廣州南沙區不同類型綠地土壤質量評價與特征分析

張俊濤，李 鋌，冼卓慧，崔 誠

(廣州市林業和園林科學研究院，廣東 廣州 510405)

南沙區位于廣州市最南端珠江入海口位置，2005年正式建區以來，不斷對綠化景觀進行提升。2019年2月《粵港澳大灣區發展規劃綱要》正式發布，南沙區被定位為粵港澳全面合作示范區，要求攜手港澳建設高水平對外開放門戶、創新發展示范區、金融服務重要平臺和優質生活圈，南沙區委區政府高度重視開發建設與生態保護并重。近年來，南沙區圍繞廣州市提出的“森林圍城，森林進城”的戰略部署，將建設生態型城市作為根本發展目標。綠地土壤既是植物生長介質，也是城市生態系統重要的組成部分，它對提供植物生長所需和吸收、消化城市廢棄物方面發揮著顯著的作用[1-4]。然而，土壤在綠地生態系統中的作用一直被人們所忽視，得不到應有的重視[5-8]。城市綠化過程多使用深層未充分熟化、養分貧瘠的土壤，甚至夾雜大量建筑垃圾，加之施工過程大量人員、機械壓實，改變了土壤理化性質，使土壤質量退化，不適宜于植物生長，嚴重影響了景觀效果和生態效益[9-10]。目前，有關我國城市綠地土壤肥力質量的系統調查評價和研究還不多。

本文對廣州市南沙區城市公園、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、生態景觀林帶、河涌綠地等不同類型綠地土壤開展系統的取樣調查，并采用改進的內梅羅指數法對其土壤綜合肥力進行了評價，并針對土壤主要限制性因子，提出了改良對策與建議，以期為南沙區綠化景觀及林業和園林生態功能的提升提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

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相鄰，南濱珠江入海口，距香港38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的重要樞紐性節點。南沙區為珠江三角洲的沖積平原，地勢較為平坦，地質情況為淤泥質軟基，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 ℃，年平均風速2.0～2.6 m/s，多年平均蒸發量為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。南沙地區土壤為水稻土、赤紅壤、濱海鹽漬沼澤土三類。建成區綠化覆蓋率達43.18%，建成自貿區生態景觀廊道100 km、生態景觀林帶10 km、綠道13 km。

1.2 綠地調查與土壤樣品采集

2019年3月，調查了廣州市南沙區8個城市公園、62條主干道路綠化帶、13個城市出入口綠化帶、2個立體綠化、7個街旁綠地、12個郊野公園、3個森林公園、3個濕地公園、8條生態景觀林帶、46個河涌綠地，并采集0～30 cm土層土壤樣品300份，土壤采樣點分布見圖1。

圖1 南沙區不同類型綠地土壤采樣點分布圖

取樣密度主要根據綠化面積和土質均勻度，一般每2000 m2采集1個樣，至少由5個樣點組成；小于2000 m2按1個樣品計；綠化面積大于30000 m2時，可以根據現場實際情況適當放寬采樣密度，樣品數量相應減少，每組樣品混合取樣點相應增加；土質不均勻適當增加采樣密度。花壇、花境等綠地每50～100 m2取1個混合樣，至少由5個樣點組成；樹壇或樹穴每30棵樹取一個混合樣品，取樣區域不滿30棵時按30棵計[11-12]。不同類型綠地土壤采集樣本數見表1。

表1 南沙區不同類型綠地土壤采集樣本數

1.3 土壤理化指標檢測

土壤pH值采用電位法測定[13]，EC值采用電導法測定[14]，容重、入滲率采用環刀法測定[15]，有機質采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定[16]，堿解氮采用堿解-擴散法測定[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-火焰光度計法測定[19]。

1.4 土壤綜合肥力的評價方法

土壤綜合肥力評價采用改進的內梅羅綜合指數法。對各項指標進行標準化，所采用的屬性分級標準參照《園林綠化土壤質量標準及其應用》和第二次全國土壤普查土壤養分的分級標準。

采用改進的內梅羅(Nemerow)公式計算綜合肥力系數：

1.5 數據處理與分析

利用Excel 2003軟件進行數據整理和初步分析，利用Origin 2018和Arcgis 10.2軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 南沙區林業和園林土壤肥力的特征

共調查了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、有機質含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量等理化指標，通過對各項指標進行標準化，然后采用改進的內梅羅公式計算綜合肥力系數，對不同類型綠地土壤進行綜合肥力評價。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 南沙區綠地土壤綜合肥力的空間分布

表2 南沙區不同類型綠地土壤綜合肥力的特征

2.2 南沙區林業和園林土壤質量的限制因子

改進的內梅羅公式中，Pimin為各分肥力系數中的最小值，可以突出限制性因子。以此可以統計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，可反映人類活動對土壤的壓實作用[20]。土壤容重大，則土壤緊實，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、有效水分的儲存和植物根系的生長[21]。

廣州市地方標準《園林種植土》規定園林種植土的容重應小于等于1.25 g/cm3。南沙區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，符合廣州市地方標準《園林種植土》的土壤占比達到66.67%(圖4)；而其他類型綠地土壤容重整體偏大，土壤緊實(圖5)，符合廣州市地方標準《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。結果顯示(圖7)，各類綠地土壤有效磷含量達標率均低于60.00%，尤其是森林公園、生態景觀林帶、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標率不足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標情況

圖8 南沙區綠地土壤有效磷的空間分布

3 結論與討論

通過采集、檢測，分析了300份不同類型綠地的土壤樣本，發現廣州市南沙區不同類型綠地土壤普遍存在土壤容重偏大、土壤緊實、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。

采用改進的內梅羅指數法進行土壤綜合肥力評價，結果表明：南沙區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量主要限制性因子，開展了土壤改良、科學養護管理、提高綠地土壤綜合肥力水平是今后的重點工作，對南沙區高品質綠化景觀打造、生態效益提升具有重要的意義。具體措施：利用有機廢棄物(枯枝落葉、蘑菇渣、藥渣等)制成土壤改良劑、有機覆蓋物用于土壤改良，可以提高土壤有機質含量、改善土壤物理結構、提高土壤孔隙度、降低土壤容重；加強表土資源保護和再利用，可以保護不可再生的表層土壤，減少深層未充分熟化、養分貧瘠的土壤，提高綠化景觀效果、降低后期養護成本，長遠考慮，不僅具有生態效益還具有經濟價值。