宋路有，唐東芹，湯珧華

(1.上海交通大學(xué)，上海 200240；2.上海市綠化管理指導(dǎo)站，上海 200031)

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上海閔行地區(qū)松柏類古樹名木土壤性狀分析與綜合評(píng)價(jià)

宋路有1，唐東芹1，湯珧華2

(1.上海交通大學(xué)，上海 200240；2.上海市綠化管理指導(dǎo)站，上海 200031)

摘要[目的] 分析并綜合評(píng)價(jià)上海閔行地區(qū)松柏類古樹名木土壤性狀，加強(qiáng)古樹名木的保護(hù)。 [方法]以上海閔行區(qū)松柏類植物樣株土壤為研究對(duì)象，系統(tǒng)測(cè)定其pH、EC 值、速效氮磷鉀、有機(jī)質(zhì)、通氣孔隙度等理化特性，并進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)分析。[結(jié)果]閔行區(qū)松柏類古樹名木生長(zhǎng)環(huán)境的土壤中大多數(shù)pH均值高于8.0，為中性偏堿性的土壤環(huán)境；土壤有機(jī)質(zhì)含量最低值為13.40 g/kg，均值為17.57 g/kg，處于中等肥力水平；速效氮、有效磷的含量也明顯供應(yīng)不充足，但速效鉀含量較豐富，平均為160.25 mg/kg。[結(jié)論] 上海閔行地區(qū)松柏類古樹名木土壤總體含水率偏高，部分樣株的土壤通氣孔隙度低，通氣性較差，這些不利因素會(huì)造成植物根系活力不足、土壤鹽漬化等，對(duì)古樹名木的正常生長(zhǎng)造成了很大的影響。

關(guān)鍵詞松柏類植物；古樹名木；土壤性狀

早在1963年，我國就提出了古樹名木的標(biāo)準(zhǔn)，國務(wù)院在1991 年6 月22 日發(fā)布、1992 年8 月1 日起執(zhí)行的《城市綠化條例》第25 條規(guī)定：“百年以上樹齡的樹木，稀有、珍貴樹木，具有歷史價(jià)值或者重要紀(jì)念意義的樹木，均屬古樹名木”。我國松柏類古樹名木的數(shù)量在世界名列前茅，但受工業(yè)污染和土壤環(huán)境變化的影響，原有的古樹名木相繼遭到不同程度的破壞。2002 年古樹名木調(diào)查中蘇州怡園的3株古樹名木(圓柏)，至今僅存了1 株，另有4株白皮松至今也僅存2株。國外對(duì)古樹名木的理化性狀指標(biāo)研究較早，從土壤性質(zhì)的變化給古樹根系帶來的影響到古木本身生理機(jī)能導(dǎo)致的加速衰老及其原因分析和特性，以及拯救古木如何復(fù)壯等都進(jìn)行了大量的研究[1]。我國對(duì)古樹名木的研究起步較晚，國內(nèi)的重視程度不夠，但在古樹名木的保護(hù)和復(fù)壯等方面也取得了一定的成效。

截至2014年，上海發(fā)布公布古樹名錄中的古樹有1 581株，300年以上古樹共有213株，占總株數(shù)的13.47%，名木共有36株，占總株數(shù)的2.28%，100～300年之間的共有1 332株，占總株數(shù)的84.25%。松柏類的古樹如檜柏[Sabinachinensis(L.)An]、雪松[Cedrusdeodara(Roxb.)G.Don.]、白皮松(PinusbungeanaZucc.)、黑松(PinusthunbergiiParl.)、羅漢松(PodocarpusmacropHyllus)等現(xiàn)存的數(shù)量?jī)H為160株，占總株數(shù)的10.12%。因此，研究松柏植物的土壤立地環(huán)境，提煉上海閔行區(qū)古樹名木土壤理化性狀，對(duì)于加強(qiáng)上海市古樹名木的保護(hù)和研究古樹名木的復(fù)壯措施都有著重要意義。筆者在閔行區(qū)選取了5處具有代表性的松柏類古樹名木作為研究對(duì)象，采集土壤樣本進(jìn)行理化性狀分析，對(duì)古樹名木生長(zhǎng)的土壤環(huán)境情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1材料與方法

1.1材料根據(jù)上海市古樹名木的分布特點(diǎn)、區(qū)域立地條件以及植株生長(zhǎng)情況，在閔行區(qū)選取了5處具有代表性的松柏類古樹名木作為研究對(duì)象，采集土壤樣本進(jìn)行理化性狀分析、評(píng)價(jià)。分別采自上海閔行區(qū)的閔行飯店(1株)、精衛(wèi)中心(2株)、莘莊公園(1株)和市五醫(yī)院(1株)。具體分布情況詳見表1。

為有效地保護(hù)古樹名木，以盡量做到不傷害植物根系為原則，取樣時(shí)將樹冠投影于地面，并在投影區(qū)外邊緣處以東、南、西、北4個(gè)方向?yàn)槿悠矫纥c(diǎn)，再以平面點(diǎn)為中心，除去表面浮土后垂直向下0.3 m處根系發(fā)達(dá)的土壤區(qū)域中各方向分別采集1次土樣，并將取樣的4次土壤均勻混合成一個(gè)樣品。

1.2測(cè)定方法通過各種不同的測(cè)試方法分別測(cè)試土壤的pH、EC值(電導(dǎo)率)、大量元素、有機(jī)質(zhì)、肥力因子等指標(biāo)，試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)，以其平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差進(jìn)行分析。采用Microsoft Excel 2007版軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

1.2.1pH。采用水浸提電位法測(cè)試土壤pH：將風(fēng)干過篩的土壤樣品稱5.00 g，加無二氧化碳的水25 mL；用玻璃棒快速勻速攪動(dòng)3 min，并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)靜置擺放30 min；把復(fù)合電極插入土壤懸液中，用METTLER TOLEDO實(shí)驗(yàn)室pH電位計(jì)測(cè)量pH。

表1　上海市閔行區(qū)部分古樹名木取樣分布狀況

注：古樹名木編號(hào)為上海市綠化局頒布的統(tǒng)一編號(hào)。

Note：Ancient and rare trees were coded by Shanghai Landscape Bureau.

1.2.2EC值。采用5∶1水浸提電導(dǎo)法測(cè)定土壤EC值：按3個(gè)重復(fù)稱取通過1 mm篩孔的風(fēng)干土樣5.00 g于50 mL高型燒杯中，準(zhǔn)確加入25 mL無二氧化碳的水，用玻璃棒劇烈攪動(dòng)3 min，靜置30 min；每份樣品均按3個(gè)重復(fù)測(cè)試，用標(biāo)簽紙標(biāo)注古樹名木的編號(hào)、樹名和批次。

1.2.3土壤速效氮、磷、鉀。

(1)土壤速效氮測(cè)定。在擴(kuò)散皿中，用1 mol/L NaOH水解土壤，使易水解態(tài)氮堿解轉(zhuǎn)化為NH3，NH3擴(kuò)散后為H3BO3所吸收。H3BO3吸收液中的NH3再用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，由此計(jì)算土壤速效氮含量。

(2)土壤速效磷測(cè)定。采用 0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定。

(3)土壤速效鉀測(cè)定。用1.0 mol/L 乙酸銨浸提，原子吸收法測(cè)定。

1.2.4有機(jī)質(zhì)。使用PerkinElmer公司高靈敏度的Optima7000DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定土壤樣品中的微量元素。

1.2.5土壤通氣孔隙度。根據(jù)環(huán)刀體積，計(jì)算土壤容重(D)，將土倒入鋁盒，在烘箱中(105±2)℃條件下烘干土壤中的水分，稱取鋁盒和干土的重量，計(jì)算土壤比重(d)，從而計(jì)算出通氣孔隙度。

2結(jié)果與分析

土壤是植物賴以生長(zhǎng)的基質(zhì)，土壤質(zhì)量反映出土壤供養(yǎng)維持古樹名木生長(zhǎng)的能力，包括團(tuán)聚能力、有機(jī)質(zhì)含量、透氣孔隙度、pH變化、EC值等[2]。土壤的通氣性對(duì)古樹名木的生長(zhǎng)影響很大，通氣良好的土壤根系密度大、分支多，能夠供給更多的養(yǎng)分和水分；通氣性不良的土壤，會(huì)造成根系短而粗，生長(zhǎng)緩慢，甚至停止生長(zhǎng)。土壤pH是土壤化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，也是影響土壤肥力的重要因素之一，與土壤養(yǎng)分的有效性及存在性有密切關(guān)系。

2.1土壤測(cè)定指標(biāo)性狀分析測(cè)定各樣株土壤樣品的pH表明，所有樣品的土壤pH均在7.50以上，pH均值為8.24，呈堿性(表2)。其中pH﹤8.00的僅有1株(編號(hào)0557五針?biāo)?，占測(cè)定樣品的20%；pH為8.00～8.50的有4株(分別為編號(hào)0522雪松、編號(hào)1523黑松、編號(hào)0521雪松和編號(hào)0581檜柏)，占測(cè)定樣品的80%。

表2　上海市閔行區(qū)部分古樹名木土壤檢測(cè)數(shù)據(jù)

根據(jù)《上海市工程建設(shè)規(guī)范園林綠化養(yǎng)護(hù)技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，喬木所處的土壤EC值應(yīng)為35.00～120.00 μS/cm。測(cè)定結(jié)果表明，5株古樹名木土壤樣品中EC值為121.05～184.25 μS/cm。其中，EC值為100.00～150.00 μS/cm的有3株，分別為編號(hào)0522雪松、編號(hào)1523黑松和編號(hào)0521雪松，占測(cè)定樣品的60%；EC值高于150.00 μS/cm的有2株，分別為編號(hào)0557五針?biāo)珊途幪?hào)0581檜柏，占測(cè)定樣品的40%。EC值平均為154.51 μS/cm，其中低于均值的有2株，高于均值的有3株。

根據(jù)《上海市工程建設(shè)規(guī)范園林綠化養(yǎng)護(hù)技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)喬木而言，速效氮含量≥100.00 mg/kg比較適合其正常生長(zhǎng)發(fā)育。5株古樹名木土壤的速效氮含量為47.23～190.73 mg/kg，最低值與最高值分別為編號(hào)0521雪松和編號(hào)0557五針?biāo)桑易罡咧禐樽畹椭档?.04倍，速效氮高于100.00 mg/kg的有3株，分別為編號(hào)0522雪松、編號(hào)1523黑松和編號(hào)0557五針?biāo)?，占整體樣株的60%，可見大部分樣株的速效氮含量處于正常范圍。

按照《上海市工程建設(shè)規(guī)范園林綠化養(yǎng)護(hù)技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，上海市土壤的有效磷含量不應(yīng)小于10.00 mg/kg。從測(cè)試結(jié)果可以看出，速效磷含量大于10.00 mg/kg的僅有2株，分別為編號(hào)0557五針?biāo)珊途幪?hào)0581檜柏，占總體測(cè)定樣品的40%。

上海農(nóng)業(yè)土壤速效鉀含量的平均值為(120.00±57.00) mg/kg，一般情況下速效鉀含量70.00～90.00 mg/kg屬于偏低水平；90.00～100.00 mg/kg屬于中等偏低水平；100.00～120.00 mg/kg，屬于中等水平；120.00～150.00 mg/kg，屬于中等偏上水平；150.00 mg/kg以上的屬于豐富水平。由檢測(cè)結(jié)果可以得出，僅有編號(hào)1523黑松的速效鉀含量為76.35 mg/kg，處于偏低水平，占整體樣株的20%。其他4株速效鉀的含量均大于120.00 mg/kg，其中有3株(編號(hào)0522雪松、編號(hào)0521雪松和編號(hào)0581檜柏)的速效鉀含量遠(yuǎn)高于150.00 mg/kg，處于豐富的水平。

按照《上海市工程建設(shè)規(guī)范園林綠化養(yǎng)護(hù)技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，喬木所處的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)≥20.00 g/kg，由測(cè)定結(jié)果可知，測(cè)定樣品的土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為17.57 g/kg，低于上海市養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的最低限值，僅有2株(編號(hào)0557五針?biāo)珊途幪?hào)0581檜柏)的有機(jī)質(zhì)含量略高于標(biāo)準(zhǔn)值。

土壤的通氣孔隙度反映了土壤的通氣狀況，通氣孔隙度過低會(huì)影響根系的生長(zhǎng)。根據(jù)《上海市園林土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(≥8.0%)通氣孔隙度的要求[2]，由表3的測(cè)定結(jié)果可知，編號(hào)1523黑松和編號(hào)0521雪松的通氣孔隙度低于標(biāo)準(zhǔn)限制，土壤的通氣性不佳。另外3株編號(hào)0557五針?biāo)伞⒕幪?hào)0522雪松和編號(hào)0581檜柏的通氣孔隙度指標(biāo)較好，處于土壤疏松，通氣良好的土壤環(huán)境中。

表3　土壤通氣孔隙度測(cè)定分析

2.2綜合評(píng)價(jià)我國土壤酸堿度分為5級(jí)：pH<5.0為強(qiáng)酸性，pH 5.0～6.5為酸性，pH 6.5～7.5為中性，pH 7.5～8.5為堿性，pH>8.5為強(qiáng)堿性。多數(shù)松柏類植物根系在pH為5.2～6.2時(shí)，能正?；顒?dòng)，土壤的pH過低或過高都會(huì)抑制根系生長(zhǎng)，大多數(shù)植物在pH>9.0或pH<2.5的情況下都難以生長(zhǎng)。土壤速效營養(yǎng)元素，金屬元素的有效性受土壤pH 的影響很大[3-5]，土壤速效氮、速效磷含量隨著土壤pH的增大而降低，大多數(shù)缺速效鉀癥狀都出現(xiàn)在中性偏酸或酸性土壤中。按我國土壤酸堿度標(biāo)準(zhǔn)分類，上海市閔行區(qū)的古樹名木土壤鹽漬化較為嚴(yán)重，處于堿性的土壤環(huán)境中，不利于植物根系的生長(zhǎng)。建議采用酸性土壤改良劑或接種菌根菌來改善和降低鹽漬化的土壤環(huán)境。

處于正常EC值范圍的土壤環(huán)境適合大多數(shù)植物生長(zhǎng)。土壤EC值過低，說明土壤的可溶性養(yǎng)分較低，不能滿足古樹的正常生長(zhǎng)；過高則說明土壤含鹽量過高，對(duì)古樹根系吸收水分和養(yǎng)分造成困難。因此，從EC值來看，上海閔行地區(qū)松柏類古樹名木的土壤立地生存環(huán)境基本良好。

植物的生長(zhǎng)離不開良好的土質(zhì)，土壤營養(yǎng)元素更是古樹名木保持良好生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)的重要基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明，上海市閔行地區(qū)松柏類古木大量元素基本處于缺乏狀態(tài)，除了速效鉀比較豐富，很少短缺外，土壤速效氮、速效磷的含量基本都處于短缺的營養(yǎng)水平。所有樣株有機(jī)質(zhì)的平均值為17.57 g/kg，低于上海市園林養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的最低限值，可見整體來說，這些古樹名木的有機(jī)質(zhì)還處于短缺的水平，急需增加土壤大量元素、有機(jī)質(zhì)含量，改善其土壤生存環(huán)境。

土壤的容重和通氣孔隙度將直接影響植物的營養(yǎng)吸收和根系的生長(zhǎng)，自然土壤的容重一般為1.3 g/cm3左右，但是大多數(shù)城市土壤的容重都高于此值，閔行區(qū)的古木土壤通氣孔隙度也是如此。上海市人口密度大，土壤鹽漬化嚴(yán)重，人群密集場(chǎng)所的古樹名木土壤板結(jié)嚴(yán)重、容重大，應(yīng)采取措施改良?jí)簩?shí)退化的城市綠地土壤，盡可能清除景區(qū)改造后混雜在土壤中的水泥、石灰、磚塊和混凝土等堿性物質(zhì)，減少城市廢棄物垃圾對(duì)土壤性狀的不良影響。

3結(jié)論

上海市閔行地區(qū)松柏古木生存的土壤pH基本處于7.5～8.5范圍內(nèi)，屬于偏堿性的土壤環(huán)境，鹽漬化較為嚴(yán)重。從EC值來看，上海地區(qū)的松柏類古樹名木多數(shù)生存環(huán)境并不理想，測(cè)定樣株EC值的平均數(shù)據(jù)為154.51 μS/cm，高于標(biāo)準(zhǔn)值上限(120.00 μS/cm)，需要采取措施改良土壤。60%的古樹名木土壤通氣孔隙度均高于8.0%，均值高達(dá)11.34%，處于通氣良好的土壤環(huán)境中。

不同樣株土壤之間大量元素的水平存在較大差異，絕大多數(shù)松柏類古樹名木土壤的速效氮含量均高于標(biāo)準(zhǔn)值(100.00 mg/kg)，土壤中氮素環(huán)境良好；有效磷含量低于標(biāo)準(zhǔn)值的占60%，其余在標(biāo)準(zhǔn)值范圍以內(nèi)；而80%的樣株土壤速效鉀含量處于豐富的水平。

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Soil Prosperities and Comprehensive Evaluation of Ancient and Rare Conifers in Minhang District of Shanghai

SONG Lu-you1, TANG Dong-qin1, TANG Yao-hua2

(1.Shanghai JiaoTong University, Shanghai 200240; 2. Greening Management Guidance Station of Shanghai, Shanghai 200031)

Abstract[Objective] To analyze the soil prosperities of ancient and rare conifers in Minhang District of Shanghai, and to strengthen the protection of ancient and rare trees. [Method] With soil from sample conifers in Minhang District as the research object, the physicochemical properties were detected, such as pH, EC value, available nitrogen, phosphorus and potassium, organic matter and aeration porosity. Comprehensive evaluation was carried out. [Result] Most pH values of ancient and rare conifers in soil were greater than 8.0 in Minhang District, which belonged to neutral alkaline soil environment. Minimum value of soil organic matter content was 13.40 g/kg, with the mean value being 17.57 g/kg, which was at moderate fertility level. Available nitrogen and effective phosphorus content was also obviously insufficient in supply. But the content of available potassium was in a rich level, the average content of which was 160.25 mg/kg. [Conclusion] Soil moisture content of ancient and rare conifers is relatively high in Minhang District. Soil aeration porosity of some sample is low, with relatively poor air permeability. These unfavorable factors will cause poor plant root vigor and soil salinization, and has great impacts on the normal growth of ancient and rare trees.

Key wordsConifers; Ancient and rare trees; Soil properties

作者簡(jiǎn)介宋路有(1977- )，男，安徽旌德人，碩士研究生，工程師，從事風(fēng)景園林研究。

收稿日期2016-03-02

中圖分類號(hào)S 155.4+6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)08-164-03