文·圖 ◎ 李艾洵 張順然
GARDEN TECHNOLOGY>園林技藝
城市園林綠化的土壤困境及突圍
文·圖 ◎ 李艾洵 張順然
隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程不斷增快,城市文明與經(jīng)濟(jì)都迎來了高速發(fā)展,然而巨大經(jīng)濟(jì)利益的背后隱藏著快速城鎮(zhèn)化所帶來的負(fù)面影響??焖俪擎?zhèn)化建設(shè)中,城市的發(fā)展空間大量侵占農(nóng)田、綠地、河流,生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,城市生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展失衡。
城市不斷建設(shè),土地功能發(fā)生改變,有大部分土地在建設(shè)后無法消耗原有建筑垃圾,就選擇直接堆放或填埋,作為綠化用地。建筑垃圾多為混凝土塊、鋼筋、碎玻璃片等,栽植園林綠化植物后,即使短期內(nèi)可以達(dá)到綠化效果,但是土壤質(zhì)量極差,根系在建筑垃圾的環(huán)境中,無法正常生長(zhǎng),所形成的景觀也不過是曇花一現(xiàn),后期又砍伐、補(bǔ)植,浪費(fèi)了人力和財(cái)力,對(duì)生態(tài)環(huán)境,也沒有改善。
城市中的園林樹木普遍生長(zhǎng)不良。如2009年,武漢市29條街道的樟樹發(fā)生黃化病,是由于城市道路土壤pH值偏高,土壤質(zhì)量較差,樹木根系都無法穿透。長(zhǎng)春市2005~2014年間,主干道人民大街上黑松每到春季都發(fā)生枯黃等問題。原因是綜合性的,但主要原因在于地下水位下降,土壤中含水量極低,春季發(fā)生生理性干旱,而且街路土壤質(zhì)量差,土壤容重高,孔隙率低,為植物輸送水分和營(yíng)養(yǎng)不暢導(dǎo)致生長(zhǎng)不良。
這些都表明園林樹木、尤其是行道樹目前長(zhǎng)勢(shì)衰弱,早春生理干旱,晚秋不能正常落葉。葉枯、枝枯、頂枯,根系受損。
樹木樹勢(shì)衰弱后,弱寄生病蟲害多發(fā)。不但與城市整體景觀不協(xié)調(diào),更對(duì)城市生態(tài)造成了極其不良的影響。
長(zhǎng)春市人民大街黑松早春枯黃
北京通州區(qū)新華大街分車帶銀杏樹勢(shì)弱
在城市自然生態(tài)中,綠色植物是唯一的生產(chǎn)者,是城市的生命。但人們?cè)谧非笥镁G色植物來改變環(huán)境的同時(shí),卻忽視了給園林樹木的生存提供基本的環(huán)境條件。土壤是植物賴以生存的基礎(chǔ),進(jìn)程不斷加快的今天,園林土壤發(fā)生了根本改變。這些改變園林土壤理化性的原因,不論是直接還是間接,都是人為的。目前城市園林土壤中氣、水、熱、養(yǎng)四大要素中,其中水、氣、熱三大要素間平衡嚴(yán)重失調(diào),造成園林樹木樹勢(shì)衰弱。
長(zhǎng)春市清華路樹池內(nèi)土壤狀況
樹勢(shì)衰弱,其根系狀況不良
硬覆蓋下土壤容重增加 隨著城市的發(fā)展,城市道路增加,由于鋪裝工藝的要求,硬覆蓋如花崗巖地面等下面的土壤容重大增,植物根系無法扎進(jìn)去,也無法正常地吸收營(yíng)養(yǎng),極大地影響了根系的生長(zhǎng)。
2012年臺(tái)風(fēng)“布拉萬”過后,長(zhǎng)春市的行道樹被刮倒,觀察其根系較淺且生長(zhǎng)不良
公園內(nèi)要建健身區(qū),不得不進(jìn)行硬鋪裝,將樹木“困”在樹池內(nèi)
土壤孔隙度減少 土壤被硬覆蓋壓得緊實(shí),土壤容重增加,致使土壤孔隙度減少,毛孔隙與非毛孔隙比失調(diào),水和營(yíng)養(yǎng)成分不能正常吸收,樹木長(zhǎng)勢(shì)自然會(huì)衰弱。
土壤中CO2濃度過高 行道樹土壤表面被厚達(dá)30~40厘米的三合土、碾壓層、沙層、地面磚等封閉,土壤基本與世隔絕,土壤空氣與大氣不能交換,CO2濃度急劇增高到2.7%~9%,而正常的土壤內(nèi)CO2的濃度僅僅為0.03%~0.6%。土壤中產(chǎn)生的CO2及其它氣體大量積累,土壤氣體成分產(chǎn)生巨大變化,毒害了樹木根系,使根系的生理功能衰弱、喪失。樹木根系吸收功能的衰弱、喪失,導(dǎo)致了地上部分一切衰弱的表現(xiàn)。
城市行道樹土壤中O2含量低者只有7%左右,這一濃度使土壤處于還原態(tài),樹木根系的吸收功能受損直至喪失。綠化樹木樹勢(shì)衰弱致死是根系生理功能受損喪失的必然反映。這一結(jié)果,已通過多種實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)?,F(xiàn)實(shí)中不管有多少種樹木致死原因,CO2積累問題不解決,樹木必死。
土壤溫度升高 硬覆蓋下,土壤容重增加,導(dǎo)致氣體交換受阻,土壤溫度也增加。土壤受高溫脅迫可導(dǎo)致水氣失調(diào),加速土壤化學(xué)、生物化學(xué)的有害反應(yīng),產(chǎn)生、積累對(duì)植物有害的物質(zhì)。在樹冠小的情況下,樹木根系可直接受高溫危害,出現(xiàn)根腐至整株死亡。
土壤微生物減少 硬覆蓋下,土壤透氣性不好,造成含氧量減少,微生物數(shù)量也隨之減少,在高溫的脅迫下,產(chǎn)生很多有害物質(zhì),對(duì)植物根系造成一定的損傷。
一組淺土層微生物量分布數(shù)據(jù)分析表明,在相同的條件下,硬覆蓋下土壤微生物含量,比無硬覆蓋的樹壇內(nèi)土壤微生物含量低4倍以上。
土壤有機(jī)質(zhì)含量降低 在土壤內(nèi)通風(fēng)良好時(shí),微生物含量達(dá)到最適,土壤有機(jī)質(zhì)會(huì)高效轉(zhuǎn)化,釋放足夠的養(yǎng)分供植物根系利用。但是在氣體交換不暢時(shí),厭氧菌活動(dòng)頻繁,土壤有機(jī)質(zhì)分解速率下降,同時(shí)會(huì)發(fā)生還原反應(yīng),釋放出有毒物質(zhì)。有機(jī)質(zhì)是土壤氮素的主要來源,有機(jī)質(zhì)含量降低,直接導(dǎo)致氮素含量下降。同時(shí),由于衛(wèi)生需求,城市落葉常被當(dāng)做垃圾清運(yùn),這樣會(huì)導(dǎo)致土壤內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)循環(huán)中斷,間接導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量降低。
葉片活性氧防御酶含量高 葉片活性氧防御酶含量是植物是否衰老弱化的重要指標(biāo)。有學(xué)者應(yīng)用生理學(xué)方法測(cè)定綠化樹活性氧防御酶的活性,如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白質(zhì)、葉綠素等,發(fā)現(xiàn)城市行道樹(及古樹)等衰弱樹種的葉片,其活性氧防御酶活性較高,并且街路上硬覆蓋下植物的活性氧防御酶活性高于軟覆蓋下植物。由此可以掌握樹木的衰弱情況。
地下水位低導(dǎo)致植物根系過淺 地下水位過低,園林樹木無法自己通過根系找到水源,因此必須依靠人為灌溉。但由于土壤的理化特性發(fā)生改變,硬覆蓋下土壤板結(jié),大部分園林土壤為建筑垃圾等原因,人工灌溉水無法下滲,只能浮在地表,樹木根系有趨于水源的生長(zhǎng)特性,植物根系生長(zhǎng)由向地下扎根轉(zhuǎn)向地表,根系淺,樹木自然弱不禁風(fēng),北京市2014年6月狂風(fēng)刮倒5 300余棵樹木。
道路鋪裝,極大限制了植物根系的生長(zhǎng)
因此,改善城市園林的土壤環(huán)境,使土壤的溫、水、氣達(dá)到樹木生長(zhǎng)最適的標(biāo)準(zhǔn),才能從根本上解決樹勢(shì)衰弱的問題,也是目前園林綠化建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)。
樹木復(fù)壯溝 環(huán)境影響了園林樹木的生長(zhǎng),因此,植保工作者在對(duì)古樹名木進(jìn)行復(fù)壯研究時(shí),應(yīng)用了加強(qiáng)肥水管理,及復(fù)壯溝、復(fù)壯井的技術(shù)。
復(fù)壯溝技術(shù)就是在樹木的吸收根系外側(cè)挖復(fù)壯溝,主要起到通氣作用。規(guī)格一般為:?jiǎn)沃陿淠局車?~6條深1米、寬約1米的復(fù)壯溝;群株樹木周圍挖2~3條復(fù)壯溝。復(fù)壯溝內(nèi)根據(jù)樹木長(zhǎng)勢(shì)情況,加入富含有機(jī)質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)土,以改善樹木根系土壤的通氣條件和養(yǎng)分狀況,以此復(fù)壯樹木。
但是這種方法,自身有一定的局限性,就是遇到暴雨時(shí),復(fù)壯溝內(nèi)容易積水,造成樹根浸水、腐爛等。
土壤改良 工作者通過實(shí)踐,提出一套行之有效的土壤鉆孔技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)共分為定位、打孔、放置營(yíng)養(yǎng)密度棒、灌水、加蓋和日常管理六部分。
在所選樹木周圍選擇打孔位置,一般在樹勢(shì)衰弱后,根系會(huì)由離心生長(zhǎng)逐步轉(zhuǎn)為向心生長(zhǎng),因此有活性的根系分布在根莖周圍不遠(yuǎn)地方,并且樹木衰弱程度越高,活性根離根莖越近,一般在1.5米以內(nèi)。
在樹木周圍打出直徑12厘米、深1.5米的4個(gè)孔洞,如遇到地下有管網(wǎng)或樹根等情況,可以將孔洞傾斜45°。
在孔洞內(nèi)放置密度棒。密度棒的成分是有機(jī)物,分解后應(yīng)能補(bǔ)充樹木的營(yíng)養(yǎng)。密度棒可以快速大量吸水、膨脹至5倍以上,并能保水。密度棒在加工過程中適當(dāng)脫熱,以避免分解過程發(fā)生燒根。孔洞內(nèi)放置營(yíng)養(yǎng)密度棒后,半小時(shí)向孔洞內(nèi)灌水2次,至營(yíng)養(yǎng)密度棒充分吸水膨脹。
為保障行人安全,同時(shí)為孔洞能夠延長(zhǎng)壽命,在孔洞灌水后加一可開啟的蓋。加蓋后1個(gè)月內(nèi)不允許施肥。
在進(jìn)入生長(zhǎng)季節(jié)60天后開蓋檢查,觀察到密度棒部分分解,根系生長(zhǎng)明顯。如有需要,要繼續(xù)填充密度棒。
城市用地功能變更,建筑與硬覆蓋侵占了城市綠地面積,造成了綠地環(huán)境的傷害。但這種傷害沒有快速有效的解決方法,只有園林工作者不斷地探索,徹底摒棄“重建輕管”的綠化手段,清醒地認(rèn)識(shí)到城市土壤環(huán)境的危機(jī),利用科學(xué)有效的措施,加快治理與改善的土壤,才可解城市園林綠化的慢性土壤之困。
復(fù)壯樹木措施,借助打孔機(jī)給樹木打1.2~1.5米深的孔
高密度營(yíng)養(yǎng)棒
添加營(yíng)養(yǎng)棒2個(gè)月后,植物的發(fā)根情況
李艾洵 長(zhǎng)春市文化廣場(chǎng)綠化管理處,從事技術(shù)工作,碩士。張順然 長(zhǎng)春市朝陽區(qū)園林管理處副處長(zhǎng)。