正负相关,因此可将土壤容重作为评价城市土壤物理性质的重要指标。 (4)利用Gardner模型0=AS-B对城市绿地土壤水分特征曲线进行拟合,拟合效果较好,均达到拟合优度。不同植被类型土壤以及不同压实方式土壤水分特征曲线均有所差异。利用土壤水分特征曲线可得出土壤田间持水量、凋萎含水量以及有效水含量灌木地土壤有效水极显著大于其他类型土壤(尸0.01);不同压实方式的土壤水分特征差异明显,无压实土壤与机械压实和人为践踏土壤的田间持水量、凋萎含水量以及有效水均差异极显著(P0.01),而机械压实与人为践踏土壤水分特征差异不明显。 (5)利用绿化植物废弃物、脱硫石膏、有机肥、草炭以及砂为原材料与土壤进行现场不同配此的改良试验,结果显示不同配比较对照组的土壤理化性质均有明显改善。其中含有80%的原土、30%绿化植物废弃物、8%有机肥和0.5kg/m3脱硫石膏的配此3土壤各理化性质相对其他配比土壤最好,并且对土壤改良效果持久,可用于改良城市绿地土壤,既经济又环保。


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