彭曉莉 吳旺澤 沈 娟 成宏斌 賀江濤
(1. 甘肅公航旅建設(shè)集團(tuán)有限公司,蘭州 730000;2. 西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,蘭州 730070;3. 蘭州新區(qū)市政投資管理集團(tuán)有限公司,蘭州 730300)
土壤鹽漬化是一個(gè)全球性的問(wèn)題,不僅嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民收入,也是影響生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素。由于城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展,以及近年來(lái)城市道路融雪劑的廣泛使用,土壤鹽漬化不僅嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對(duì)城市綠地及道路綠化帶的影響也日益突出。雖然鹽堿地的改良已經(jīng)發(fā)展了多種方法,像水利措施的大水漫灌洗鹽法;物理措施的客土改良、水旱輪作法;化學(xué)措施的添加酸性鹽等改良方法,但這些方法都不同程度的受制于區(qū)域和成本的限制,很難大面積推廣,尤其是城市綠化帶,多為基礎(chǔ)道路建設(shè)后的后期工程,很難用傳統(tǒng)的物理、化學(xué)等方法進(jìn)行大面積的鹽堿地改良。生物措施的鹽堿地治理方法被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)、有效的鹽堿地治理方法,其中又以種植耐鹽堿植物的生物改良措施最為經(jīng)濟(jì)、科學(xué)。然而,一些常見(jiàn)的耐鹽、吸鹽植物多為農(nóng)作物和一些草本類(lèi)植物,并不符合城市綠化的要求。如何通過(guò)不同的景觀組合和土壤肥力措施,既能改良城市綠地土壤鹽堿化、減少化學(xué)融雪劑對(duì)城市綠化帶鹽漬化的影響,又能提高城市景觀園藝綠化的效果和檔次,是新時(shí)期城鎮(zhèn)化發(fā)展迫切需要解決的科學(xué)問(wèn)題。
降水量和蒸發(fā)量的失調(diào)是導(dǎo)致土壤鹽漬化的重要因素之一,土壤水分的高蒸發(fā)會(huì)將地下富含各種鹽類(lèi)的礦物質(zhì)帶到地表,形成土壤鹽堿化。已有的報(bào)道表明,植被覆蓋度和土壤鹽分呈顯著負(fù)相關(guān),增加鹽堿地地表植被覆蓋度,可減少水分蒸發(fā)、防止土壤返鹽、抑制鹽分上升。例如,張蛟等在江蘇如東縣東凌墾區(qū)的研究表明,“田菁((Retz.)Poir.)— 野 生 芥 菜L.)”植被覆蓋處理,一年后40~100 cm 土壤鹽分降低了83%以上。范富等對(duì)內(nèi)蒙古西遼河流域原生態(tài)區(qū)域地表覆蓋度與鹽堿化特征的研究也發(fā)現(xiàn),地表覆蓋度高的“羊草()+狗尾草()”的pH、堿化度和含鹽量在4 剖面層中均低于其它景觀植物。孫博等在研究秸稈覆蓋度對(duì)土壤鹽分的影響時(shí)也發(fā)現(xiàn),秸稈覆蓋的鹽漬土壤能夠減少土壤水分蒸發(fā),提高水分利用效率,從而能抑制鹽漬化土壤可溶性鹽分的表聚作用,對(duì)改良鹽漬化土壤具有顯著的效果。這些報(bào)道有力的證實(shí),通過(guò)增加地表植被覆蓋能有效降低土壤鹽分含量。另外,長(zhǎng)期過(guò)量使用化肥也是導(dǎo)致土壤鹽漬化的另一個(gè)重要影響因素。一些報(bào)道表明,鹽堿地施加有機(jī)肥,能增加土壤有機(jī)質(zhì)、促進(jìn)土壤團(tuán)聚體形成、改善土壤結(jié)構(gòu),從而降低土壤pH 和含鹽量。這些系統(tǒng)的研究暗示,通過(guò)增加植被覆蓋度,并結(jié)合增施有機(jī)肥改良土壤理化性質(zhì)的措施,是一種廉價(jià)、經(jīng)濟(jì)、有效的鹽堿地生物改良措施。
蘭州新區(qū)屬于典型的溫帶半干旱氣候區(qū)域,少雨、高蒸發(fā)的氣候特征導(dǎo)致蘭州新區(qū)土壤嚴(yán)重鹽漬化,引大入秦水利工程后的農(nóng)田大水漫灌,更加重了蘭州新區(qū)土壤的鹽漬化,不僅嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn),更為緊迫的是給蘭州新區(qū)城市綠化工程帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。一些景觀植物栽種3年后的成活率不足50%,施工單位只能重復(fù)補(bǔ)種,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。雖然種植耐鹽、吸鹽植物的生物改良方法是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法,但這些植物多為農(nóng)作物和一些不同生態(tài)區(qū)域的景觀植物,并不適應(yīng)本地的氣候特征和城市道路綠化建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。本研究基于蘭州新區(qū)氣候特征及綠化帶土壤鹽分狀況,通過(guò)系統(tǒng)的試驗(yàn),研究適宜該生態(tài)區(qū)域城市景觀園林綠化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的喬木、灌木及不同地被景觀組合對(duì)土壤鹽分及肥力的影響,并結(jié)合有機(jī)肥、生物菌肥的配比試驗(yàn),旨在為蘭州新區(qū)城市綠化帶鹽堿地景觀園林綠化建設(shè)提供詳實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
試驗(yàn)區(qū)設(shè)在蘭州新區(qū)緯三路、緯五路和經(jīng)三路城市綠化帶區(qū)域,試驗(yàn)區(qū)域?yàn)榈缆坊A(chǔ)建設(shè)后回填平整土。試驗(yàn)區(qū)域平均海拔約2 000 m,年平均氣溫5~6.3 ℃,平均降雨量約240 mm,蒸發(fā)量約1 800~2 100 mm。年日照時(shí)間2 700 h,平均無(wú)霜期114 d,年均風(fēng)速2.3 m·s,最大風(fēng)速20 m·s。1月平均氣溫-7.3 ℃,7月平均氣溫20.5 ℃,為典型干旱大陸性氣候,土壤為鹽漬灰鈣土為主,試驗(yàn)前土壤鹽分和肥力見(jiàn)表1。
表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical characteristics of tested soil
1#和2#試驗(yàn)地為道路基礎(chǔ)建設(shè)后回填土,3#試驗(yàn)地為多年栽種的零星國(guó)槐,株行距大于15 m,土壤表層有明顯鹽分。由于實(shí)驗(yàn)地區(qū)的土壤主要以灰鈣土為主,因此我們依據(jù)多年在蘭州新區(qū)綠化工程的數(shù)據(jù),選取適宜灰鈣土、耐鹽堿抗風(fēng)沙的不同喬木、灌木和草本植被的景觀組合。1#試驗(yàn)地種植“五角楓(Maxim.)+花葉楸(C.)+魯冰花(Lindl.)”的景觀組合Ⅰ,2#地種植“七葉樹(shù)(Bunge)+花葉楸(C.)+四季玫瑰(Thunb.)”的景觀組合Ⅱ,3 號(hào)地為“裸地”對(duì)照景觀組合Ⅲ。每塊地設(shè)置3 個(gè)肥力處理,CK:不施肥;YF:有機(jī)肥(3 kg·m)+腐殖酸(1 kg·m)+羊糞(2.25 kg·m);YFS:有機(jī)肥(3 kg·m)+腐殖酸(1 kg·m)+羊糞(2.25 kg·m)+鹽堿地專(zhuān)利微生物菌劑(10 mL·m)。每個(gè)肥力處理設(shè)3 個(gè)重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列,每塊試驗(yàn)地共計(jì)9 個(gè)小區(qū)。每小區(qū)面積15 m×4 m,小區(qū)間隔1 m。五角楓,花葉楸,七葉樹(shù)移栽前胸徑3 cm,株高2 m,株行距2 m×2 m。魯冰花和四季玫瑰種植株行距0.5 m×0.5 m。各試驗(yàn)地塊于2018年3月下旬進(jìn)行栽種前施肥整地、灌水、小區(qū)規(guī)劃,2018 年4 月中旬栽種。種植景觀植物按正常園林標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)管理,分別在2018 年4 月上旬(處理前)和11 月上旬(處理后)土壤采樣,利用土鉆對(duì)1~10,10~30 和30~50 cm 土層分別取樣,每小區(qū)、每土層深度取樣3次重復(fù),共取樣243份。每土樣約500 g,用自封袋封口標(biāo)記后帶回實(shí)驗(yàn)室存儲(chǔ)于-4 ℃冰箱,隨后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。
取存儲(chǔ)于-4℃冰箱土樣250 g,在室內(nèi)自然陰干并過(guò)0.5 mm篩后送交土肥測(cè)試中心進(jìn)行各項(xiàng)肥力及鹽分測(cè)定。土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法,土壤全磷含量測(cè)定采用鉬銻抗比色法,土壤全氮含量測(cè)定采用凱氏定氮法,土壤全鉀含量測(cè)定采用堿熔火焰光度法。取風(fēng)干土按水土比5∶1 制備待測(cè)液,利用pH 機(jī)(Sartorius PB-10)測(cè)定pH 值,利用電導(dǎo)儀(雷磁DDS-307A)測(cè)定土壤電導(dǎo)率,利用殘?jiān)娓煞y(cè)定可溶性全鹽含量,以上各項(xiàng)測(cè)定方法依據(jù)參考文獻(xiàn)進(jìn)行。利用植被覆蓋度測(cè)量?jī)x(PLCO1)在2018 年5 月到10 月,每小區(qū)、每月測(cè)定一次植被覆蓋度,取每次測(cè)量3 次重復(fù)平均數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
試驗(yàn)中所有土壤測(cè)定數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)的平均值。所有測(cè)定數(shù)據(jù)利用SPSS 15.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,用Excel 2016作圖。試驗(yàn)處理采取隨機(jī)區(qū)組單因素方差分析(one-way ANOVA),采用LSD 法進(jìn)行數(shù)值的多重比較(<0.05 或<0.01)。多個(gè)因素間的相關(guān)分析采用Pearson 法,并用雙尾檢測(cè)的方法檢驗(yàn)其顯著性。
試驗(yàn)對(duì)蘭州新區(qū)道路基建后,回填的城市綠化帶土壤栽種前進(jìn)行了試驗(yàn)地各項(xiàng)肥力、鹽分測(cè)試,發(fā)現(xiàn)土壤肥力指標(biāo)1#>2#>3#,而含鹽量相關(guān)的參數(shù)3#>2#>1#,且淺層土的肥力要好于深層土壤,但淺層土壤的含鹽量等鹽分相關(guān)指標(biāo)要高于深層土壤,說(shuō)明養(yǎng)分和鹽分都聚集在表土(表1)。1#和2#試驗(yàn)地土壤肥力、尤其是有機(jī)質(zhì)含量隨土壤深度的增加而降低,差異顯著。1#和2#試驗(yàn)地表土含鹽量高于深層土壤,隨土壤深度增加含鹽量下降明顯,對(duì)照3#“裸地”50 mm 左右深層土含鹽量要稍微高于淺土層。由于不同區(qū)域土壤鹽分離子組成的不同,3 塊試驗(yàn)地含鹽量與土壤pH 值及電導(dǎo)率并非成線性變化關(guān)系。另外,土壤全鉀含量相比其他肥力指標(biāo)變化趨勢(shì)變緩,但3#樣地土壤全鉀含量明顯小于其他兩塊試驗(yàn)地。對(duì)生長(zhǎng)季連續(xù)6個(gè)月的植被覆蓋度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,景觀組合Ⅱ3 種有機(jī)肥的配比,其6 個(gè)月平均植被覆蓋度相比較景觀組合Ⅰ和對(duì)照“裸地”景觀組合Ⅲ差異極顯著,3 種肥力配比植被覆蓋度都在50%以上,其中YFS 的施肥方式其6 個(gè)月平均植被覆蓋度高達(dá)70.06%,而其他兩種種植模式其6 個(gè)月平均植被覆蓋度均在50%以下,“裸地”對(duì)照僅為20%左右(見(jiàn)表2),說(shuō)明不同的景觀組合其植被覆蓋度差異明顯。另外,3 種種植模式中,施加有機(jī)肥的YFS 和YF 處理,植被覆蓋度均高于不施肥的CK,而在施加有機(jī)肥的基礎(chǔ)上再添加專(zhuān)利微生物菌劑的YFS 施肥方式,其植被覆蓋度增加更為明顯,從6 月份開(kāi)始,植被覆蓋率均在60%以上,到10 月份仍能達(dá)到67.45%左右。3種景觀組合,3種施肥方式植被覆蓋度在8 月均達(dá)到頂峰,9~10 月隨著氣溫開(kāi)始下降,植被開(kāi)始枯萎,植被覆蓋度均嚴(yán)重下降,但景觀組合Ⅱ相比其它兩種植株模式組合下降則較為緩慢,其中景觀組合Ⅱ施肥方式Y(jié)FS 在10 月份植被覆蓋還能達(dá)到60%以上,而其它兩種景觀組合,不論哪種施肥模式均在30%以下(見(jiàn)表2)。植被覆蓋度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果說(shuō)明,“七葉樹(shù)+花葉楸+四季玫瑰”景觀組合Ⅱ在增施有機(jī)肥和微生物菌劑的處理下能有效增強(qiáng)植被覆蓋面積、延長(zhǎng)覆綠時(shí)間。
表2 不同景觀組合和施肥方式對(duì)鹽堿地植被覆蓋度的影響Table 2 Effect of different landscape groups and fertilization patterns on vegetation coverage of saline land
提高綠化帶景觀植被成活率的首要目標(biāo)就是降低表土鹽分對(duì)植被的鹽害,從而提高景觀植被的覆綠面積和覆綠時(shí)間,而其中土壤含鹽量是極為重要的限制因子。所有試驗(yàn)綠化帶土壤栽種前,含鹽量均大于6.5%(見(jiàn)表1),其中3#地塊含鹽量高達(dá)7.2%以上,依據(jù)黎立群提出的土壤鹽漬化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),蘭州新區(qū)試驗(yàn)綠化帶土壤屬于中度鹽漬化土壤。一季生長(zhǎng)季后,除“裸地”對(duì)照外,1~10 和10~30 cm 的土層,含鹽量均不同程度下降,尤其是1~10 cm 的表土。其中景觀組合Ⅱ,在YFS的肥力處理下,1~10 cm 表土的脫鹽率高達(dá)53.51%,而30~50 cm 的深層土壤脫鹽率也能達(dá)到16.11%左右。1~10 cm 土層,CK 和YF的施肥方式脫鹽率也分別達(dá)到了31.06%和43.63%。而“裸地”的試驗(yàn)地塊,30 cm 以上的土層不論何種肥力組合,脫鹽率均低于6%,深層土壤的鹽分反而有所升高(見(jiàn)表3)。結(jié)合植被覆蓋率的試驗(yàn)結(jié)果,暗示植被覆蓋嚴(yán)重影響土壤鹽分的空間分布。相比景觀組合Ⅱ,景觀組合Ⅰ在同等的肥力情況下脫鹽率和景觀組合Ⅱ差異極顯著,說(shuō)明植被覆蓋對(duì)鹽分的調(diào)節(jié)作用更為明顯。除土壤含鹽量外,與土壤理化性質(zhì)相關(guān)的pH 值和電導(dǎo)率,在0~30 cm的土層,各個(gè)景觀組合都出現(xiàn)下降趨勢(shì),其中0~10 cm 的地層土壤下降最為明顯,而隨著土層深度的增加,趨勢(shì)逐漸放緩(見(jiàn)圖1)。植被覆蓋高的景觀組合Ⅱ脫鹽效果要好于植被覆蓋次之的景觀組合Ⅰ,而且兩種組合在添加微生物菌劑的處理下,其pH 值和電導(dǎo)率下降更為明顯。像景觀組合Ⅱ在YFS肥力處理下,表土電導(dǎo)率下降了近64%,pH值也下降了近13%,而對(duì)照“裸地”景觀組合變化不明顯,pH 和電導(dǎo)率甚至在30~50 cm 的土層還有所上升(見(jiàn)圖1)。這些結(jié)果說(shuō)明不同的景觀組合對(duì)土壤pH 值和電導(dǎo)率也有顯著影響,而施加有機(jī)肥和微生物菌劑后土壤鹽分的調(diào)節(jié)效果更為明顯。
圖1 不同景觀組合和施肥方式對(duì)不同土層pH和電導(dǎo)率的影響Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ分別表示不同景觀組合;CK,YFS 和YF 為不同施肥方式;柱型圖頂端的百分?jǐn)?shù)=(處理前測(cè)量值-處理后測(cè)量值)∕處理前測(cè)量值×100%;圖中不同小寫(xiě)字母、大寫(xiě)字母分別表示處理前和處理后不同景觀組合、不同施肥方式下pH和電導(dǎo)率差異顯著性(P<0.05)Fig.1 Effect of different landscape groups and fertilization patterns on soil pH and electrical conductivityⅠ,Ⅱand Ⅲrepresent the different landscape groups;CK,YFS and YF represent the different fertilization patterns;The top number of bar chart represent the percent change between before and after treatment;Different lowercase and capital letters represent the significant differences of before and after treatment pH and electrical conductivity,respective
表3 不同景觀組合和施肥方式對(duì)土壤含鹽量的調(diào)節(jié)Table 3 The regulation of different landscape groups and fertilization patterns to soil salt content
在大生態(tài)系統(tǒng)中,土壤、植被和土壤微生物是相互依存的3 個(gè)因子,植被影響土壤,土壤又制約植被和微生物。鹽堿地植被覆蓋度與土壤鹽分、養(yǎng)分如何相互調(diào)節(jié)影響植物生長(zhǎng)是一個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)問(wèn)題。我們對(duì)蘭州新區(qū)城市綠化帶試驗(yàn)前和一季生長(zhǎng)季后,表土土壤鹽分、養(yǎng)分(數(shù)據(jù)未表明)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),不同景觀組合的植被覆蓋度與肥力在<0.05 的水平上呈正相關(guān),其中與有機(jī)質(zhì)(=0.887)、全氮(=0.853)高度相關(guān)與全鉀(=0.642)中度相關(guān),與全磷(=0.472)弱相關(guān)。平均植物覆蓋度與土壤鹽含量、pH 值及電導(dǎo)率呈負(fù)相關(guān),其中與土壤含鹽量相關(guān)性極顯著(=-0.949),與土壤pH值(=-0.717)和電導(dǎo)率(=-0.536)中度相關(guān)(見(jiàn)表4)。相關(guān)性分析還發(fā)現(xiàn),含鹽量、pH 值和電導(dǎo)率3個(gè)鹽分相關(guān)指標(biāo)與土壤養(yǎng)分呈負(fù)相關(guān),其中含鹽量與全氮呈高度負(fù)相關(guān);電導(dǎo)率與全氮、全磷、全鉀相關(guān)性顯著,而pH 值與檢測(cè)的所有肥力指標(biāo)均相關(guān),其中和全磷相關(guān)性極顯著(見(jiàn)表4),說(shuō)明土壤養(yǎng)分和肥力在空間上的密切相關(guān)性。
表4 植被覆蓋度與土壤鹽分和肥力相關(guān)性分析Table 4 The correlation analysis of vegetation coverage with soil salinity and fertility
“鹽隨水來(lái),水去鹽留”,土壤積鹽程度,與地表水分高蒸發(fā)、地下水礦化程度和土壤理化性質(zhì)密切相關(guān)。地表植被覆蓋具有保墑、降低土壤蒸發(fā)、降低表土鹽漬化的重要作用。蘭州新區(qū)城市鹽堿地的形成的主要因素是地表水分的高蒸發(fā)以及農(nóng)業(yè)大水漫灌,抬升了地下鹽分。再加上冬季融雪劑的使用,加速了城市綠地土壤鹽漬化。據(jù)甘肅省氣象局的統(tǒng)計(jì)資料顯示,2018 年蘭州新區(qū)年均降雨量為520 mm,但年均蒸發(fā)量卻高達(dá)1 500 mm 左右,降雨量少而蒸發(fā)量高是蘭州新區(qū)土壤鹽漬化成因的主要因素,因此通過(guò)提高植被覆蓋減少深層土壤鹽離子通過(guò)蒸發(fā)而在地表聚集是一個(gè)行之有效的方法。試驗(yàn)從大量適宜西北氣候特征的景觀植被中挑選喬灌木、地被組合,一個(gè)生長(zhǎng)季的研究發(fā)現(xiàn),“七葉樹(shù)+花葉楸+四季玫瑰”的景觀組合Ⅱ地表植被覆蓋度最高,雖然地被植物魯冰花和四季玫瑰的株行距相同,但“五角楓+花葉楸+魯冰花”的景觀組合Ⅰ平均植被覆蓋率要明顯小于“七葉樹(shù)+花葉楸+四季玫瑰”的景觀組合Ⅱ(見(jiàn)表2)。一個(gè)重要的原因是魯冰花相比四季玫瑰,生育期短、冠幅小等特征,使得在同樣的株行距下,植被覆蓋率降低。另外四季玫瑰相比魯冰花更能適應(yīng)北方氣候環(huán)境,導(dǎo)致在該區(qū)域四季玫瑰的生長(zhǎng)量要高于魯冰花(數(shù)據(jù)未表明)。另外,同樣的景觀組合,不同的肥力措施導(dǎo)致植被覆蓋率差異明顯,在同一景觀組合下,沒(méi)有施肥的CK,3 種景觀組合覆蓋率均低于施肥的組合,而施肥的同時(shí)添加微生物菌劑均要好于未添加微生物菌劑的肥力處理(見(jiàn)表2)。原因在于施加有機(jī)肥后能明顯提高土壤肥力和理化性質(zhì),添加微生物菌劑后能增加植物根際微生物菌群,從而提高植物對(duì)肥力的吸收效率,促進(jìn)植物生長(zhǎng),進(jìn)而提高了植被覆蓋度,高覆蓋度的植被抑制了土壤表土水分的蒸發(fā)速率,減緩了地表下土壤水分的運(yùn)動(dòng),從而減少深層土壤鹽分向地表的聚集,這些結(jié)論與大量已報(bào)道的結(jié)論相符。
降水少、蒸發(fā)量高,導(dǎo)致土壤通過(guò)毛細(xì)管的方式將深層土壤礦物鹽帶到表土,水分蒸發(fā)后礦物鹽留在表土,導(dǎo)致土壤、尤其是表土鹽漬化。通過(guò)增加地表植被覆蓋度,減少地表水分的蒸發(fā),能有效降低深層鹽分向地表運(yùn)輸。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),植被覆蓋率高的“七葉樹(shù)+花葉楸+四季玫瑰”的景觀組合Ⅱ,不論是0~10 cm 的表土,還是30~50 cm 的深層土,相比景觀組合Ⅰ和Ⅲ,反映土壤鹽漬化程度的土壤含鹽量、pH 和電導(dǎo)率的指標(biāo)均明顯降低,尤其在YFS 的施肥模式下降低極為顯著。景觀組合Ⅱ土壤含鹽量的顯著降低,來(lái)自于高植被覆蓋率導(dǎo)致的地表水分蒸發(fā)減少、土壤理化性質(zhì)和土壤微生物菌群的調(diào)節(jié)(數(shù)據(jù)未表明)。畢遠(yuǎn)杰等報(bào)道,不論用淡水還是微咸水灌溉措施,0~40 cm 的土層都不同程度的積鹽,而通過(guò)秸稈和地膜覆蓋,土壤積鹽率則普遍下降,無(wú)論是否用淡水還是微咸水進(jìn)行灌溉。本文試驗(yàn)結(jié)果和畢遠(yuǎn)杰的試驗(yàn)結(jié)論相似,說(shuō)明通過(guò)不同的地表覆蓋,能降低水分蒸發(fā),是表土鹽分含量降低的主要原因之一。另外,本文的研究還證實(shí),施加有機(jī)肥的地塊,土壤肥力和理化性質(zhì)指標(biāo)均明顯提高(數(shù)據(jù)未表明)。施加有機(jī)肥后土壤疏松,植被生長(zhǎng)加快,植被覆蓋度增加,增加的植被覆蓋度又通過(guò)降低地表水分的蒸發(fā),來(lái)降低土壤鹽分,表土脫鹽率高于深層土壤的結(jié)果也支持這樣的結(jié)論。表土肥力好,但鹽分高的一個(gè)重要的原因在于試驗(yàn)區(qū)域?yàn)樘m州新區(qū)城市綠化帶,土壤都是基建后的回填土,無(wú)法機(jī)械化進(jìn)行深耕等農(nóng)事措施,施加的有機(jī)肥和菌劑都在表土,導(dǎo)致表土肥力高而鹽含量也高。一些報(bào)道證實(shí),鹽堿地微生物總量要低于同生態(tài)區(qū)域的非鹽堿地總量,微生物總量與鹽堿地土壤含鹽量和堿化程度負(fù)相關(guān)。我們的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),施加有機(jī)肥的基礎(chǔ)上再添加微生物菌劑,確實(shí)增加了土壤微生物數(shù)量(數(shù)據(jù)未表明),改善了土壤微生物群落結(jié)構(gòu),增加了植物根際微生物數(shù)量,增強(qiáng)了植物對(duì)肥力的吸收,從而增加了景觀植物的生長(zhǎng)量,提高了植被覆蓋度,最終導(dǎo)致表土土壤鹽分降低。
大量的報(bào)道表明,植被覆蓋度和土壤鹽分呈顯著負(fù)相關(guān),我們的統(tǒng)計(jì)結(jié)果也表明植被覆蓋度與含鹽量高度負(fù)相關(guān),這個(gè)結(jié)論也和高植被覆蓋度的組合其土壤脫鹽率高的結(jié)論相吻合,說(shuō)明提高植被覆蓋度的確能有效的降低土壤鹽分,同樣的結(jié)論在不同的試驗(yàn)中都有報(bào)道。另外,李昂等在西北甘肅酒泉地區(qū)種植甘草(Fisch),研究植被特征指標(biāo)與土壤表層鹽含量、堿性間的相互關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),植被覆蓋度與pH 值和電導(dǎo)率的負(fù)相關(guān)性要高于鹽含量,但我們的結(jié)果表明,pH 值和電導(dǎo)率與植被覆蓋度的相關(guān)性要低于土壤含鹽量,這是因?yàn)橥寥纏H 值反映土壤中的Cl、CO、K、Na等離子狀況,而蘭州新區(qū)土壤鹽度從中度到重度陽(yáng)離子主要從Ca為主逐漸過(guò)渡到以Na為主,而陰離子逐漸從HCO過(guò)渡到以SO2和Cl為主。酒泉地區(qū)和蘭州新區(qū)土壤鹽離子的不同,可能導(dǎo)致土壤pH 值和鹽含量并非高度的線性吻合。張曉娜等對(duì)荒漠草原不同植被覆蓋下土壤粒度組成與速效養(yǎng)分特征研究發(fā)現(xiàn),植被蓋度與有機(jī)質(zhì)、速效鉀呈顯著正相關(guān),植被覆蓋度低導(dǎo)致地表裸露的地區(qū)粗砂含量增加,較細(xì)的沙粒含量降低,引起土壤肥力下降。我們的研究和張曉娜的報(bào)道相一致,也發(fā)現(xiàn)植被覆蓋度與有機(jī)質(zhì)、全氮和全鉀相關(guān)性極顯著。植被群落在空間上的變化與其環(huán)境密切相關(guān),植物群落在演替過(guò)程也不斷改變周?chē)纳鷳B(tài)系統(tǒng),本研究對(duì)植被覆蓋度與養(yǎng)分和鹽分的相關(guān)性也說(shuō)明,植被與賴(lài)以生存的養(yǎng)分等生態(tài)系統(tǒng)的空間復(fù)雜性密切相關(guān)。
依據(jù)蘭州新區(qū)的氣候特征和土壤性質(zhì),“七葉樹(shù)+花葉楸+四季玫瑰”的城市綠化帶景觀組合植被覆蓋度高、覆綠時(shí)間長(zhǎng),對(duì)土壤脫鹽率效果明顯,適宜蘭州新區(qū)城市綠化帶的景觀建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。蘭州新區(qū)城市綠化帶土壤肥力薄弱、含鹽量高,在綠化過(guò)程中施加有機(jī)肥并添加一定量的微生物菌劑能明顯提高植被覆蓋度,降低土壤鹽分含量、增加土壤有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分。對(duì)蘭州新區(qū)城市綠化帶土壤鹽分和養(yǎng)分的調(diào)節(jié),要在滿(mǎn)足城市綠化標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上優(yōu)先考慮冠幅大、植被覆蓋度高的喬灌木、地被植被組合。