1.上海迪士尼綠化景觀

園林綠化作為城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境發(fā)展重要的有機(jī)組成，是城市唯一有生命的基礎(chǔ)設(shè)施，在維持城市生態(tài)安全、改善城市環(huán)境、提升城市核心競(jìng)爭(zhēng)力等方面具有重要作用。園林土壤是影響城市園林綠化的重要要素，提供園林植物生長(zhǎng)環(huán)境和養(yǎng)分需求，也是調(diào)節(jié)城市水庫、參與物質(zhì)能量循環(huán)的基礎(chǔ)，具有重要的生態(tài)服務(wù)功能[1]。近年來，隨著《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《土壤污染防治法》《關(guān)于加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)城市修補(bǔ)工作的指導(dǎo)意見》等文件先后頒布實(shí)施，城市園林從業(yè)人員對(duì)園林土壤的重要性認(rèn)識(shí)有了一定的提高。比如上海迪士尼綠化景觀建設(shè)（圖1），在國(guó)內(nèi)開創(chuàng)了大規(guī)模配方改土先河，對(duì)國(guó)內(nèi)城市園林綠化具有一定的推動(dòng)意義。但總體來看，由于土壤對(duì)植物景觀影響的滯后性、土壤質(zhì)量退化的隱蔽性等特征，在實(shí)踐中，無論是園林工程設(shè)計(jì)、工程概預(yù)算編制、施工、竣工驗(yàn)收和后期的養(yǎng)護(hù)管理，對(duì)園林土壤投入的人力、物力和經(jīng)費(fèi)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，這也是制約園林景觀質(zhì)量提升和工程頻繁返工的重要因素。

國(guó)內(nèi)外大量?jī)?yōu)秀園林工程案例表明，只有將土壤納入園林工程全流程，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、預(yù)算編制、工程施工、養(yǎng)護(hù)管理等環(huán)節(jié)重視土壤[2]，讓景觀規(guī)劃師、施工方、監(jiān)理方、業(yè)主等相關(guān)人員形成園林土壤工程化理念，才能從根本上改變土壤在園林景觀營(yíng)建上的地位和其對(duì)景觀效果的影響。本文通過對(duì)國(guó)內(nèi)外園林土壤工程理念和實(shí)踐分析研究，主要闡述園林土壤工程背景、概念及其在園林工程中的重要作用，提出了基于園林工程設(shè)計(jì)的土壤調(diào)查、土壤設(shè)計(jì)原則、程序以及主要技術(shù)，以期為城市園林綠化建設(shè)提供科學(xué)參考和技術(shù)支撐。

1 園林土壤工程背景及概念

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新理念的層出不窮，土壤在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用也日益頻繁。傳統(tǒng)的土壤學(xué)面臨著更多工程領(lǐng)域的需求和沖擊，進(jìn)而推動(dòng)土壤學(xué)的革新和理論創(chuàng)新。2016年，中國(guó)土壤學(xué)會(huì)順應(yīng)需求成立了土壤工程專業(yè)委員會(huì)，旨在推動(dòng)土壤學(xué)界和工程學(xué)界交叉領(lǐng)域的相關(guān)理論和技術(shù)研究，促進(jìn)土壤工程學(xué)科的建立和發(fā)展。相關(guān)的實(shí)踐探索也普遍認(rèn)識(shí)到，土壤的基本物理、化學(xué)乃至生物學(xué)特性強(qiáng)烈影響工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。國(guó)內(nèi)外已有大量將土壤工程理念應(yīng)用在相關(guān)領(lǐng)域的案例[3]，如土地整治與改良工程、固廢土地處置工程、土壤固化與土建工程、土壤污染防治工程、土壤生態(tài)修復(fù)工程、鹽堿地治理工程等，突破了傳統(tǒng)土壤學(xué)研究范疇，建立土壤學(xué)和工程學(xué)交叉融合平臺(tái)。

城市園林土壤和工程學(xué)結(jié)合十分緊密，比如園林景觀地形營(yíng)造、城市土壤改良與修復(fù)、濱海鹽堿地造林綠化等。國(guó)外關(guān)于園林土壤工程關(guān)注較早，20世紀(jì)80年代，美國(guó)紐約等城市就提出“園林景觀土壤設(shè)計(jì)規(guī)范”[4]，將土壤工程理念引入園林工程，納入整個(gè)園林工程體系。比較而言，國(guó)內(nèi)園林綠化領(lǐng)域往往強(qiáng)調(diào)地上植物部分，在工程的設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，主要以地上植物景觀和土建工程為主。一些案例雖涉及土壤內(nèi)容，但一般也僅作為植物或土建的部分，并未從土壤學(xué)角度形成土壤工程理念。比如，北京、上海、廣州等城市，先后將土壤作為園林工程驗(yàn)收的指標(biāo)，但主要關(guān)注土壤pH值、EC值、有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分指標(biāo)[5]。由于對(duì)園林土壤工程理念的滯后，在園林工程項(xiàng)目中，會(huì)造成對(duì)土壤部分預(yù)算編制的缺失，減少對(duì)土壤的投入，同時(shí)園林景觀規(guī)劃師對(duì)園林土壤規(guī)劃的弱化，直接影響后期的施工。

園林土壤工程是集土壤學(xué)、風(fēng)景園林、材料學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科的交叉應(yīng)用，是園林工程學(xué)、土壤工程學(xué)的重要組成部分，其核心理念是將土壤納入園林工程的各環(huán)節(jié)，一般包括前期的土壤調(diào)查，園林土壤規(guī)劃設(shè)計(jì)，園林工程預(yù)算編制；中期的園林土壤施工、監(jiān)理，園林土壤工程竣工驗(yàn)收；后期的園林土壤養(yǎng)護(hù)、管理等環(huán)節(jié)。

2 土壤在園林工程中的重要性

2.1 構(gòu)成工程組成部分

園林土壤工程是園林工程的有機(jī)組成部分，不論是種植區(qū)域土壤改良、景觀地形營(yíng)建、土壤排水設(shè)施安裝、植物種植，還是景觀道路規(guī)劃、配生土生產(chǎn)、園林小品建設(shè)等，都需要根據(jù)不同區(qū)域土壤特性進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工。

2.2 決定植物品種選擇

植物是園林景觀建設(shè)的主要內(nèi)容，植物的選擇受土壤特性的影響，特別是當(dāng)前城市園林綠化中面臨的大量困難立地[6]，直接決定著地上植物品種的選擇。在園林設(shè)計(jì)中需要根據(jù)土壤特征有針對(duì)性選擇植物品種。比如針對(duì)地下水位較高的土壤區(qū)域，要選擇耐水濕或淺根系植物；對(duì)于存在城市地下空間的土壤，一般選擇灌木和草本植物等；對(duì)于存在污染的土壤，通常選擇對(duì)污染物質(zhì)有一定耐性，甚至對(duì)污染物質(zhì)具有富積特性的植物。此外，植物選擇還要依據(jù)土壤利用方式、地質(zhì)條件等因素綜合確定。

2.3 影響景觀地形營(yíng)建

地形營(yíng)造是園林景觀工程中的常見手法，通過地形的構(gòu)建，形成移步換景的效果，體現(xiàn)園林景觀的層次性和美感。以上海辰山植物園為例[7]，為了形成植物展示的特色綠環(huán)，人為進(jìn)行地形營(yíng)建，但若不采取任何地基處理措施，則僅可堆高3.5 m左右，當(dāng)堆載高4 m以上后，必須采取合理工程措施，土體才不會(huì)產(chǎn)生非線性附加沉降和水平向流動(dòng)。因此，在地形營(yíng)建方案中，土壤質(zhì)地、礦物組成、地基承載力、內(nèi)摩擦角度、滑動(dòng)系數(shù)、土壤坡度的自然穩(wěn)定角度等都是影響地形營(yíng)造的重要因素，決定著地形的高度、坡度和形態(tài)。

2.4 決定植物養(yǎng)護(hù)成本

土壤是植物生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，不僅為園林植物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、生長(zhǎng)空間和載體，還與植物、微生物、土壤動(dòng)物等共同形成有機(jī)的生態(tài)系統(tǒng)。土壤質(zhì)量的高低往往影響后期園林植物養(yǎng)護(hù)管理成本[8]。在園林土壤施工過程中，針對(duì)地上部植物進(jìn)行合理的土壤設(shè)計(jì)和施工，會(huì)大大降低后續(xù)的養(yǎng)護(hù)成本，反之亦然。在施工中，若無視地下水位、土壤鹽分、土壤壓實(shí)與板結(jié)度，甚至外源有毒有害土壤侵入體，重金屬和有機(jī)污染物污染等，將會(huì)在后期影響植物長(zhǎng)勢(shì)，嚴(yán)重情況會(huì)導(dǎo)致植物死亡。很多園林工程失敗案例表明，因?qū)ν寥啦磺‘?dāng)?shù)氖┕?，造成后期養(yǎng)護(hù)成本的增加，總的預(yù)算會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過在前期對(duì)土壤合理的改良和施工。

3 基于園林工程設(shè)計(jì)的土壤調(diào)查

基于園林工程設(shè)計(jì)的土壤調(diào)查，目的是為后續(xù)園林工程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)依據(jù)。除傳統(tǒng)的土壤理化性狀等指標(biāo)外，土壤地質(zhì)特征及土地利用方式也是影響園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的因素。

3.1 傳統(tǒng)土壤指標(biāo)調(diào)查

傳統(tǒng)的土壤調(diào)查，主要關(guān)注土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)指標(biāo)，如上海、北京等城市，相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)明確了對(duì)土壤pH值、EC值、有機(jī)質(zhì)、孔隙度、容重、質(zhì)地，以及養(yǎng)分元素的調(diào)查，這方面已有大量文獻(xiàn)闡述，本文不再累述。

3.2 土壤地質(zhì)情況調(diào)查

土壤地質(zhì)調(diào)查是對(duì)園林用地地質(zhì)環(huán)境情況進(jìn)行調(diào)查研究，一般包括地上部分土壤的地形、坡度、位置、面積、高度及土石的情況。地下部分的市政管線種類，走向、管徑、埋置深度；土壤地基承載力，內(nèi)摩擦角度、滑動(dòng)系數(shù)、土壤坡度的自然穩(wěn)定角度等。

2.開放型喬木種植

3.半開放型街頭綠地

4.覆蓋型街邊行道樹

3.3 土地利用方式調(diào)查

土地利用方式包括土壤在城市區(qū)域的位置，附近公共建筑、車輛情況、現(xiàn)有園林植物情況，土地地類，用地的歷史沿革和當(dāng)前使用情況。此外，作為為市民休閑娛樂設(shè)計(jì)的園林景觀，具有為市民提供親近自然的功能，因此，還需要調(diào)查是否存在地下空間，是否由工業(yè)廢棄地復(fù)墾而來，土壤污染情況等。

4 園林土壤工程設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)匹配性原則

園林植物景觀設(shè)計(jì)要進(jìn)行土壤匹配性判定，也就是“適土適樹”“適樹適土”原則[9]。通常情況下，由于受市政工程的影響，園林土壤中含有大量外源侵入體、市政管線以及地下空間等，土壤自然發(fā)育所具備的地帶性特征被破壞，土壤剖面結(jié)構(gòu)也不復(fù)存在。另一方面，城市園林景觀營(yíng)造為了追求多樣性，大量使用非鄉(xiāng)土的新優(yōu)植物品種，甚至是跨緯度植物品種，致使園林植物種類地帶性特征不明顯。因此，設(shè)計(jì)前必須研究土壤和植物品種的匹配性，對(duì)于不能滿足植物種植要求的土壤，要通過土壤設(shè)計(jì)，構(gòu)建滿足植物正常生長(zhǎng)的土壤條件。

4.2 設(shè)計(jì)決策矩陣

城市園林綠地一般分為公園綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地等類型（《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》（CJJT 85-2017）），但從土壤與植物的相對(duì)空間關(guān)系來看，園林土壤工程的植物設(shè)計(jì)類型可分為：開放型（圖2）、半開放型（圖3）、覆蓋型三類（圖4）。一些復(fù)雜的植物設(shè)計(jì)類型基本可以由上述三種組合而成。

（1）開放型

開放型主要指大型公園綠地、街頭綠地，對(duì)于植物根系的生長(zhǎng)一般不存在障礙，這種開放型的類型最接近自然情況。

（2）半開放型

半開放型一般指位于或臨近街道的綠地，毗鄰街道或路邊將會(huì)對(duì)該方向的植物根系生長(zhǎng)存在潛在限制效應(yīng)，所以根系會(huì)選擇在平行或遠(yuǎn)離路邊的方向延伸。

（3）覆蓋型

覆蓋型指應(yīng)用于植物根系生長(zhǎng)的土壤區(qū)域被不透水材料覆蓋。這種情況通常發(fā)生在廣場(chǎng)和步行街，以及單株的樹穴，對(duì)土壤透水、通氣有比較大的限制。

4.3 設(shè)計(jì)程序

4.3.1 確定景觀類型

基于園林規(guī)劃設(shè)計(jì)原則，選擇合適的植物設(shè)計(jì)類型，分析設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)土壤空間、濕度、排水、通氣、養(yǎng)分和污染等情況（表1），決定相應(yīng)的土壤設(shè)計(jì)，以滿足目標(biāo)植物的生長(zhǎng)需求。

4.3.2 選擇植物品種

植物品種的選擇要遵循植物與土壤匹配性原則。對(duì)于因景觀營(yíng)建而選擇的植物，必須通過土壤環(huán)境營(yíng)建的工程化措施使之與植物需求相匹配?？紤]植物品種，不僅僅要關(guān)注土壤的基本理化指標(biāo)，是否符合植物對(duì)養(yǎng)分需求，也要關(guān)注土壤的地質(zhì)情況，市政設(shè)施對(duì)土壤功能發(fā)揮的限制性，同時(shí)要調(diào)查土地的歷史利用方式，充分了解土壤的背景特征，才能準(zhǔn)確選擇植物，實(shí)現(xiàn)優(yōu)美的園林植物景觀效果。

表1 植物設(shè)計(jì)類型與土壤條件需求

4.3.3 設(shè)計(jì)土壤結(jié)構(gòu)

根據(jù)確定的植物設(shè)計(jì)類型和植物品種，分析土壤條件，對(duì)不能滿足植物生長(zhǎng)的土壤，要進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用相應(yīng)的土壤工程技術(shù)，比如采用排水洗鹽技術(shù)、配生土生產(chǎn)技術(shù)[10]、土壤剖面重構(gòu)技術(shù)、表土保護(hù)再利用技術(shù)、地形營(yíng)造技術(shù)、園林植物土壤固定支撐技術(shù)等等，并在工程中對(duì)土壤進(jìn)行施工。特別注意的是，在土壤設(shè)計(jì)中，所用到的外源介質(zhì)等工程材料，要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，避免造成土壤的二次退化。

5 展望

（1）樹立園林土壤工程化理念

工程化是城市園林景觀展現(xiàn)的主要途徑，公園綠地、行道樹，及居住區(qū)、學(xué)校等附屬綠地等，都是通過工程化手段實(shí)現(xiàn)。園林土壤工程理念的提出，闡明了土壤作為園林工程的一個(gè)重要組成，對(duì)于啟示園林從業(yè)人員關(guān)注土壤、重視土壤具有重要意義。

（2）開展土壤工程設(shè)計(jì)及預(yù)算

園林土壤工程要求把工程化理念貫穿于設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、以及驗(yàn)收和養(yǎng)護(hù)管理的各環(huán)節(jié)，特別是在規(guī)劃設(shè)計(jì)，以及造價(jià)預(yù)算中，把園林土壤工程作為不可或缺的組成，確保園林土壤工程經(jīng)費(fèi)，從根本上解決不重視土壤的情況。

（3）加強(qiáng)土壤施工規(guī)范和監(jiān)理

園林景觀施工方和監(jiān)理方要按照?qǐng)@林土壤工程設(shè)計(jì)內(nèi)容，科學(xué)實(shí)施園林土壤工程。在施工過程中，要遵循施工規(guī)范，比如按照規(guī)劃設(shè)計(jì)，提前確定好施工道路，避免車輛等對(duì)土壤形成不可逆的壓實(shí)。在施工中，作為園林植物種植的區(qū)域，要提前進(jìn)行表土保護(hù)，并通過生物改良等方式，確保施工過程中土壤質(zhì)量不退化。

（4）構(gòu)建政策法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

在國(guó)家“土十條”和土壤污染立法出臺(tái)的背景下，各地應(yīng)結(jié)合區(qū)域特征，形成屬地化園林土壤管理要求和規(guī)范。相關(guān)從業(yè)人員如景觀規(guī)劃師、施工方、監(jiān)理方、業(yè)主等要將土壤納入園林工程全鏈條。結(jié)合區(qū)域特征，相關(guān)科研機(jī)構(gòu)要進(jìn)一步研究園林土壤工程的內(nèi)涵和外延，依托實(shí)踐，形成一系列專利技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、企業(yè)工法等，指導(dǎo)園林土壤工程實(shí)踐應(yīng)用。