王全波　肖　洋

(1.黑龍江豐林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，黑龍江 五營(yíng) 153033；

2.黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

哈爾濱市森林綠地土壤水分物理性質(zhì)研究

王全波1肖洋2

(1.黑龍江豐林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，黑龍江 五營(yíng) 153033；

2.黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

摘要：2011—2012年，野外詳查和分析了哈爾濱市森林綠地土壤水分物理性質(zhì)。研究結(jié)果表明，哈爾濱市綠地土壤孔隙度較小，總孔隙度為42.885%—48.807%，毛管孔隙度為44.027%—39.825%，非毛管孔隙度為39.825%—44.027%，通氣度為16.690%—22.118%。五個(gè)功能區(qū)綠地土壤保水、持水、供水能力由大到小為：生產(chǎn)綠地>附屬綠地>公共綠地>城市道路交通綠地>防護(hù)綠地。

關(guān)鍵詞：哈爾濱市；森林綠地；土壤

土壤作為植物賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接關(guān)系到植物長(zhǎng)勢(shì)和綠地生態(tài)景觀效果的發(fā)揮，城市綠地的土壤質(zhì)量直接決定了城市綠化的質(zhì)量水平[1]。有關(guān)研究表明，城市植物生長(zhǎng)不佳的主因是土壤物理性質(zhì)惡化。因?yàn)槿藗儗?duì)土壤不夠重視加之人為破壞,導(dǎo)致土壤綜合質(zhì)量不斷下降,使城市綠地生態(tài)系統(tǒng)功能不能正常運(yùn)作,進(jìn)而影響整個(gè)城市生態(tài)平衡。這是現(xiàn)如今擺在人們面前的不可忽視的重要問(wèn)題。本文對(duì)哈爾濱市森林綠地土壤水分物理性質(zhì)進(jìn)行分析，了解哈爾濱市綠地土壤的質(zhì)量狀況，為城市土壤改良和城市綠地建設(shè)提供參考依據(jù)。對(duì)城市綠地土壤的研究可以促進(jìn)城市綠化建設(shè)，對(duì)其綠地規(guī)劃及園林植被栽植有一定的指導(dǎo)意義，使城市綠地布局更加科學(xué)，有助于綠地的生態(tài)、游憩、景觀等作用的充分發(fā)揮。

1研究區(qū)概況

哈爾濱位于黑龍江省南部，松花江主流中游，地處松嫩平原，總面積53 068km2。哈爾濱市轄8個(gè)區(qū)、10個(gè)縣(市)，人口總數(shù)992.02萬(wàn)，有48個(gè)少數(shù)民族，是全省文化、經(jīng)濟(jì)、政治、科技和交通中心。哈爾濱境內(nèi)的大小河流均屬于松花江和牡丹江水系，降水主要集中在6—9月份，全年平均降水量600mm左右。氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，冬長(zhǎng)夏短，年平均氣溫3.6℃，無(wú)霜期為140d，結(jié)冰期為190d，有“冰城”之稱(chēng)。哈爾濱地形由東南向西北傾斜，市區(qū)及地域平坦、低洼，東部10縣(市)多山及丘陵地，平均海拔151m。東南接臨張廣才嶺支脈丘陵，北部是小興安嶺山區(qū)，西北為呼蘭河，中部有松花江通過(guò)，河流縱橫，平原遼闊。哈爾濱市區(qū)主要分布在松花江形成的三級(jí)階地上，全市土壤類(lèi)型比較多，共有9個(gè)土類(lèi)、21個(gè)亞類(lèi)、25個(gè)土種。土壤層次發(fā)育顯著，剖面形態(tài)一般由黑土層、淀積層和母質(zhì)層組成，質(zhì)地為重壤、中壤和輕壤土。

2試驗(yàn)方法

2.1樣地設(shè)置

由于不同的綠地有不同的功能性和特點(diǎn)，為了能更好地分析哈爾濱市綠地土壤水分物理性質(zhì)，在哈爾濱市區(qū)根據(jù)綠地所在地理位置和土地利用類(lèi)型，按照綠地的劃分方法，把它們劃分為公共綠地、道路交通綠地、附屬綠地、生產(chǎn)綠地和防護(hù)綠地五個(gè)功能區(qū)，一共設(shè)置34個(gè)采樣點(diǎn)。綠地功能區(qū)劃分見(jiàn)表1。

表1　　樣地功能區(qū)劃分

2.2綠地土壤的采樣方法和水分物理性質(zhì)的觀測(cè)方法

在選定的每個(gè)采樣點(diǎn)在1m范圍內(nèi)，以梅花型布設(shè)5個(gè)樣點(diǎn)，在各點(diǎn)處取表層0—20cm的土壤，用環(huán)刀采集土樣并密封帶回實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備測(cè)定土壤水分物理性質(zhì)，用全球定位系統(tǒng)GPS進(jìn)行定位，并記錄每個(gè)樣點(diǎn)的GPS坐標(biāo)。土壤水分物理性質(zhì)的測(cè)定參照中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林土壤水分—物理性質(zhì)的測(cè)定》[2]。

通過(guò)環(huán)刀法測(cè)定的土壤水分—物理性質(zhì)的項(xiàng)目有：土壤容重、最大持水量(飽和持水量)、毛管持水量、最小持水量(田間持水量)、非毛管孔隙、毛管孔隙、總孔隙和土壤通氣度等。

3結(jié)果和分析

3.1不同綠地土壤的容重特征

土壤容重的大小通常與土壤結(jié)構(gòu)質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)的豐富度、土壤緊實(shí)度、耕作措施等有關(guān)，它是土壤重要的物理指標(biāo)之一，也是反映人們活動(dòng)對(duì)土壤的壓實(shí)作用程度的重要指標(biāo)[3]。由表2可以看出，各綠地的土壤容重由小到大依次是生產(chǎn)綠地<附屬綠地<道路交通綠地<公共綠地<防護(hù)綠地。各個(gè)功能區(qū)綠地土壤容重均偏大，在1.29—1.47g/cm3之間，除生產(chǎn)綠地外其他綠地均不適宜植被生長(zhǎng)(其他綠地土壤容重大于1.3g/cm3)。

表2　　不同綠地土壤容重

3.2不同綠地土壤孔隙度特征

一般情況下土壤總空隙度在50%—56%之間，且通氣空隙不低于10%比較適宜植物正常生長(zhǎng)代謝。從表3可以看出，各綠地總孔隙度大小排序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護(hù)綠地，在42.89%—48.81%之間；毛管孔隙度大小排序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護(hù)綠地，在39.83%—44.03%之間；非毛管孔隙度大小排序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>公共綠地>防護(hù)綠地>道路交通綠地，在2.65%—4.78%之間。土壤通氣度大小為道路交通綠地>公共綠地>附屬綠地>生產(chǎn)綠地>防護(hù)綠地，在16.69%—22.12%之間。

表3　　不同功能區(qū)土壤孔隙度比較

各個(gè)綠地土壤孔隙度均小于50%，其中生產(chǎn)綠地因?yàn)榻?jīng)常耕作疏松土壤，且生產(chǎn)綠地作為生產(chǎn)用地可以及時(shí)補(bǔ)充肥料。有研究表明化肥有改善土壤結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)孔隙和持水狀況的作用[4]，所以其孔隙度最大，容重值最小，通氣度適中，較適宜植被生長(zhǎng)。附屬綠地植被根系發(fā)達(dá)(如中醫(yī)藥大學(xué)附屬綠地，草地茂密，樹(shù)木年份長(zhǎng))，且植被種類(lèi)豐富(如理工南區(qū)有3種灌木和草地混交)，生物多樣性高，因此土壤孔隙度相對(duì)較高，通氣度適宜。道路交通綠地與防護(hù)綠地受客土回填、土壤板結(jié)、人為壓實(shí)等因素影響，導(dǎo)致其土壤孔隙度小，說(shuō)明該綠地土壤受人為擾動(dòng)較嚴(yán)重，對(duì)植被生長(zhǎng)不利。公共綠地雖然保護(hù)措施相對(duì)完善，但受人為影響比較大，其土壤孔隙度也不適宜植被生長(zhǎng)。

3.3不同綠地土壤水分物理特征

土壤水分是土壤重要的組成部分之一，土壤持水狀況與植物生長(zhǎng)密切相關(guān)，土壤持水能力主要受土壤總孔隙度、毛管孔隙度、容重、有機(jī)質(zhì)和土壤顆粒組成的影響[5]。

由表4可知各功能區(qū)土壤貯水量大小順序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>防護(hù)綠地>公共綠地>道路交通綠地，其自然值在38.42—90mm之間，城市綠地偏小，不同綠地土壤貯水量差異顯著(P<0.05)，與土壤總孔隙度呈正相關(guān)；最大持水量大小排序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護(hù)綠地，各綠地差異不顯著(P>0.05)，與土壤總孔隙度呈正相關(guān)；毛管持水量大小排序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護(hù)綠地，各綠地差異不顯著(P>0.05)，與土壤總孔隙度呈正相關(guān)；田間持水量大小排序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>道路交通綠地>公共綠地>防護(hù)綠地，各功能區(qū)差異顯著(P<0.05)，與土壤總孔隙度呈顯著正相關(guān)。

表4　　不同功能區(qū)土壤水分常數(shù)比較

4結(jié)論

各綠地土壤容重偏大在1.29—1.47g/cm3之間，因不同綠地受人類(lèi)活動(dòng)干擾的程度不同，其土壤容重從小到大為：生產(chǎn)綠地<附屬綠地<道路交通綠地<公共綠地<防護(hù)綠地。

土壤孔隙度偏小，總孔隙度為42.89%—48.81%；毛管孔隙度39.83%—44.03%；非毛管孔隙度為2.65%—4.78%。通氣度適宜，土壤通氣度在16.69%—22.12%之間。各綠地土壤孔隙度均小于50%。五個(gè)綠地土壤孔隙度大小排序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>公共綠地>道路交通綠地>防護(hù)綠地；各功能區(qū)土壤通氣度從大到小為道路交通綠地>公共綠地>附屬綠地>生產(chǎn)綠地>防護(hù)綠地。

生產(chǎn)綠地土壤保水、持水、供水能力相對(duì)較好，其余4個(gè)綠地土壤保水、持水和供水能力較差。通過(guò)相關(guān)性及顯著性分析得出，各地土壤水分狀況與土壤孔隙度成正相關(guān)，且不同綠地土壤水分狀況存在差異。五個(gè)綠地土壤保水、持水、供水能力大小排序?yàn)椋荷a(chǎn)綠地>附屬綠地>公共綠地>城市道路交通綠地>防護(hù)綠地。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔曉陽(yáng),袁方懷龍.城市綠地土壤及其管理[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2001：23—24.

[2]中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——森林土壤分析方法[S].2000：22—24.

[3]于法展,李保杰,劉堯讓?zhuān)?徐州市城區(qū)綠地土壤的理化特性[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2006,19(5):34—37.

[4]王風(fēng),韓曉曾,李海波，等.不同黑土生態(tài)系統(tǒng)的土壤水分物理性質(zhì)研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2006,20(6):67—70.

[5]周擇福,李昌哲.北京九龍山不同植被土壤水分特征研究[J].林業(yè)科學(xué)研究，1994,7(1):48—53.

責(zé)任編輯：王洪軍

作者簡(jiǎn)介：第一王全波(1966—),男,黑龍江訥河人,碩士,高級(jí)工程師。研究方向：森林生態(tài)。

基金項(xiàng)目：黑龍江大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目

收稿日期：2014-11-10

中圖分類(lèi)號(hào)：S724

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-6341(2015)01-0010-02

doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2015.01.005