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园林绿地土壤的养护管理
第二章 园林绿地的土壤养护管理 园林绿地土壤是园林植物生长的介质,是整个绿地系统的基础。园林绿地能产生多 大的环境与美学价值,在很大程度上取决于其土壤质量。城镇园林绿地土壤由于强烈的 人为干扰,大都性质低劣,营养贫瘠,来源复杂,且障碍因素颇多,极大地影响了园林 绿地质量和绿化效果。 对园林绿地的土壤养护管理, 我们着重探讨园林绿地土壤的基本特性和园林植物对 土壤的适应性以及园林植物对绿色土壤的基本要求,尽量在绿地景观施工中实现“适地 适树”或“适地适栽”的要求。 第一节 绿地土壤类型及其特征 绿地所涉及的土壤类型极其广泛, 既包括各种自然土壤和农田土壤, 也包括城 镇、道路、矿山区域内的各种人为搅动土或人为堆积土,从用途、性质、肥力特征以及 干扰和污染情况来看,绿地土壤千差万别。我们将分别从不同角度讨论绿地土壤的类型 及其特征,为园林绿化工作者提供尽可能详细的土壤类型知识,以达到“适地适树”或 “适地适种”的目标,并实现对各种绿地的科学管理。请注意,对于任何一种具体的绿 地土壤而言, 只有从多个不同角度来综合分析其所属类型的特征, 才能对它有一个客观、 全面的了解。 一、绿地土壤的自然类型 绿地土壤的“自然类型”是针对“人为类型” (搅动土或人为堆积土)而言的, 并非专指自然土壤,它也包括相应的农田土壤。我们把绿地土壤的自然类型放在重要位 置,主要基于两个方面原因:一是绿地生产、建植和经营管理都直接涉及一部分自然土 壤和农田土壤;二是就某一城镇、公路段、厂矿而言,任何用于绿地建植或园林经营的 人为土壤――搅动土或人为堆积土, 基本上都是从当地相应的自然土壤或农田土壤起源 的,它们在性质上或多或少都受到原来的自然土壤或农田土壤的影响。在介绍绿地土壤 的自然类型时,我们采用的是现有的中国土壤分类系统,主要知道与北方绿地生产与建 植涉及的土类。 主要有:1.淋溶土土纲中的棕壤、暗棕壤。 2.半溶土土纲中的褐土、黑土。 3.钙层土土纲中的黑钙土、黑炉土、粟钙土。 4.半水成土土纲中的草甸土、潮土。 5.盐碱土土纲中的盐土、碱土。 由于我国的盐碱土具有明显的区域分异特点, 又可分为滨海海浸盐碱土区、 东 北苏打盐碱土区、黄淮海平原斑状盐碱土、宁蒙片状盐碱土区和甘青新藏高寒盐碱土区 等几大区域。不同区域的盐碱土,在自然条件、成土类型、盐分特点及改良利用方面都 不同,而在同一区域内则是相同或相似的。所以,了解盐碱土的区域特点,对盐碱土地 区城镇、道路等绿化工作是很有帮助的。 二、绿地土壤的人为干扰类型 从广义上讲, 绿地涉及各种自然的和人为的土类类型, 既包括自然植被下的土壤 (狭 义的“自然土壤” )和农田土壤,更包括各种人为扰动和堆积的土壤。人为干扰可以说 是绿地土壤的最突出特点,因为任何绿地土壤都受到不同方式、不同程度的人为干扰。 对于郊区风景旅游区的纯自然土壤来说,所受干扰主要是人为踩踏,并由此导致不同程 度的压实、侵蚀、旱化等现象。就绿地涉及的农田土壤而言,主要是城镇经济半径内的 农田土壤。这些农田土壤所受人为干扰是多方面的。土壤的高强度利用和“城镇肥料” 的输入显著提高了土壤肥力,同时也带来各种类型的土壤污染;当用做苗圃、花圃和草 坪基地时,每年还会带走大量肥沃的表土。除了上述自然土壤和农田土壤外,余下的就 是真正用于绿化或有待于绿化的土壤,它包括各类城镇绿地土壤和公路绿地土壤等。这 些土壤大都属于搅动土,其共同特点就是遭受了强烈的人为搅动和重新堆积,完全破坏 了土壤的原有性状,并经常伴随着不同类型、不同程度的土壤污染。 (一)绿地土壤的搅动、堆积类型 由于受到高密度人口和强烈的人为活动的反复影响, 使市区成为最复杂的搅动土分 布区,除了建筑物、道路和地下设施外,剩余的土地都是用于绿化或需要绿化的地方, 这里的土壤具有如下特点。 1.土壤层次紊乱 频繁的建筑活动和其他施工活动, 使大部分城镇土壤的原土层被强烈搅动。 土壤被 挖出后,上层的熟化土壤和下层的生土或僵土(母质或地质沉积物)无规律地混合,同 时各种建筑垃圾和生活垃圾也常混入其中,然后就地回填或运往它处堆理。这完全打乱 了土壤的自然层次。 2.土壤成分复杂、侵入体多 无论是房屋、 道路或地下设施完工后余下的空地, 还是新建、 改建的大型公共绿地, 原来的土壤都被翻动,土体中填充进建筑渣料和垃圾,或是混入生土、僵土,使土壤成 分异常复杂。砖瓦、石砾、煤灰渣、玻璃、塑料、石灰、水泥、沥青、混凝土等各种侵 入体一般都很多,且在土体中的分布无规律。 3.土壤物理性质不良 由于底土混入、机械压实和行人践踏等原因,城镇搅动土大都结构性很差,表层容 重偏高, 渗水、 透气和扎根性能都不好。另外,不透气的铺装(水泥、沥青路面或地面) 也极大地阻碍了土壤的通透性,这对树木影响尤甚。有时,过多的侵入体既影响绿地植 物根系生长,也影响土壤保水性能,旱季易发生干燥失水。夏季,铺装地面和裸露地面 (行人践踏造成)温度太高,也是限制绿地植物根系生长的重要原因。北方,高大建筑 物遮荫的土壤春季化冻延迟,也会影响绿地植物返青。 4.土壤有机质和养分缺乏 土壤有机质主要来源于生物(植物)残体或有机肥料,所以,正常的自然土壤或农 田土壤中表层有机质含量是相对最为丰富的。由于强烈的人为搅动,富含有机质的表土 在城镇绿地土壤中大都不复存在。取而代之的往往是混杂的底土或母质(生土) ,其中 的有机质和养分(尤其是速效养分)含量一般都很低。例如:哈尔滨市的黑土,在正常 的农田条件下其表层有机质含量可高达 5%一 8%,碱解氮、速效磷、速效钾,含量分别 可达到 100 一 500μ g/g、10 一 30μ g/g、150 一 400μ g/g;而市区的大多数人为搅动 土有机质含量却在 0.5%一 2%,碱解氮、速效磷、速效钾含量范围分别为 10―100μ /g、 2 一 10μ g/g、30 一 100μ g/g,显著低于正常的农田土壤(崔晓阳,1988 年) 。另外, 城镇绿地上的残落物,大部分被随时清除,很少回归到土壤中,土壤和植物间的养分循 环被切断,这样年复一年就更使绿地土壤的有机质和养分趋于枯竭。土壤有机质含量过 低,不但产生养分方面的问题(如养分贫乏,供肥和保肥性下降) ,而且土壤的物理性 质也会变劣,土壤抗干扰的能力亦会下降。 5.土壤污染因素增多 复杂而强烈的人为活动极大地增加了城镇土壤受污染的机会, 如汽车尾气和工业飘 尘(北方) 、油类污染(停车场) 、生活垃圾和建筑垃圾污染等。需要提示的是,在受建 筑垃圾污染的土壤中,由于含有较多的石灰类物质,所以土壤的 pH 值普遍偏高。 6.土壤扎根条件受限 侵人体过多的土壤,会显著影响草本植物扎根,对草坪和花卉极为不利。土壤硬度 过大或容重过高,会限制各种绿地植物扎根。各种地下建筑物,如热力、煤气、排污管 道等, 是绿地树木扎根的障碍因素, 对树木生长有一定影响; 当下部有特殊异质土层 (如 渣砾层、机械压实层等)或基岩(山地城镇)时,也会妨碍树木扎根;另外,一些低地 城镇或沿海城镇,地下水位过高,使土壤中下层处于浸渍状态,也影响树木扎根。 (二)城镇搅动土的剖面类型 城镇市区的搅动土虽然层次紊乱,但仍可划分出若干剖面类型(图 2-1 -1) 。这些 剖面类型反映了土壤搅动或人为堆积的特征, 并且对土壤肥力和种植适宜性产生深刻的 影响。 如果受人为影响的程度较浅, 则其剖面形态可能基本上与当地的自然土壤或耕 作土壤相似(图 2 -1 -1,a) ,不过市区这样的土壤是很少见的(可能见于新建或扩建城 镇) 。 有的土壤只是表层被扰动, 并混进了数量和种类均超出一般农田土壤的侵人体 (垃 圾中的砖瓦、煤灰、煤渣、塑料、玻璃、铁器、沥青、混凝土等) (图 2 -1 -1,b) ,这 样的土壤虽可见于城区,但以近郊菜地居多。 当土壤表层被破坏取走,这样就出现了残缺剖面(图 2-1 -1,c) 。如果缺少的只是 A1 层或耕作层的一部分(这种情况在土层深厚的北方城镇出现较多) ,那么通过合理的 翻耕和其他一些措施,可使土壤肥力在短时期内得以恢复,直接建植草坪、栽种花卉或 树木都不失为良好的土壤;但若残缺严重、黏重、紧实、结构不良的 B 层、C 层或底土 层露出地表,则改良起来就困难得多,直接用于绿化时植物常达不到正常的生长状态。 在平整土地时,高处的表土或整个土壤层也可能被铲除,再堆积于地势较低处,这样在 原来的高处位置也会产生如上的残缺剖面;而在原低处位置则形成混合土覆盖型(铺垫 较薄)(图 2-1-1,d)或混合土堆积型(铺垫较厚) (图 2-1 -1,e)的剖面,其中,被埋藏 的原剖面基本上保持固有的形态特征(完整与否取决于被埋时的状态) ,而覆盖或堆积 的混合土层的形态特征则与填充土壤剖面相似(图 2 -1 -1,f)。一些大型土方工程的残土 倾倒在地面时,也会形成相似的混合土覆盖型或混合土堆积型剖面,不过残土的组成可 能根本不是土壤,而是深层的地质沉积物(相当于母质) 。若覆盖层较薄,其下覆土层 (原土壤剖面的表层)可能仍对整体肥力发挥作用,栽植扎根较深的树木时表现尤为明 显。 随着房地产开发业日趋火暴,也产生了大量的基建残土。这种残土又称建筑垃圾, 除了混合的土壤(包括母质)外,还夹杂着大量的砖头、石块、变性水泥、石灰及生活 垃圾等。基建残土向地面倾倒或原地回填,就会形成残土覆盖型(图 2-1-1,g)或残土 堆积型(图 2-1-1,h)等剖面。被埋藏的原剖面有时完整,但大多数情况下不完整(即 扰动后又堆积) 。在很多情况下,较厚的堆积层由于堆积的时间不同还可划分出若干亚 层,其中还夹杂着特殊异质土层,如碎砖瓦层、变性水泥石灰层、煤渣层及生活垃圾层 等,它们的特点是“杂物”多而细土少,对整个堆积土体的性质和肥力都有很大影响。 城镇中还有一种人为土壤,原土被深挖后又机械回填(如埋设各种市政管线等) , 强烈的扰动完全打乱了原有的发生层序列,使底层生土(甚至是母质)与表层土壤(熟 土)无规律地机械混合,从而形成深厚的混合土回填型剖面(图 2-1-1,i) 。这种剖面通 体没有明显的层次,颜色麻杂(混合较均匀)或斑杂(混合不均匀) ,各种不同大小、 形态、颜色的结构体(团聚体)都有,底层产生的新生体也可见于混合后的表土层中。 回填后经过适当压实或自然沉降,这种土壤可在较长时期内保持良好的通透性,直接栽 植树木(行道树)可能长得很好;不过,铺设草坪或栽植花卉时往往就不太适宜,因为 肥力偏低,所以需采取改土、施肥措施。 以上讨论了一些城镇人为土壤的剖面特征,当然,这些远不是城镇绿地所涉及的人 为土壤剖面类型的全部, 很多类型还有待于广大园林绿化工作者到实践中去观察和研究。
图 2-1-1各种构型的城镇绿地土壤剖面三、绿地土壤的肥力特征类型 在实际工作中, 人们常根据土壤在某一方面的性质或肥力特征来进行相对应的类型 划分,如厚层与薄层、熟土与生土、轻质与重质、疏松与紧实、易耕与难耕、冷性与温 (热)性、高燥与低湿、酸性与石灰性、贫瘠与肥沃等。这些相对应的性质和肥力特征 类型,对于实现绿地植物的“适地适种”或“适地适栽”有着最直接的重要意义。 (一)厚层土与薄层土 土层厚度,一般指可供植物扎根的有效土层厚度。对于自然土壤来说多是指 A 层加 B 层的厚度,当 B 层过于黏重或紧实时,就只包括 A 层;对于耕作土壤来说则多指耕作 层厚度;对于搅动土来说,应该是特殊异质土层之上的土壤覆盖层或堆积层厚度。除了 土壤本身的性质和肥力特点外,土层厚度直接影响植物的地下营养空间的大小,从而成 为影响植物生长的重要因素。土壤的厚层与薄层是相对而言的,郊区的农田土壤多属于 厚层土壤,坡地的下坡位土层厚度大于上坡位,城镇中铺垫较厚的人为土也属于“厚层 土壤” 。薄层土壤常见于石质山地、侵蚀地或表土被人取走的地块;在城镇中则出现于 铺垫较薄、 渣砾层或压实层出现较浅的情况。 一般来说, 薄层土壤是不宜于栽植树木的, 尤其是不能栽种深根性树种和喜湿树种。 (二)熟土与生土 熟土又称活土、阳土,是指农田土壤中耕作熟化的耕层土壤,或是自然土壤的腐殖 质层(A.层) ,熟土分布在土体的最表层,与植物关系最为密切。相对于下伏的其他土 层来说,熟土往往具有下述特性:有机质和养分(尤其是有效态养分)含量最为丰富, 生物活性最高,质地适中,结构性最好,肥力水平高。 生土又称僵土、 阴土, 是指农田土壤的心土或底土, 或自然土壤的淀积层或母质层, 有时也指更深层处的松散地质沉积物。其特性是:有机质含量和生物活性都很低,有效 态养分少,质地黏重或散沙多砾,结构性差,肥力水平低。 人为搅动土完全打乱了土壤的自然发生层序列,熟土和生土往往无规律地混合,且 大多数情况下生土在比例上占优势, 有时甚至是熟土被填埋, 生土翻出后盖于熟土之上。 因此,搅动土大都性质不良,肥力低下。一些有严重障碍的生土翻上来时,如黏重紧实 的潜育层、沙砾沉积层、纯黏土(胶泥)层、钙积层、碱化层等,则基本上不能生长植 物。 (三)轻质土与重质土 轻质土即沙质或偏沙质土,肥力特征为通气透水性好,但保水保肥性差,养分大都 比较贫乏。 生产特性为耕作容易, 植物易于扎根, 起苗时不易断根; “发小苗不发老苗” , 施肥见效快,但生产后期易使植物脱肥;施肥应以有机肥为主,化肥要少量多次。轻质 土常见于平原地区的某些冲积土壤,山区的轻质土则多为沙砾质土壤;搅动土或人为堆 积土有时也出现轻质类型,这是因为下层的轻质母质或松散沉积物被翻上来,有时还因 为建筑及生活垃圾(砂、煤渣、粉煤灰等)的混入。 重质土即黏质或偏黏质土。 肥力特征为通透性差, 保水保肥力强, 养分一般较丰富。 生产特性为耕作难度大,植物不易扎根,起苗时易导致大量断根; “发老苗不发小苗” , 施肥见效慢,但后劲长,植物生长后期不易脱肥;化肥一次施用量可适当多一些,施肥 次数可少一些。重质土在平原和山区都可出现。重质土与地形或小地形也有关,低洼地 土壤质地一般较重。受淀积作用影响的下层土壤(淀积层或心土层)一般质地较重,在 土壤侵蚀、土地平整、人为搅动(城镇)等情况下,黏化层可接近或露出地表,对生产 或绿化极为不利。 (四)疏松与紧实 土壤的疏松与紧实是相对而言的,可用土壤紧实度(密实度、紧实度)来衡量。在 实际工作中,土壤紧实度又常用容重或土壤硬度来表示。土壤紧实度与层位、质地、结 构、有机质含量、耕作及外力搅动与压实情况等因素有关。 对于受人为干扰较少的自然土壤和农田土壤而言,其表土(腐殖质层或耕作层)大 都结构良好,有机质含量较高,生物活动或耕作活动频繁,所以大都属于疏松土壤;只 有在少数情况下, 由于耕作或利用不当等原因, 才能造成土壤紧实或板结。 当然, 核状、 粒状结构的淀积层或心土层大都黏重、紧实,犁底层由于人畜、机具的反复压实而变得 紧实。 除了少数堆积的人为土壤外,城镇搅动土大都具有紧实的特征,这与底土翻出、结 构性不良、 有机质含量低以及人流和机械压实等有关。 据报道, 人流反复践踏土壤表层, 可压实土壤深度 3 一 10cm 或更深,土壤硬度值达 14―70kg/cm2 机械、车辆一次压实深 度为 30cm 左右,多次压实深度可达 80cm 以上,土壤硬度值达 12 一 110kg/ cm2 。城 镇土壤在硬度方面有一定的变化规律:人行道和公园中一些人为活动强烈的地方,土壤 普遍因机械和行人踩踏而紧实,这将严重影响行道树或树木生长;居住区和单位附属绿 地,因建房时车辆、机械的碾压,土壤一般较为紧实;另外,运动场绿地由于机械和人 为作用,土壤都被不同程度地压实(踏实) 。被压实的土壤可以通过翻动、改良而变得 疏松;如果保护措施得力,被压实的土壤也可通过自然的干湿、冻融及生物(土壤动物 和植物根系等)作用而逐渐恢复到疏松状态。一般来说,保护良好的多年绿地(如公园 绿地)土壤都是疏松的。 (五)冷性土与热性土 土壤的温度状况受环境因素和土壤本身的热性质的双重影响,因此,在讨论冷性土 和热性土时不能撇开环境因素和土壤热性质任何一个方面。 沙质土疏松多孔,气多水少,热容量小(易于增温) ,导热率低(表层热量不易向 下层传导) , 所以早春白天表土吸热后易于增温, 通常称之为热性土; 黏质土与之相反, 保水性强,透气性差,水多气少,热容量大,导热率高,受热增温较缓慢,故常称为冷 性土。除此之外,腐殖质含量高的深色土壤比浅色土壤易于吸收太阳辐射而增温,相对 来说属于热性土壤;具有良好构性、疏松、排水性能良好的土壤,较之紧实、排水不良 的土壤易于升温(热容量和导热率都比后者小) ,故对前者来说也属于热性土壤。 外界条件对土壤温度状况的影响也十分重要。 其影响程度有时会比土壤本身热性质 的影响还明显。 一般来说, 地势较高处的土壤排水良好,水气比例(体积)往往较大(相 对于地势较低处的土壤) ,与地势较低处含水较多的土壤相比较易增温,故相对来说属 于热性土。阳坡土壤与阴坡土壤接受太阳辐射量差异悬殊,故前者相对属于热性土,后 者相对属于冷性土;城镇建筑物南、北两面的土壤也有类似情况,早春南面土壤增温比 北面快许多,温度也高许多。外界条件引起的土壤冷、热差异并不一定与土壤本身的热 性质有关,因此从狭义上讲不能算土壤本身的热性或冷性;不过土壤温度的差异是客观 存在的,其温度也与土壤本身的热性或冷性没有本质上的区别。 (六)干燥与水湿 干燥和水湿是主要与大区气候和局部地形、水文条件有关的土壤水分肥力特征。一 般来说,干旱和半干旱地区的土壤,尤其是这些地区的城镇土壤,常年都处于水分不足 的状况,因此属于干燥土壤。在非干旱地区,地势较高且渗透性和保水性都差的土壤, 易于干燥,故相对来说属于干燥土壤;砂、砾质土壤或城镇中渣、砾过多的土壤,由于 保水性差,易于失水干燥,故也纳入干燥性土壤之中;阳坡或建筑物南向(尤其是靠近 建筑物部分)的土壤,水分蒸发损失较大,相对来说也属于易干燥土壤;另外,花坛土 壤、公路边坡和分车带土壤及其他一些特殊部位的土壤,也属于易干燥土壤。 地势较低、排水不良的黏重土壤或紧实土壤,雨季易于积水,故属于水湿土壤或季 节性水湿土壤。当地下水位接近地表,或位于河、湖岸边时,也常出现水湿土壤。如果 积水时间较长或地下水位过高,可能会导致土壤潜育化,这时土壤性状明显表现为冷湿 特征。 当然,干燥与水湿只是土壤水分肥力状况的两个极端(有些植物对这两种情况表现 出一定的适应性) 。除此之外大多数正常土壤既不干燥也不水湿,一年中的大部分时期 皆处于排水良好的湿润状态,可谓水分中性土壤,适于生长的植物种类最多。另外需要 注意的是.对于任何土壤而言,干燥与水湿往往是有季节性的。 (七)酸性土与石灰性土 酸性土壤与石灰性土壤是我国土壤中相对应的两大类型, 其分布主要与大区生物气 候条件相对应,并与局部地区的成土母质有很大关系。 1.酸性土 主要分布在我国南方地区,此处不加讨论。 2.石灰性土 我国广大半湿润、半干旱地区的半淋溶土和钙层土,如褐土、黑钙土、粟钙土、黑 炉土等,由于淋溶作用较弱,在土体中普遍有碳酸钙沉积,它们都属于石灰性土壤,呈 中性至弱碱性反应(pH 值 7.0~8.5).不过由于土壤淋溶作用程度的差异,碳酸钙含量及 出现层位(深度)在不同土类间有很大变化。就碳酸钙含量而言,表层变幅一般为 10 ―150g/kg;有明显的钙积层时,碳酸钙含量可能很高。 除了上述以气候因素为主导产生的石灰性土壤外, 还有以石灰性母质因素为主的石 灰性土壤。在广大北方地区,黄土状和次生黄土母质上发育的土壤一般都含有数量不等 的碳酸钙,如河北、河南、山东等省由次生黄土形成的平原土壤(潮土)碳酸钙含量一 般可达 100g/kg,在有复钙作用的山麓平原和冲击扇地形上的土壤,碳酸钙含量一般低 于 50g/石灰性河流沉积物形成的潮土,碳酸钙含量决定夹带泥沙的给源。如辽宁省 老哈河、 大凌河中下游饶阳河平原因流经内蒙古边缘干旱风沙区, 沉积物中富含碳酸钙; 黄淮海平原的大部分地区,因黄河及其支河都流经黄土区而土壤富含碳酸钙。 在石灰性土壤中, Ca2+的凝聚作用使其比酸性土壤具有更好的形成团粒结构的条件, 因而对改善土壤物理性、保水保肥性和提高耕作质量等有重要意义。但另一方面,钙是 交换性盐基的主要组分,Ca2+占 90%以上,盐基饱和度接近 100%,这在养分供应和有效 性方面又产生了一些负面影响。如在土壤钙饱和度大、溶液中 Ca2+浓度增加的情况下, 钙钾、钙铵离子比例增大,从而降低钾和铵的有效性;碳酸钙对磷的影响更为明显。当 水溶性磷肥施人土壤后易形成难溶性磷酸盐,使磷肥肥效降低;当石灰性土壤 pH 值在 7―8 时,也会降低土壤中铁、锰、铜、锌、硼的有效性。因此,在石灰性土壤上常见上 述一些元素的缺乏病症,故应重视施氮、磷肥和补施微肥措施。另外,在石灰性土壤上 施用铵态氮肥(尤其是稳定性差的碳铵)易导致氨的挥发损失,实际工作中应采取相应 的土壤管理技术措施。 如上我们主要从土壤自然性的角度讨论了石灰性土壤。 对于城镇和道路等工程搅动 土而言,只要它们分布在相应的石灰性土壤区,就会在土壤成分、酸碱性、胶体和离子 代换性(包括离子组成) 、矿质养分的有效性以及水分和物理性诸方面都不同程度地表 现出原来母质土的特点。 因此, 我国北方城镇搅动土 (也包括道路) 仍属石灰性土类型。 (八)盐碱土与非盐碱土 盐碱土可以被看做是特殊的肥力特征类型。在它之外的其他任何土壤,包括上面已 讨论的石灰性和中性土壤,相应地都属于非盐碱土。应该强调的是植物对盐土和碱土都 有特殊的适应类型,因此,在绿化上要特殊对待。 (九)贫瘠与肥沃 贫瘠与肥沃狭义上是指土壤养分的丰缺状况, 广义上也可视为两种相对应的综合肥 力状态。就自然土壤而言,不同土类间可能存在着贫瘠与肥沃的差异,如草甸土就比冲 积沙土肥沃。即使同一土类内也存在着相对肥沃与贫瘠的类型,如深厚黑土就比侵蚀的 薄层黑土肥沃,就是同一土壤,其不同的土层也存在着肥沃与贫瘠的差异,最典型的例 子:东北的白浆土,其表层是富含腐殖质的肥沃土层(A1 层) ,而亚表层则是十分贫瘠 恶劣的白浆层(Aw 层) 。实际上,贫瘠与肥沃既是客观存在,又具有相对性。 1.贫瘠土壤 贫瘠土壤的有机质含量往往很低, 土壤生物活性差, 氮、 磷、 钾等养分含量也很低, 并常与土体浅薄、粗糙多砾、黏重板结、僵化硬化、旱化等不良性状相联系。虽然有些 植物具有不同程度的耐瘠性,但一般来说贫瘠土壤上适于生长的植物种类少,大多数植 物生长状态不良,产量低。 在北方山地丘陵区、侵蚀的荒山、荒丘、荒地土壤是贫瘠的,平原区的有些沙质、 粉沙质农田土壤往往也是贫瘠的,任何耕种土壤如果利用不当都会趋于贫瘠。城镇、工 矿区的人为搅动土,由于混入了大量的生土、僵土和渣砾,有机质和养分(尤其是有效 态养分) 都很缺乏, 土壤生物活性低, 且大都物理性质不良, 因此皆属于贫瘠土壤之列。 2.肥沃土壤 肥沃土壤的有机质含量一般较为丰富,土壤生物活性高,氮、磷、钾等养分含量及 有效性皆高,酸碱度适中(pH 值 6.0~7.5) ,并常与适宜的质地、良好的结构和其他物理 性状(疏松、通气、透水、保温等)相联系,水、养、气、热各肥力因子充足协调。除 了如上基本特征外,肥沃土壤的肥力发挥还需要有适宜的气候或小气候,足够的土层厚 度、 合理的剖面构型等条件, 且土壤中不含或少含可溶性盐、 还原性有毒物质 (硫化氢、 Fe2+等)及各种有害的无机和有机化学污染物。 对于绿地而言,普遍意义上的肥沃土壤多为用于绿化生产的郊区(或城镇经济半径 内)农田土壤,一些自然保护区和风景旅游区的自然土壤也是肥沃的;除此之外,保护 地(大棚、温室)土壤和盆栽土往往是相当肥沃的。 最后要说明的是,贫瘠土壤与肥沃土壤都是可以改变的,贫瘠土壤经过合理的改良 和培肥可逐渐转化为肥沃土壤,肥沃土壤如果不注重用养结合也会退化为贫瘠土壤。 (十)障碍因素 土壤任何一个方面的性状在极端情况下都会成为植物生长的障碍因素, 从而极大地 影响整体肥力的发挥。绿地土壤出现障碍因素的机会是较多的,情况也甚为复杂,包括 土层浅薄(有效土层厚度不够)及异质土层障碍、渣砾过多、机械压实、黏重紧实、不 透气铺装和树木覆土过厚、干燥、低湿、盐碱、贫瘠、肥害、污染等各种障碍类型,且 可能多种障碍因素同时出现(复合障碍型) 。在绿化工作中,必须有针对性地排除这些 障碍因素,以改良土壤,使绿地植物达到正常的生长状态。这方面的详细内容请参看本 章第八节绿地土壤改良。 第二节 园林植物与土壤的关系 一、土壤是园林植物生活与生长的基础 园林绿地不同于非绿地(如建筑物、水泥地、沥青路面、砖石铺盖的场地以及裸地 等)的本质特征是它的生命性――园林绿色植物。园林绿地的质量直接关系到其环境学 和美学价值, 而绿地质量除科学的人工设计外, 还更多地取决于影响绿地园林植物生存、 生长和发育(开花结实)的自然环境条件。概括地说,园林植物生长所必需的基本自然 条件包括五个方面:阳光、温度、水分、空气和矿质养分。 (一)光照条件 光合作用能源是由太阳提供的,阳光并不穿透土壤直接影响植物根系,所以植物所 必需的光照条件和土壤没有关系。 (二)温度条件 这涉及气温和地温两个方面,其中适宜的土壤温度对园林植物种子萌发、根系生长 及对水分、 养分的吸收都是必要的, 可以说土壤提供园林植物生长所需温度环境的一半; 另一半是由大气提供的,主要影响植物的地上部分。 (三)水分条件 在正常情况下, 园林植物生长所必需的水分几乎都是靠其根系源源不断地从土壤中 吸收的;雨滴或雾滴虽然也能被园林植物叶部吸收,但其水量有限,并且出现的机会不 是经常性的,因此对园林植物的直接意义不大。大气降水或灌溉水是园林植物的主要水 源,但这些水都必须渗入土壤后(转化成土壤水)才能够被园林植物的根系吸收利用。 (四)空气条件 园林植物地上部分的光合作用需要二氧化碳,地上部分的呼吸作用则需要氧气,这 都是由大气提供的;然而园林植物根部的活组织也是要进行呼吸代谢的,并且同样消耗 氧气, 而这里的氧气是由土壤孔隙中的空气 (土壤空气) 所提供的。 如果土壤通气不良, 就会影响园林植物根系正常的呼吸代谢活动,并进而影响根的吸收功能及植物生长。可 见,园林植物生长所必需的空气条件也是部分由土壤提供的。 (五)矿质养分 园林植物所需要的养分和水分一样,在正常情况下都是靠根系从土壤中吸收的;虽 然雨滴中有少量的水溶性养分可被叶部吸收,有时也可向植物叶部喷营养液,但园林植 物的叶部营养绝不可能代替根部营养。园林植物的根系是分布于土壤中的,是通过土壤 溶液来吸收天然状态或人工施肥的养分元素,这是大量的而且是较全面的营养。故园林 植物根系所吸收的养分都直接来自土壤。 从上面所述不难看出:在园林植物生长所必需的光、温、水、气、养分等五大生态 因子中,就有温、水、气、养分四大因子与土壤有关。其中,温度和空气(氧气)条件 是部分由土壤提供的,而水分和矿物质养分几乎全部是由土壤提供的。此外,大多数植 物是固定着生的,正是土壤为其提供了扎根立足之地,这点虽已司空见惯,但对绿地园 林植物(乃至所有陆生植物)却都十分重要。土壤既是绿地园林植物生长的物质基础, 又是绿地园林植物生活的环境条件(地下环境)o 园林绿地建植和管理中的许多措施, 如灌水、施肥、改土、翻耙、松土等,都是通过作用于土壤而影响园林植物的,这也说 明研究园林植物生长的土壤条件的特殊重要性。 二、园林植物对土壤的适应性 从植物生态学讲,生态因子是指能够对植物生长发育起作用的环境因子。植物生长 发育需要光、温度、水分、空气、养分等基本条件,其中每一种基本条件都可称为生态 因子。每一种植物对于每一种生态冈子,都有一个能够耐受的范围,即有一个生态最低 点和一个生态最高点,在最高点和最低点之间的耐受范围,称为生态幅。生物所能耐受 的最高点和最低点, 称为耐性限度。 在其范围内又有一个适宜区或最适宜区 (图 2 -2 -1) 。 美国生态学家谢尔福德(V.E.Sheltort 1913)认为,一种生物能够生存与繁殖,要依赖一 种综合环境的全部因子的存在,其中任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多, 接近或达到了某种生物的耐性限度,都会使生物不能生存或衰退,这一概念被后人称之 为谢氏耐性定律。图 2 -2 -1植物对环境因子的耐受性图解在所有的环境因子中,某个因子可能达到或接近某种植物的耐性限度,这个因子即 成为该植物的限制因子。起限制作用的不仅限于因子的最低量,也包括最高量。每种植 物对外界环境的需求和忍耐限度,被称为生态学特性或对环境的适应性,这是植物长期 进行中自然选择的结果。 土壤代表着一种综合的植物地下环境, 为植物提供水、 养、 气、 热及酸碱性等环境因子,因此植物对每一种土壤因子或性质都有一定的适应范围,从而 产生了自然界中植物对土壤的种种要求或适应性。 下面分别讨论植物对各种土壤因子的 适应性。 (一)酸碱度 在土壤的诸多性质中,土壤的酸碱性对绿地植物最为重要。酸碱性是土壤生态肥力 特征的重要方面,决定了土壤微生物的种群和数量,影响着土壤的结构性和养分的存在 状态及有效性,决定着园林植物能否正常生长。 不同的园林植物对土壤酸碱性的需求差异很大,大多数园林植物不能在 pH 值低于 3.5 或高于 9 的情况下生长发育,而正常的生长条件是在一定程度的较狭的 pH 值之间。 确切些说,大多数园林植物都比较适于在中性或近中性(微酸性、微碱性)的土壤上生 长,仅有少数园林植物可以适应强酸性或强碱性的土壤。根据植物对土壤酸碱度的选择 性,可分为三大类:即酸性土植物――多起源南方酸性土壤(红壤、黄壤等)区和北方 酸性森林土壤(棕色针叶林土、暗棕壤、棕壤等)区,其适宜的土壤 pH 值在 7 以下, 如松类、白桦、壳斗科杜鹃、绣线菊类、花楸、山茶花、茉莉等。中性土植物在中性或 微酸、微碱性土壤上才能正常生长,其适应的 pH 值在 6.0~7.5,大多数植物属此类,如 银杏、丁香、龙柏、悬铃木、雪松、海棠、樱花等等,微碱性土植物多产于干旱、半干 旱或半湿润地区, 其中很多是适于在钙质土上生长的植物, 如杨类、 柳类、 侧柏、 槐树、 白蜡、牡丹、榆叶梅、黄刺玫等,在较重碱性土中生长的有:柽柳、沙枣、枸杞、绒毛 白蜡、紫穗槐等,总之,植物对土壤酸碱性的要求和适应性各有特点。 (二)水分 通常可分三种水分生态型:旱生植物、湿生植物和中生植物。 旱生植物――典型的旱生植物原产于干旱地区, 它们在长期的系统发育过程中形成 了在生理与形态方面具有抵抗大气干旱和土壤干旱的特征。 如多浆植物或叶片退化为针 状(骆驼刺) 、鳞片状(木麻黄)或叶片被有绒毛和厚角质层以减少蒸腾损失。同时, 这类植物还往往有极发达的根系,以增加吸水,旱生植物靠各种机制适应干旱的大气和 土壤环境,对于干旱地区绿化(尤其是公路、铁路绿化)有一定意义。 湿生植物――多生长在水边或潮湿的环境中,不能忍受较长时间的水分不足,耐旱 能力极弱。根据其环境特点,可分为阳性湿生植物和阴性湿生植物。阳性湿生植物是真 正的土壤湿生植物,它们需生活在阳光充足、土壤水湿的环境中,如落叶松、水杉、枫 杨、沼柳等。阳性湿生植物多起源于热带雨林或阴湿森林环境,它们不仅需要温度较大 的土壤水分条件,更需要阴湿的小气候条件。如蕨类植物、热带兰类和天南星科、凤梨 科植物等。 中生植物――绝大多数园林植物都属于此类。 它们一般缺乏旱生植物或湿生植物所 具备的对水分长期奇缺或过多的特殊适应, 而只能在一定的比较适中的土壤湿度范围内 生长发育。实际上,不同的中生植物对土壤湿度的要求和耐性仍有极大差异,这也是绿 化工作中最常涉及的问题,如银杏、牡丹、玉兰等喜湿怕旱,但不怕较长时间积水,因 此要求土壤排水性能良好;桑、垂柳、枫杨、云杉、冷杉等比较喜(耐)水湿,怕积水 (时间不可超过 5 天) ,过于干旱也会生长不良:侧柏、榆树、槐树、沙棘、松类、栎 类、臭椿等根系发达,能伸向土壤深层,因此具有很强的耐旱能力。樟子松和丁香也具 有很强的耐旱性,但不耐水湿;落叶松既耐水湿,又耐一定程度的干旱;红松则既不耐 水湿,也不耐干旱。在草坪植物中也有耐湿性草种和耐旱性草种,此处不叙述了。 值得一提的是:绿地园林植物(水分中生植物)的耐旱性还与植物类型有关。树木 和花木根系较深,因此,较草本花卉耐旱;有些宿根性花和宿根性草坪草的耐旱性也很 强。 (三)养分 园林植物对土壤养分条件的需求,可大致分为喜肥植物和耐瘠植物等类型,喜肥植 物需要养分充足的肥沃土壤,在贫瘠土地上生长不良或不能适应。这些植物大都具有叶 大、枝叶繁茂、开花量大或生长速度快等特征,很多花卉(尤其是一年、二年生草本花 卉)都是喜肥植物,如果土壤肥力不足,则开花效果差。在花木和树木中,也不乏喜肥 的种类,如玉兰、海棠、梅花、杨树、悬铃木、水杉、泡桐、水曲柳、椴树、红松、云 杉等,它们在贫瘠立地或渣砾土壤上生长不良或不能适应。耐瘠植物具有不同程度的耐 土壤贫瘠的能力,且和耐旱性联系在一起,即通常所形容的耐干旱贫瘠。在花木和树木 中以耐瘠者居多,如丁香、树锦鸡儿、毛山楂、合欢、刺槐、国槐、榆树、旱柳、臭椿、 樟子松、油松、白皮松、黑松、皂角等。在花卉植物中,有些宿根花卉是比较耐干旱和 瘠薄的,如黄花矶松、大叶补血草、马兰、荷兰菊、天人菊、金鸡菊、地被菊等。这些 耐瘠植物常具有枝叶稀疏、生长较慢等特征,尤以生长在贫瘠立地上时更是如此。耐瘠 植物常与有益微生物(如固氮菌、菌根菌)共生,是植物耐瘠性机理的重要方面,能否 形成菌根往往是耐瘠树木能否在贫瘠立地上生存的决定因素, 因此菌根接种就显得格外 重要。一般耐瘠植物可以在养分贫乏或粗糙多砾的土壤(也包括城镇中的渣砾质土壤) 上生长,但不要忘了它们在肥沃土壤上会生长更好。另外,耐瘠树木或花木在苗期都是 要求肥沃土壤条件的。 除了园林植物本身的生态要求外,实际操作中,还往往根据绿化要求确定土壤的肥 沃程度,如花坛、草坪等,要求茂盛、鲜艳、油绿、整齐的绿化效果,这时就必须有肥 沃的土壤条件;而对于一般的园林绿地,则植物能够正常生长即可。 (四)通气性 植物根系的呼吸作用要消耗大量的氧气, 所以土壤空气中的氧气含量对植物的生长 至关重要,而这又取决于土壤的通气性。大多数植物在通气良好的土壤中,根系长、色 浅、根毛丰富,缺氧时则根系短而粗,色暗、根毛大量减少。据研究,当土壤空气中氧 的浓度低于 10%时,一般植物根系发育就会受到影响;低于 5%时,绝大部分植物根系 停止发育;当低于 2%时,则植物根系只能维持本身生存,不再具有主动吸收功能;在 低洼积水情况下,如果氧气含量极低则导致烂根和植物死亡,但是植物种不同,对土壤 空气含氧量(通气性)的要求也是不同的,如苹果树细根生长所需的最低含氧量为 30% 左右,而柳树插条却能在含氧量仅为百万分之一的水中生根。不同植物的根系在土壤中 生长,都需要一定的氧浓度,越是不能忍耐低氧浓度的植物,它们对土壤透气性的要求 就越高。 土壤排水状况和孔隙状况直接决定了其通气性。若土壤状况不佳,则通气不良、氧 浓度低,喜气植物就不能适应。在土壤孔隙方面,一般认为土壤空气孔隙占土壤总容积 的 10%以上时,就是通气性良好。据国外研究介绍,挪威云杉只要土壤有 5%的容气量 便可以旺盛生长,但一些生长良好的硬木阔叶树种如岩槭、美国白蜡、美国椴木等,都 要求土壤容气孔隙度在 15%以上。土壤非毛管孔隙度(即空气孔隙度)是直接衡量土壤 容气量的指标, 植物种子萌发和幼苗根系生长需要更高的氧浓度或通气性, 所以对苗圃、 花圃等生产性绿地来说,土壤容气孔隙度要求更高,一般要在 15%以上。 不同植物对土壤通气性的要求或适应性是不同的, 同时涉及到植物对土壤通气性相 关的其他性状的适应性,包括排水状况、质地、紧实度及不透气铺装等。对土壤通气性 要求较高的园林植物,一般需要排水良好和比较疏松的土壤条件,如红松、樟子松、胡 桃楸、黄菠萝、丁香、雪松、海棠等,对土壤通气性要求不高的植物大都可在排水不良 或比较黏重紧实的土壤上生长,如云杉、糖槭、柳树、月季等。 有必要指出:人们常把植物对土壤通气不良的耐性与耐湿性联系起来,其实这是既 有联系又有区别的两个概念。一般耐水湿的植物都比较能忍耐不良的土壤通气条件,它 们往往有发达的通气组织;但有些耐湿(喜温)植物,如水曲柳,却不耐缺氧的土壤环 境,它们只能在含氧量较高的活水(地表流水或土壤径流)条件下旺盛生长,若受缺氧 的死水浸泡就会衰弱甚至枯死。据有关报道,有些沼泽化土壤上的云杉,在土壤水含氧 量为 0.9 ~3.5 cm3/L 的情况下生长良好,但当含氧量到 0.9cm3/L 以下时,云杉就生长不 良。可见,水湿地中水的含氧量对有些耐湿(喜湿)植物能否正常生长十分重要。 (五)紧实度 任何植物生长都需要紧实度适中的疏松土壤,这点毋庸置疑。过于疏松的土壤会漏 风、跑墒,且与植物根系不能密切接触,故植树、种草或播种时应给予一定的土壤压实 (镇压) 。然而,绿化工作中最常遇到的却是土壤过于紧实。紧实土壤对植物的影响主 要表现为以下几个方面:①扎根空间限制。如扎根阻力。②通气透水性差。表层紧实且 地势较高时,易发生地表径流和水土流失;表层紧实、地势较低时,则易发生较长时间 的地面积水, 通气恶化; 下层土壤紧实且地势低平时, 同样易产生土壤滞水, 通气不良。 ③过于紧实的土壤影响土壤动物和微生物活动,影响养分转化。 土壤紧实度常用容重和硬度两个指标来表示,其对植物生长的影响,因每种植物的 习性和适应能力之不同而有很大差异。据测定,土壤硬度为 8kg/cm2,容重为 1. 45kg/ cm3 时,对喜气的油松、白皮松、青海云杉、合欢等树种和扎根能力较差的银杏、毛白 杨等树种生长有一定影响;当土壤硬度达到 14kg/ cm2,容重为 1. 6kg/ cm3,如上树种基 本上没有根系分布,而适应性强的树种如白蜡、栾树、臭椿、刺槐、国槐等能较好地生 长;当土壤硬度在 22kg/cm2,土壤容重为 1. 7kg/ cm3 似上时,上述适应性强的树种也很 难生存(表 2 -2 -1) 。 表 2 -2 -1 几种树木根系在不同土壤紧实度(硬度)条件下的生长情况 (李玉和,1995) 由于园林绿地土壤管理方式的差异,土壤受行人践踏的程度也不同,并由此导致土 壤性状的显著差异(表 2 -2 -2) 。 表 2 -2 -2 人为践踏程度不同对土壤性状的影响(引自陈国霞、陈新 1985) 对于园林绿地植物而言,有一个很重要的属性――耐践踏性。草坪植物耐践踏性包 括草坪草本身的耐践踏性和草对表土踏实的适应性两个方面。 冷季型草种耐践踏性的顺 序为高羊茅&多年生黑麦草&草地早熟禾&细叶羊茅&匍匐翦股颖&细叶翦股颖。对于树木 而言,耐践踏性主要是对表土踏实的适应性。耐践踏树种要求具备下列特性:①扎根力 强,可以在踏实的土壤中大量扎根;②对表土踏实引起的通透性降低有较强耐性;③深 根性树种,表土踏实对其影响较小。一般来说,浅根系的喜气树种不耐践踏,如红松、 樟子松、黄菠萝等;深根性、适应力强的树种较耐践踏,如柳树、榆树等。另外,一些 宿根性绿地植物相对来说是较耐表土踏实的;然而花卉植物需要更为疏松的土壤,不耐 表土踏实,其适应土壤容重以 1.0 kg/cm3 以下为度。 (六)质地和渣砾含量 质地影响到土壤的水、养、气、热状况和生产性能,因此植物质地的适应性是对土 壤适应性的重要方面。壤质是最理想的土壤质地,适于绝大多数植物生长,而在长期进 化过程中,也有些植物形成了偏好黏质或沙质土壤的特性。一般说来,适生于黏质土壤 者多具有喜肥、耐湿、对通气要求不严等情况,如云杉、桑等;适生于沙砾质土壤者则 大都耐旱、耐瘠,对通气性要求较高,如樟子松、丁香、锦鸡儿等。有些植物对土壤质 地要求很高,它们只适于在疏松的壤质土壤上生长,如红松和杉木。另外,也有些植物 对土壤质地的适应范围很宽, 如黑松、柏树、马尾松等,它们在石质、沙质和较黏重(但 不过于水湿)的土壤上都能正常生长。 城镇土壤渣砾含量较多时,往往易旱和贫瘠,这样的土壤只适于耐旱、耐瘠薄的树 木或花木生长。应该提倡的是,作为一般性绿地,土壤中适量的渣砾对木本植物生长不 仅无害,反而有利,许多树木和灌木在含有大量砖瓦、石砾的土壤中会生长良好。在主 要的侵人体成分中,黏土砖及陶瓦类本身多孔隙,可增加土壤的通气、持水性能;砾石 煤渣不但可以增加土体内的大孔隙,并对外力的压踏起支撑作用,避免土壤变紧实;粉 煤灰和煤渣中含有有效性的磷、钾等营养元素,对黏重土壤还可起到改良质地的作用; 石灰( CaC03)、水泥等溶解度不大,对土壤 pH 值一般不会有太大影响;唯沥青混凝土、 塑料及某些有机垃圾等对植物有毒,弊多利少。当然,土壤中渣砾成分不可过多,尤其 不要成层地分布在土壤,中,否则不仅会影响挖坑,也会妨碍植物扎根,并过于降低土 壤的保水、保肥和供肥性,使土温变化剧烈,严重影响树木正常生长。另外,含有渣砾 的土壤不适于建植草坪、花池或花坛,这不仅是因为体型较小的草本植物本身对渣砾土 壤的不适应性,而且从园林绿地要求上也达不到预期效果。 应该特别指出:生产性绿地对土壤质地的要求很高,以中壤质或轻壤质为佳,其余 质地皆不适宜。这不仅是由于植物(草木、花卉、草坪等)本身对质地的要求,还更多 地考虑了土壤的生产性能和易操作性。另外,生产性绿地土壤中还不能有石砾、砖瓦等 杂物。 (七)土层厚度 不同类型的植物,其扎根深度和植株固定所需的土壤体积(地下营养空间)是不同 的,这主要取决于植株大小和扎根习性。关于什么植物需要多大的有效土层厚度,并没 有固定的标准,表 2 -2 -3 中提供的数据可作为参考。当有效土层厚度不足时,最好不要 栽植相应的植物,否则植物不仅会因营养空间受限而生长不良,而且树木还可能有风倒 的危险。 表 2 -2 -3 不同类型的绿地植物正常生长所要求的有效土层厚度当下伏土层为漏水层(如渣砾层)时,上部的栽植土厚度宜厚些,以保证植物的水分 供应;若下伏土层为不透水层(如黏质层、机械压实层、地下构筑物、山地城镇的基岩 层等) ,则上部的栽植土厚度可薄些,不过栽植土的下部应铺设 20 ~40cm 的排水层。 有些情况下栽植土需要全部靠客土来解决, 这时除了考虑植物对有效土层厚度的需 求外, 还不得不考虑经济承受能力。 为降低绿化成本, 客土厚度可以适当地薄些。 目前, 我国很多城镇都把客土厚 60cm 作为能栽植树木的土层厚度。应该注意 60cm 厚的土层 虽然能在一定程度上满足树木生长的要求,但若下伏物为水泥构筑物或基岩时,树木风 倒的危险很大。 (八)盐渍土 按照对盐渍土的适应性,自然界的植物大致可分为盐生植物、耐盐植物和不耐盐植 物三种类型。不过,三种类型之间并没有截然的界限,因为不同植物的耐盐能力是逐渐 过渡的。在盐渍土绿化工作中,有些典型的盐生植物有很大用途,但涉及最多的往往还 是耐盐植物及耐盐性问题。 1.盐生植物? 自然生长在盐渍土中,并在体内积聚相当多的盐分,以此提高细胞的渗透力,增加 对水分的吸收能力。这类植物体内积累的盐分不仅无害,而且有益。在盐渍土中它们并 不是被动地吸收过量的盐分,而是主动的需要。如分布在我国内陆盐渍土上的胡杨、柽 柳、白茨、枸杞等植物皆属此类。 2.耐盐植物及耐盐能力 有很多种植物虽然不一定是典型的盐生植物,但它们有不同程度的耐盐性,可称为 耐盐植物。不同种的耐盐植物,其耐盐能力是不同的。下面以树木和草坪草为例,讨论 一下园林绿地植物的耐盐能力。 (1)树木的耐盐能力在造林学上,树木的耐盐能力是指造林 1-3 年内幼树对土壤盐碱 的适应性,一般以生长受到盐碱的抑制,但不显著降低树木的成活率和生长量时的土壤 含盐量作为该树种的耐盐能力。在园林绿化上,也可以把树种的耐盐能力规定为不显著 影响树木存活和正常生长状态的土壤含盐量。 由于不同盐分种类对植物的危害程度是不 同的,其危害性依次为:氯化镁&碳酸钠&碳酸氢钠&氯化钠&氯化钙&硫酸镁&硫酸钠。所 以,林业上曾根据不同地区、不同盐分种类等对树木的耐盐能力进行分级(表 2-2-4),这 种做法在城镇盐碱地绿化工作中值得借鉴。以这种分级方法为基础,表 2-2 -5 列出了我 国主要耐盐树种的耐盐能力。除了树种和盐分类型外,树木的耐盐能力还因树龄大小、 树势强弱、 土壤质地和含水率等的不同而有差别。 一般来说, 大树的耐盐能力大于幼树, 空旷地上生长势强劲的孤立木耐盐能力大于林木。 在土壤盐分种类和含量相同的情况下, 若土壤水分充足,则土壤溶液浓度小,盐分危害趋轻;反之,土壤水分不足,树木就容 易受盐害。另外,轻壤质的疏松土壤,通气性好,树木根系发达,也能相对减轻盐碱对 树木的危害。 表 2 -2 -4 树木耐盐能力分级表表 2 -2 -5主要耐盐树种耐盐能力一览表 (2)草坪草的耐盐能力草坪草的耐盐能力,可用不使草坪出现枯黄(或枯死)盐斑的最高土壤含盐量来表示。在常用的草坪草中,冷季型草的耐盐性顺序为匍匐翦股颖 & 地毯草&多年生黑麦草&细叶羊草&草地早熟禾&细叶翦股颖。 草坪草根系分布一般较浅,多集中于 0-15cm 表土层。而表层土壤盐分的变化往往 是最大的, 春季返盐期表土积盐较重, 这可能是草种能否适应某种土壤盐度的关键时期。 综上所述,园林植物对土壤的适应性和园林植物对园林绿地土壤的基本要求,从理 论上讲,对土壤水、养、气、热等肥力因子和酸碱性、质地、紧实度、盐分含量等理化 性质适应范围都很宽的植物,可称为土壤广谱性植物;而对以上各因子适应范围都很狭 的植物, 可称为土壤狭谱性植物。 广谱性植物对土壤要求不严, 适于其生长的土壤较多; 狭谱性植物对土壤要求严格,适于生长的土壤很有限。实际上,典型的广谱性植物和狭 谱性植物, 都不多见, 对于土壤要求严与不严只是相对的, 它们之间并没有绝对的界限。 通常,人们所说“某种植物对土壤要求不严” ,往往是这种植物对大部土壤生态因子的 适应范围都较宽,而其对少数土壤因子的适应范围可能很窄。如油松属于对土壤要求不 严的树种,既喜深厚肥沃、排水良好的土壤,又耐干旱瘠薄,可在粗糙多砾的土壤上生 长;但忌水湿,不耐盐碱。又如红松适生于深厚肥沃、排水良好的微酸性壤质土壤,不 耐贫瘠和干旱,不耐水湿,对土壤质地、酸碱性、紧实度等的要求都较严格;但其对土 壤湿度的要求却不高,在较低的土盐条件下即可生长。 上面我们讨论了园林植物生长需要的全部土壤生态因子的综合作用和协调关系。 无 论广谱性植物还是狭谱性植物,它们对各个土壤生态因子都有一定的适应范围,对综合 的土壤生态环境(多维空间)都有自己的特殊要求,或者说皆有自己的适生土壤。在实 际丁作中既要了解广谱性植物对土壤的广泛适应性和极端土壤条件下植物的耐性及肥 沃土壤对植物的广泛适宜性,又要了解植物特别不适应或不能忍耐的土壤条件,它可作 为“适地适树”或“适地适栽”的重要依据。 三、城镇园林绿地土壤是园林植物覆盖和美化的对象 土壤是最有价值的自然资源之一,一种基本的生产资料。对园林绿化事业或城镇环 境管理来说,土壤是要做双重考虑的:一是作为生产资料,其产品不是植物产品,而是 园林植被的环境学和美学价值;二是作为一种环境空间,这就产生了土壤的覆盖和防护 问题。城镇环境中存在着大大小小各种空地,还有各种岸坡、路坡和丘坡,如果这些空 地的土壤裸露,便会产生土壤侵蚀、排水系统淤塞、泥泞、尘土等环境问题,因此各种 裸地必须要进行覆盖和防护。裸地的覆盖和防护可以采取一般的工程措施,如沥青、水 泥、 砖石铺盖, 这样做往往成本较高, 也不符合生态环境的要求, 尤其是北方干旱地区, 本来天然降水量就少、小,通过工程覆盖,将有限的水资源都排人到排水系统中被流失 掉,使本来干旱的土地更加干旱。所以除大型的活动广场和人行道外,一般不被采用。 利用园林植被覆盖和防护城镇裸露地面,其成本则相对较低,防护效果好,还可以美化 和净化环境,一举多得,符合现代城镇生态系统要求。 第三节 园林绿地土壤和土壤肥力 一、园林绿地土壤 园林绿地土壤是针对其他所有非绿地土壤或非绿地用途的土壤而言的, 它既指园林 植被覆盖下的土壤,又指园林绿化部门或绿化经营者的经营活动所涉及的土壤,是依人 的主观意志而划分出来的。它包括公园绿地土壤、隔离带绿地土壤、街道绿地土壤、居 民区 (庭院) 绿地土壤、 单位环境绿地土壤、 运动场和娱乐场绿地土壤等城镇绿地土壤, 还包括用于绿化生产的苗圃和花圃土壤、 城镇周边用于游憩的森林公园和草地的土壤以 及道路绿地土壤等。尽管有些绿地土壤与周围的非绿地土壤不一定有质的客观区别(如 苗圃、花圃、草圃与周围的农田) .但大多数绿地土壤(尤其是市区内的绿地及运动场 绿地等)还是与相应地区的自然土壤或农田土壤有质的客观差异的,这主要是因为这些 土壤受到了人类活动的强烈影响而大大改变了其原来的属性。 二、土壤肥力及其生态相对性 (一)土壤肥力的概念 土壤是陆地植物生长的天然介质,是人类生产和生活的重要资源。人类生存和发展 所必需的大部分农、林、牧产品都直接或间接地来自土壤,因为以种植业为主的这些基 础产业主要是在土壤上经营的。土壤又有其自身的发生、发展规律,是自然界中一个独 立的历史自然体。 生物因素是土壤形成和发育的主要因素,而土壤肥力是土壤的本质特性。目前的观 点认为,土壤肥力是土壤在植物生长发育的全过程中,同时而又不断地供应和协调植物 必需的水分、养分、空气、热量和其他生活条件的能力,换句话说,土壤肥力是土壤的 物理性质、化学性质及生物学性质的综合反映。有下列三方面需特别说明: 1. 土壤中水、 养、 气、 热各个肥力因素不是孤立的, 而是相互联系、 相互制约的 当 水分过多会使通气性下降、土温下降、养分转化受阻;土温过高而导致失水干燥、有机 养分矿化加速等。任何一种不良的土壤性质,都会成为整体土壤肥力正常发挥的障碍因 子。如酸性、盐碱、紧实、多砾等都可能成为障碍因子。 2.土壤及其肥力总是处在不断的变化之中 水、养、气、热等肥力因素总是存在着日夜及季节变化,因此在植物的生长季节应 该对肥力因素进行适当的调节,以满足植物的需求。土壤的整体肥力水平也随着时间推 移在自然及人为的影响下发生着相对较为平缓的演变,实践证明,任何不良土壤在一定 条件下都可被改造成肥沃土壤;另一方面,任何肥沃的土壤如果利用、管理不当也都会 导致地力衰退。我们的任务就在于掌握土壤中水、养、气、热的状况和变化规律,并采 取有效措施,提高土壤的整体肥力水平。 3.土壤肥力具有生态相对性,这点对植物极为重要。 (二)土壤肥力的生态相对性及其应用 土壤肥力的高低,取决于土壤和植物两方面因素。也就是说,某种肥沃的土壤或者 不肥沃的土壤,只是针对某种(或某些生态要求相近的)植物而言的,并不是笼统地对 任何植物来说的, 这就是土壤肥力的生态相对性。 任何一种植物, 都有一定的生态特性, 对土壤的水、养、气、热状况及其他土壤生态条件(如 pH 值、Eh 值等)都有特定的适 应范围; 任何一种土壤, 在其自然分布区域内如果不受强烈干扰, 也都有比较一定的水、 养、气、热状况(包括这些因子的动态模式)和其他土壤生境条件;只有当土壤提供的 生态条件(综合肥力)与植物的生态要求(适应范围)相一致(或基本上一致)时,土 壤对这种植物来说才是肥沃的。换句话说,对于一定的植物,能够在这种土壤上生长良 好,但未必在那种土壤上也能生长良好;而对一定的土壤,能够适于这种植物生长,但 未必适于那种植物生长, 这就是肥力生态相对性的实际表现形式。 植物的生态差别越大, 土壤肥力的生态相对性就越明显。 在各种不同性质的土壤上,包括不同干湿度、不同养分状况、不同通气条件(氧化 还原条件) 、不同酸碱性、不同盐分含量、不同质地等,植物的生态倾向表现得都很明 显。如垂柳喜生于低湿岸边,水杉能够生长在水湿地,而樟子松则要求高燥、排水良好 的土壤条件;落叶松、刺槐能适应贫瘠、多砾的土壤,而杨树、白蜡则属于喜肥树种, 要求土壤养分条件丰富;盐碱土上大多数植物都不能适应,而柽柳、白茨、胡杨及高羊 茅、 碱茅等均有不同程度的耐盐碱能力; 有些花卉要求酸性土壤如杜鹃、 茶花、 兰花等, 另一些花卉在石灰性土壤上也能生长良好如菊花、牡丹、石榴等。自然界中数不清的实 例都告诉我们,只有把植物的生态要求和土壤的生态特性统一起来,土壤肥力才能得到 充分发挥,植物才能很好地生长发育。这一原理在园林绿化业中被称为“适地适栽” 。 在应用土壤肥力的生态相对性原理及“适地适栽”原则时,有下列三个方面应该考 虑。 1.肥沃土壤对植物的广泛适宜性 对于自然界形形色色的植物和千差万别的土壤来说, 土壤肥力的生态相对性并不是 均匀分布的。也就是说,普遍意义上的肥沃土壤在某种程度上还是存在的。如果土壤的 水、 养、 气、 热状况都比较适中且能够相互协调,同时又没有其他障碍因子(如酸、碱、 盐及生物毒性物质等) ,那么这种土壤就会适于多种植物生长(包括对土壤要求严格的 生态狭谱性植物和对土壤要求不严的生态广谱性植物) 。肥沃且无障碍因子的土壤对植 物的广泛适宜性,为园林绿地设计和建植提供了最大的发挥余地。在群落结构复杂、艺 术性较强的绿地建植中,选择这样的土壤无疑是最理想的。然而在城镇中这样的理想土 壤并不多见,为了满足设计和施工要求,就要对不理想的土壤采取改良、施肥或客土等 措施,以达到预期的景观效果。 2.生态广谱性植物对土壤的广泛适应性 生态广谱性植物对土壤的要求不严,对水、养、气、热等肥力因子及各种理化性质 适应的范围较宽,所以对多种土壤有较广泛的适应性。在选择园林绿地植物种类时,生 态广谱性是值得考虑的重要方面。用这样的园林植物建植园林绿地相对比较容易;在土 壤条件复杂多变的地块,可考虑用其作基底。 3.土壤障碍因子和植物的耐性 水、养、气、热等肥力因子及其他土壤理化性质的极端情况都可能成为障碍因子, 如干燥、水湿、过于贫瘠、酸性、盐碱、紧实、多砾等。土壤障碍因子对大多数植物来 说确实是一种生长甚至生存的障碍;但对某些特殊植物来说,却不成为生长障碍;这是 因为它们在进化过程中已经形成了能够适应或耐受某种 (或某些) 极端生态条件的机制。 城镇园林绿地土壤出现障碍因子的情况很多, 这时选择相应的耐性植物就显得格外重要, 当然,也可通过改土措施清除障碍因子,这要视经济条件和所建园林绿地的价值而定。 总而言之,土壤肥力的生态相对性原理及其相应的若干原则,对园林绿地设计、建 植和经营管理极为重要。城镇园林绿地所涉及的植物种类繁多,物种来源广泛(既有乡 土的,也有引进的) ,群落组成(种的搭配)复杂多样,这就对园林绿地土壤提出了很 高的要求; 然而相对矛盾的是, 城镇园林绿地土壤本身又复杂多变, 障碍因子出现频繁, 肥力水平普遍较低。因此,园林绿化业的设计和施工人员首先遇到的问题就是如何根据 园林植物的生态要求,把它栽植在适宜的土壤上;或者根据现有土壤的肥力特征和生态 特性,选择合适的园林植物进行合理配置。很多时候还会遇到这样的情况,即园林绿地 设计的环境学和美学要求是一定的(意味着园林植物群落的组成和结构固定) ,而土壤 条件却不适宜,这就需要根据既定设计方案有针对性地换土、改土或施肥。在不同的局 部,换土的类型、改良的方向、措施及施肥方案等可能都不一样,这样的精细操作是园 林绿化业的特殊要求,它是以平方米为面积来计算园林绿化经费的,而在大面积农、林 生产上是难以做到的。另外,对于既有的各种园林绿地上的土壤,同样应该根据园林绿 地园林植物的生理、生态要求,适时、适度地调节土壤肥力因素(施肥、灌水、排水、 增温等)和其他土壤生态条件,以保证园林植物正常生长状态的持续性。 第四节 土壤的水分、空气和温度的生态意义与管理 土壤水分是土壤的重要组成部分之一,它存在于土壤固体颗粒间的孔隙中,一般占 土壤总体积的 15% ~35%, 占土壤孔隙体积的 30%一 70%。 土壤水分是易于变化的成分, 土壤中的许多物质转化过程,如矿物质风化和有机质的矿化和腐殖质化,都是在水分存 在并直接参与的情况下进行的。土壤水分又是土壤肥力的重要因素之一,它一方面直接 供给植物吸收利用,另一方面也影响土壤温度和空气状况,并影响土壤养分的转化和植 物根系对养分的吸收。所以,了解掌握土壤水分状况及其变化规律,以实现对土壤水分 的合理调控,是园林绿地土壤管理的重要环节,也体现了土壤水分的生态意义。 一、土壤水分的生态意义 (一)土壤水分的物理形态 水在土壤中会受到各种力(如重力、土粒表面分子引力、毛管力等)的作用,因而 表现出不同的物理状态,这决定了土壤水分的保持、运动及对植物的有效性。按照存在 状态将土壤水分大致分为如下几种类型: 固态水――土壤水冻结形成的冰 气态水――存在于土壤空气中的水汽 束缚水 土壤水 吸湿水(紧束缚水) 膜状水(松束缚水) 毛管水 自由水 重力水 地下水 (二)土壤水分状况的形态描述 在实际工作中,人们常用一些形态特征表达土壤水分状况。如根据形态特征可将土 壤湿度分为干、潮、湿、重湿、极湿等 5 级(干一一土壤放在手中没有水分感觉,碎后 不能用手捏在一起;潮――土壤用手能捏在一起,用手摸时有凉的感觉;湿――用手捏 时,可以在手指上留有印痕;重湿――用手捏时,可以使手湿润;极湿――用手捏时有 泥水挤出) 。我国北方农民常把土壤的含水状况称为墒情,验墒就是根据土壤的湿润程 度、颜色、手捏时的特征和感觉等来判断土壤的含水情况,如黑墒、黄墒、灰墒、干土 等。田间验墒工作常在播种前或作物生育期内进行,为耕作、播种、灌溉等技术措施提 供依据。土壤水分状况的形态表达虽不及含量指标精确,但方便省力,且根据经验也可 以解决很多现实问题,在绿化生产中可以借鉴。 I 三)土壤水的植物有效性 土壤所保持的水分中,可以被植物吸收利用的那一部分称为有效水,而另一部分吸 持较紧,不能被植物吸收利用的称为无效水。根据土壤的持水能力以及植物吸收利用土 悬着毛管水 支持毛管水 壤水的实际情况,从饱和到完全干燥可将土壤水分划分为若干个阶段,以说明它们对植 物的有效性。 (图 2 -4 -1) 由图中可以看出,土壤有一个有效含水范围,可用下式表示:A =F-w 式中:A-有效含水范围;F-田间持水量;W-凋萎系数。图 2 -4-1各阶段土壤水的有效性图解当用含水量百分率表示时, 土壤的有效含水范围 (A 值) 可称之为最大有效含水量, 这 在不同的土壤之间有很大差异。有效含水范围与下列土壤因素有关: 1.土壤质地 它的影响主要是由表面积大小和孔隙系统的性质引起的。 沙质土壤的田间持水量和 凋萎系数都小,有效含水范围也小;壤质土壤具有高的田间持水量和相对来说不很高的 凋 萎系数,因而有效水范围最大;黏质土壤虽然田间持水量大,但凋萎系数也很高,因而 有效 含水范围反而比壤质土小得多。 (表 2 -4 -1) 表 2 -4-1 土壤质地对有效含水范围的影响(引自《中国土壤》 ) 2.土壤结构 具有良好结构的土壤,由于田间持水量大,从而可以明显地扩大有效含水范围。如 东北黑土表层具有良好的团粒结构,总孔隙度高达 60%,毛管孔隙度为 41%,田间持水 量可达到 41%。若按表 2-4 -1 中凋萎系数 17. 4%计算,有效含水范围扩大到 23. 6%。 3.土壤有机质 由于有机质的凋萎系数大, 所以通过增加有机质提高土壤有效含水范围的直接作用 往往是很有限的。但是,土壤有机质可以通过改善土壤结构增大持水能力和渗透性,从 而间接地改善土壤有效水的供应状况。 4.土壤层位 表土有吸水膨胀的空间,并且通常结构性良好,所以田间持水量较大,有效含水范围 也较大。 (表 2 -4 -2) 表 2 -4 -2 黑土不同层次的有效含水范围(引自北京林业大学编《土壤学》 ) 从上面可看出,疏松土壤和改善结构,是增加土壤持水量和有效含水范围的有效方 法。此外,若地下水处于适宜深度时,由于支持毛管水的补给,土壤水的供应不受有效 含水范围的限制;在良好灌溉条件的地方(可随时灌溉) ,土壤水的供应也不受有效含 水范围的限制。 (四)影响土壤水分状况的因素 从综合性来考虑,影响土壤水分状况的因素也是多方面的。只有了解了这些因素及 其在特定情况下对土壤水分状况的影响,才能科学、合理地对土壤水分状况进行调节和 控制。 1.气候 降雨量和蒸发量是两个相互矛盾的重要因素, 而在一定的地区这两个因素都是难以 人工控制的。 2.植被 蒸腾作用与土壤水分关系密切,植被组成和盖度对土壤水分状况都有较大影响。植被 蒸腾消耗水分是其影响的一个方面,而植被(尤其是生长良好的植被和保护良好、基本 上接近自然植被的绿地植被) 通过降低地表径流等机制增加土壤水分的一面也不可忽视。 3.地形和水文地质 地形影响水的再分配。在降雨量相同的同一地区,地势高处往往有径流输出,所以 土壤相对较干;而地势低处往往有径流输入,故土壤一般较湿,排水不良时还可能发生 积水现象。当地下水位过于接近低平的地面时,也可能导致沼泽化。 局部面积上的小地形起伏,也会明显地引起降水或灌溉水的再分配,从而引起同一 地块上植物生长不整齐。 因此, 在绿化生产和绿地建植中, 事先平整土地往往是必要的。 4.土壤物理性质 土壤质地、结构、松紧、有机质含量等因素对水的人渗、流动、分配、保持、排除 以及蒸发等都有重要影响,因此,在降雨量(或灌水量)和地形相同的情况下,土壤物 理性质在很大程度上决定着土壤的水分状况。与气候因素相比,土壤性质是比较易于人 为改变的,因此改良土壤物理性质是改善土壤水分状况的可行而有效的途径。 5.人们可以通过灌溉、排水等措施直接调节土壤的水分状况。 二、土壤通气性的生态意义 土壤通气性是指空气透过土壤的性能或土壤空气与大气间不断进行气体交换的性 能,这是土壤的重要物理性质之一。一般认为,土壤的非毛管孔隙度超过 10%时,土壤 就有良好的通气性。 土壤通气性对植物根系的生长和种子萌发有最直接的影响, 与微生物的活动和其他 一系列土壤性状也有密切的关系。 (一)对植物的直接影响 土壤空气为植物根系的呼吸作用提供必需的氧气。 大多数植物在通气良好的土壤中 根系长、 颜色浅、 根毛多、 根的生理活动旺盛, 吸收功能正常; 缺氧气时则根系短而粗、 色暗、根毛大量减少,生理代谢受阻,吸收能力大幅下降。土壤空气中氧气的浓度低于 9%时,根系发育就受到影响;低于 5%,则绝大部分植物根系停止发育。在通气性极差 的低湿地, 由于缺氧气和还原物质的毒害作用, 很多植物会感染根腐病, 甚至全株死亡。 但不同的植物,其根系对缺氧气的耐性或对土壤通气性的要求却有很大差异,这在园林 绿化业生产经营中很有用。 植物种子发芽同时需要水分和氧气。大部分植物种子正常发芽要求 10%以上的氧气 浓度,如果低于 5%,将影响种子内部物质的转化,种子萌发受到抑制。在嫌气条件下, 土壤微生物分解有机质产生醇、醛类和还原性有机酸类,会抑制种子发芽。 (二)对土壤微生物活动和养分转化的影响 在土壤通气良好的情况下,好气性微生物活动旺盛,土壤有机质分解转化迅速、彻 底,并释放出较多的速效性养分供植物吸收利用。通气不良时,有机质分解和养分释放 缓慢,还会产生还原性有毒物质。另外,在通气不良时,土壤中的固氮微生物、硝化微 生物都不活跃,而反硝化作用导致的氮素损失却大大增加。 (三)对土壤氧化还原状况的影响 土壤的氧化还原状况实质上是土壤溶液中溶解氧供应情况的反映。通气良好时,土 壤空气中氧的含量较高,土壤溶液中溶解氧的浓度也高,使土壤具有较高的氧化还原电 位,很多物质(氮、硫、铁、锰等)和 NO3-、SO4+、Fe3+、Mn4+等都呈氧化状态;而通 气不良时,土壤溶液中氧消耗多、补充少、氧化还原电位低,嫌气性微生物的活动产生 还原性有毒物质(硫化氢、Fe2+等) ,对植物生长不利。 三、土壤温度(热量)的生态意义 土壤温度是四大肥力因素之一,是植物生长发育不可缺少的基本生活条件。首先, 植物种子萌发都需要一定的土壤温度条件,土温过低或过高对发芽期、发芽率、发芽势 以及植物的后期生长都有显著影响。可见,各种植物的播种时间,考虑土壤温度是不可 忽视的因素。植物根系生长在土壤中,所以与土温的关系特别密切。只有在适宜的土温 条件下,根系才能保持旺盛的代谢活力和生长速度,从而能够吸收充分的水分和养分以 供整株植物利用。因此,土壤温度对植物地上部分的生长发育也有间接影响。 除了直接影响植物的生命活动外, 土温对土壤肥力的其他方面有着一系列的重大影 响,这也是土温从整体上影响植物生长发育的重要原因。土壤中的一切过程都受温度的 制约。如大多数微生物在 20℃―30℃温度范围内最为活跃,所以有机质的分解和积累, 有机养分的释放和保蓄都与土温有密切关系;随着土温升高加强了蒸发和蒸腾,土壤失 水增多,这又有助于通气性改善;当土温升高,有些养分的溶解度和扩散能力增强;气 体的扩散也随土温上升而加强??可见,土壤中的生物活动,有机质和养分转化,有毒 性还原物质的形成与积累,水分的保蓄、移动与损耗以及气体的扩散与整体运动等无一 不受土壤温度的影响。然而对土壤温度的调节手段主要是灌水,通过增加土壤水分来调 节土壤温度,亦可以通过疏松表层土壤增加土壤的通气性能而影响上层土壤温度。 第五节 土壤水、气、热状况的调节 土壤水、气、热三者有着相互矛盾、相互制约的关系。在实际工作中,为达到土壤 水、气、热状况的协调,采取如下一些措施。 一、合理灌排,调控水、气、热 水是土壤中最为活跃的肥力因素,控制水分条件的意义并不仅限于水分本身,它对 养分、通气和土壤温热状况都有重大影响。 灌溉是最常见的水分调节方式, 其首要目的就是用人工的方法及时补充土壤有效水, 以充分满足绿地植物各生长发育阶段对水分的需求。灌水的时间、数量、方式、方法根 据具体情况决定。一般在天气干旱、土壤含水量降到相对持水量的 60%左右,而植物又 处在需水临界期(即再缺水便影响生长)的时候,即可进行灌溉(喷灌、滴灌等) 。 夏季土壤温度过高时,灌水、洒水也可以使土表层及根系活动范围内的土温下降至 适宜程度, 这对防止苗圃幼苗根茎灼伤及保护城镇绿地植物根系不受高温危害有重要意 义。在严寒来临前灌水,可使地面空气湿度增加,减少地面热量辐射散失,水汽凝结又 可放出潜热;同时,由于水的热容量大,土温因而不易急剧下降。这样就可保持土温, 减轻冻害、霜害,对于北方苗圃、花圃及城镇绿化(花卉及地被延长生长期)都有现实 意义。 在降水量大、地形平坦或低洼、地下水位高、土壤黏重、土壤透水性差的情况下, 土壤往往处于不定期的、周期性的或长期性的积水状态。土壤中水分过多,停留时间过 长,就会因通气不良而妨碍植物生长,这时就必须排除多余的水分。排水的主要任务就 是排除地表积水和降低地下水至一定深度。 一般认为, 土壤容气量低于土壤总容积的 10% 时,就有排除多余土壤水的必要。如果造成这种情况的原因是地下水位过高,就有必要 首先降低地下水位,排水的办法有明沟排水、暗沟排水、暗管排水等。排水沟(管)深 度应超过要求的地下水位,并形成排水网络系统,与城镇排水系统相连。另外,还可筑 高台加强局部排水,以利绿化。如果主要是要排除季节性的地表积水,则可以采取开浅 沟(沟内仍可用耐湿植物绿化) 、深松、打深洞或旱井等办法加强侧方和垂直方向(向 土壤深层)排水,生产性绿地做高床,大垄排水也同样有效。 利用排水措施也可以调节土壤温度。尤其早春季节,排除多余土壤水分,可使土壤 热容量减小,促进空气进入,土温容易提高。这对播种育苗及促进绿地植物早期生长都 有好处。 二、合理耕作,蓄水调温 广义的耕作, 除了通常所说的耕翻土壤外, 还包括耙耱、 中耕、 松土、 镇压等操作。 耕作既是改良土壤的措施,又可被看做是直接调节土壤水、气、热状况的手段。通过耕 翻、松土,利于水分迅速渗入土壤,减少径流,增加深层土壤持水量;同时增加土壤的 大孔隙,利于通气,并使土壤易于升温,使水、气、热状况更趋协调。对于生产性绿地 和城镇的花池、 花坛等, 在降水或灌水后蒸发强烈的时期及时中耕除草, 可以切断毛管, 减少地面蒸发和杂草对水分的消耗,对保水有显著作用;中耕又可破除土壤表面的结壳 或板结层, 疏松土壤, 有利于通气和渗水。 在北方地区, 对于沙质土或过于疏松的土壤, 在含水量较低时,对地表土镇压可防止蒸发面下移并减少土壤水的汽态扩散,有时也能 使深层土壤水分上升以满足种子发芽或幼苗生长的需要。 对于城镇绿地草坪,尚有打洞、切开等专门的通气透水之中耕措施。 三、地面覆盖,保墒增温 农、林业上兴起的地膜覆盖,具有极显著的保墒、增温效果。在苗圃、花圃及城镇 绿地建植的初期,亦很有应用价值,在北方地区都很适用。在地表喷施增温保墒剂,其 效用机理与地膜覆盖相似――通过抑制地面蒸发而保墒、保温,同时其较深色的薄膜也 有利于吸收太阳辐射而增温。 利用其他人工覆盖物遮蔽地表,亦能起到良好的保墒、调温、通气等良好效果。尤 其在生产性绿地和播种草坪中,用稻草、麦秸、豆秸、木屑、谷糠、泥炭等覆盖播种床 或坪面,既有效地防止水分蒸发,又可避免阳光直射导致的高温“烧苗” ;夜晚还有保 温、 预防晚霜的作用。 有条件的话, 用草木灰覆盖则增温效果更好, 同时还能提供钾肥。 在栽植花木、树木的绿地亦可模仿甘、宁中部抗旱的砂田覆盖法,在树坛土壤上覆 盖砾石或粗砂,既保水又通气,还能稳定土温,据了解,北京市的一些行道树就采取了 这样的措施,效果很好。也可以在人行道或绿地广场采用透水、透气性铺装,也能起到 保墒、通气和稳定土温的作用。 四、合理整地,调水通气 根据实际情况,采取科学、合理的整地措施,对调节土壤水、气、热状况也很有成 效。如坡地植树采取梯田式水平沟整地、隔坡带子田整地、鱼鳞坑整地,都有助于减少 径流,保蓄水分;干旱地区植树,深栽浅埋有利保墒;苗圃实行低床(畦)作业,利于 保墒。 多雨地区或低洼地的苗圃、 花圃采用高床作业或高垄作业利于排水、 通气、 提温。 低温地高台植树亦是同样道理。北方的生产性绿地,若将床、畦做成阳向斜坡状,亦有 利于春季增温。另外,低湿地安装专门的排水系统和树下设置透气井等,也可被广义地 认为是通过特殊“整地”措施来强化调节土壤水、气状况。 第六节 土壤养分的调节 土壤养分是植物生长发育所必需的物质基础。从某种意义上讲,它既是土壤肥力中 最易于人为改变的因素,也是最为复杂的因素。故园林绿化工作者要特别注意各种植物 对养分的要求和各种养分在土壤中的贮存与供应状况。 一、植物的营养元素 目前,人们已从植物体内分析出 70 多种元素,但这些元素并不都是植物生长发育 所必需的,很多元素只是被植物被动地吸人体内。在植物体内的各种元素中,只有那些 植物生长发育所必需的元素,才被称为植物的营养元素。到目前为止,一般认为植物必 需的营养元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯 共 16 种,还有一些有益元素如硅、钠、铝、钴、硒、碘及稀土元素等。根据植物需要 量的大小,植物必需的营养元素可分大量元素和微量元素两大类。大量元素包括:碳、 氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫等,植物对它们的需要量较大,一般占植物体干重的 0. 1%以上,微量元素包括:铁、锰、铜、锌、钼、氯、硼等,植物对它们的需要量较小, 一般占植物体干重的 0.01%以下。 在植物营养元素中,碳、氢、氧三元素来自大气和水;氮、磷、钾、钙、镁、硫、 铁、锰、铜、锌、钼、氯、硼等元素皆来自土壤,统称矿质营养元素。值得注意的是, 植物需要量大而土壤中含量又少(尤其是有效态)的元素,往往是容易缺乏的元素,它 们更需要施肥补充。这样的元素有氮、磷、钾等。 二、土壤养分的形态及其有效性 土壤中的养分以各种各样的化学形态存在,这决定了养分对植物的有效性。养分的 有效性,土壤学中有速效养分和迟效养分两种概念,前者又称有效养分,后者又称潜性 养分。 速效养分是指能够直接被植物吸收利用或者通过简单而迅速的形态转化后就能被 植物吸收利用的养分形态,一般包括水溶态养分和交换态养分,有时还包括弱酸溶态的 养分(磷)和易矿化有机态养分(氮) ;迟效养分则是指不能被植物直接吸收利用,且 向速效养分形态转化(溶解、矿化等)很慢的养分形态,一般指难溶矿物态和难溶矿化 有机态养分。一般说来,速效养分(或有效养分)仅占很少部分,往往不足养分全量的 5%(很多情况下不足 1%) ,其余绝大部分属于迟效养分。应该注意的是速效养分和迟效 养分之分只是相对的。这是因为:①无论从化学形态上还是有效性的程度上,速效养分 与迟效养分都没截然的界限;②速效养分和迟效养分在化学形态上是可以相互转化的, 迟效养分通过风化作用、矿化作用和其他物理化学因素的改变可以转变为有效养分,而 速效养分也可以通过各种固定作用和吸收作用转变为植物不能直接吸收利用的迟效养 分,两者总是处于动态平衡之中;③养分的有效与否还与植物的吸收能力有关。如有些 植物可以通过根系分泌有机酸等机制吸收难溶性的磷酸盐中的磷。 根据对植物的有效程 度,养分可分下列几类。 (一)水溶态养分 水溶态养分指存在于土壤溶液中的养分, 包括溶液中溶解的离子 (如 K+、 Ca2+、 Mg2+、 NH4+、N03-、S042-、H2 P04-、HP042-等)和少量的低分子有机化合物(如氨基酸、尿素、 磷酸酯等) ,它们是植物直接吸收利用的养分形态。 (二)交换态养分 它指土壤胶体表面吸附的代换性养分离子。 它们可以和土壤溶液中电性相同的离子 进行迅速的等当量交换,因此交换态养分对植物是有效的,是水溶态养分的直接来源之 一。土壤学上常把水溶态养分和交换态养分合称速效性养分。 (三)矿物态养分 它具体化学形态很多,包括各种原生矿物和次生矿物中结合的养分,它们大都是难 溶性的(溶解度很低,释放很慢) ,因此对植物是迟效的。但是,有少量矿物态养分(如 部分磷酸盐中的磷)有一定的溶解度,或者说是弱酸溶性的,对植物具有相对较高的有 效性。 (四)有机态养分 是指存在于土壤有机质中的养分, 这些养分需要经过微生物的分解作用释放出来后 才能被植物吸收。 有机态养分矿化的难易程度也有很大差异, 存在于腐殖质中的养分 (氮、 磷、 硫等) 是难以矿化释放的, 对植物来说属于迟效养分; 而普通生物有机质 (氨基酸、 蛋白质、核酸等)中的养分则比较容易矿化,尤其是氨基酸、肽和某些较简单的蛋白质 等矿化更为容易些,所对植物的有效性(潜在)也相对较高些。 三、土壤养分的消耗 土壤中各种来源的养分,除了在土壤内部发生一系列复杂的转化外,还以各种方式 进行着消耗――输出土壤之外。土壤养分的消耗主要是指植物从土壤中吸收的养分、土 壤中随水下渗淋失的养分、 土壤侵蚀带走的养分以及在转化过程中以气态形式从土壤中 逸出的氮、硫等养分。 (一)植物对养分的消耗 在有良好植被生长的土壤上,植物吸收作用可能是养分消耗的最主要途径。由于植 物的生物学特性不同, 生长速度、 吸收养分的能力、 生长周期和人为利用方式等的差别, 在土壤养分消耗上有很大差异。一般来说,生产性绿地(苗圃、花圃)的养分消耗远大 于观赏、防护型绿地。在农、林、园林业生产中,由于部分植物收获物被人为取走,所 以养分不能很好地归还给土壤,这时必须向土壤中补充肥料,以维持地力。 (二)渗漏淋失 渗漏淋失多发生在水分充足的情况下。阳离子中最易淋失的是 Na+,其次是 K+,淋 失较少是 Ca2+、Mg2+;阴离子中最易淋失的是 N03-,其次是 CI-和 S042-,可溶性磷的淋 失较少。 (三)气态损失 在土壤养分转化过程中, 如果土壤通气不良, 可导致氮素的反硝化损失 (N2 及 NOx) , 硫也有类似情况(硫化氢、二氧化硫等) 。当施用氨态(如氨水)或铵态(NH4+)氮肥时, 溶液浓度过高还可能会导致氨气气化损失(尤其是中性和偏碱性土壤) 。 (四)侵蚀流失 在坡度较大、透水性又差的情况下,降雨产生地表径流会引起土壤侵蚀,同时也引 起了养分的流失即水土流失。 (五)人为损失 生产性绿地苗圃、花圃和草皮生产场,在起苗或起草皮时往往也同时带走大量肥沃 的表土,这会引起严重的土壤和养分损失,必须及时通过改土和施肥加以补充。城镇中 常将林地凋落物清扫干净,或用森林凋落物作燃料、肥料等,实际上是带走了应该归还 给林地土壤的养分,这切断了植物与土壤间的养分循环,对地力维持十分不利。另外, 火烧地被物(林地枯枝落叶层或草地枯草层) ,虽能增加某些速效养分(钾) ,但也引起 了另外一些养分(尤其是氮)的气态损失。 土壤中养分的来源、转化、消耗等过程共同控制着整个土壤养分状况――供应、保存 和协调。土壤养分总是存在着保持与损失、有效化与固定、积累与消耗的矛盾,只有解 决好这些矛盾,才能获得比较理想的土壤养分状况。 四、土壤养分状况的调节 在植物的生长季节中,土壤养分随时都存在着保持与损失、积累与消耗、有效化与 固定的矛盾,使养分状况总是处于不断的复杂变化之中。大多数情况下,土壤的养分状 况并不完全满足植物在不同时期的需求,因此,应在找出植物对养分的需要和土壤养分 供应二者之间的差距的基础上,运用施肥(包括保肥剂和养分活化剂) 、耕作、排灌等 技术措施来加以调节。调节土壤养分状况,施肥同然是最直接的重要手段,但调节土壤 的水、 气、 热状况以及酸碱度、 氧化还原条件等以促进养分的转化也很重要, 不能忽视。 (一)合理施肥,增加和调节土壤养分 肥料基本上分有机肥和化肥两大类。施用化肥主要是直接增加土壤有效养分,满足 植物的养分需要,而施用有机肥除直接增加养分外,还有改良土壤、培肥地力的重要作 用,并对水、气、热状况及其协调有重要影响。生产性绿地的养分和地力消耗最大,所 以经常施肥是十分必要的;城镇绿地合理施肥,也能显著改善植物的生长和健康状况, 提高绿化效果。 (二)保护凋落物层,维持养分循环 植物每年从土壤中吸收各种养分元素, 其中很大一部分又以凋落物的形式归还到地 表, 这些凋落物分解后就重义释放出氮、 磷、 钾等各种有效养分, 供植物再次吸收利用。 保护林下及花木丛下的凋落物层,维持绿地植物与土壤间的养分循环,是增加养分供应 和改良土壤的重要途径。 (三)合理轮作和配置,协调利用土壤养分 不同植物对养分的种类和数量要求不同, 它们的根系深度和吸收养分的能力也各不 相同。合理轮作和配置能起到相互补充、协调利用养分的效果。在生产性绿地中,不同 树种的苗木可以轮作,苗木与花卉或草坪也可以轮作,还可以将这些绿地作物与绿肥轮 作、间作和套种。在城镇绿地中,乔、灌、草相结合的复式植物配置有利于协调利用不 同层次深度的土壤养分;乔灌木以豆科绿肥为地被物也能起到养地的作用,同时丰富了 园林景观。 (四)合理耕作和灌排,促进养分转化 土壤养分转化与水、气、热状况有着密切关系。通过合理耕作和合理灌排,并结合 土壤水、气、热的其他一些调节措施,全面改善土壤的水、气、热状况,可以促进微生 物的活动,并同时通过其他一些物理化学机制,加速土壤养分的有效化。这在绿化工作 中具有重要的现实意义。 (五)消除有害物质,改善土壤养分状况 通过土壤改良, 消除酸害、 盐害、 碱害、 污染害及还原性有害物质, 改善营养环境, 是这些障碍性土壤上调节养分状况的必要措施。当然,这已不属于“人工直接调节”的 范围。 (六)综合调节土壤条件,达到养分协调 实际上, 养分因素是最为复杂的肥力因素。 几乎所有的土壤物理性状、 化学性状 (包 括养分本身)及生物性状都会对养分转化产生深刻影响。因此要做到对土壤养分状况进 行最合理的调节(包括施肥)是一件非常不容易的事。这既需要通盘考虑,又要抓主要 矛盾。关于影响养分(包括肥料)转化的土壤条件及其调控途径,请读者参阅专门的土 壤养分与植物营养学书籍。 从以上分析不难看出,土壤水、养、气、热等肥力因素不是孤立存在的,它们之间 有着复杂的相互联系、相互制约、相互作用的关系。其中某一因素的变化,都可能引起 其他因素的相应变化。在分析土壤水、养、气、热等肥力因素时,既要和自然因素、栽 培植物、人类生产活动(人干预)等相联系,又要将水、养、气、热等肥力因素之间的 关系联系起来,综合分析它们之间的矛盾及其变化,才能正确认识土壤肥力因素变化的 客观规律。在植物生长发育过程中,土壤水、养、气、热各肥力因素总是处于不断的变 化之中,也只有掌握了这些变化规律,才能对各肥力因素及其相互关系进行科学、合理 的调控,以长期维持较高的综合肥力水平。 第七节 土壤酸碱度的调节 自然界的各种土壤,有酸性、中性和碱性之分,这是土壤的基本化学性质之一。土 壤的酸碱性是气候、植被及母质等条件共同影响的结果,其中气候起着近于决定性的作 用。 在土壤的诸多性质中,以土壤的酸碱度对绿地植物最为重要。酸碱性是土壤生态肥 力特征的重要方面,酸碱度决定了土壤中金属元素的存在状态和浓度,影响着土壤微生 物数量。影响着土壤的结构和养分的存在状态及有效性,决定着植物能否正常生长。 一、对土壤养分的影响 酸碱性对矿物质的风化、 盐基淋溶、 养分形态转化及有效性都有一系列深刻的影响, 但不同的元素酸碱性影响的特点却不一样。总的来看,在中性或近中性的条件下,各种 矿质养分的有效性都较高。 值得提出的是, 在酸性条件下由于矿物质的强烈风化和盐基淋溶、 土壤中的钾、 钙、 镁、磷等营养元素易出现缺乏;另一方面,强酸性又会导致铁、铝、锰的过于活化和毒 害作用, 其他重金属 (铅、 铬、 镉等)的活性和毒性也会相应增加。而在强碱性土壤中, 高浓度的 Na+也对植物产生毒害作用。 二、对土壤微生物活动的影响 微生物对土

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