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        鋪裝對懸鈴木根系空間分布影響研究

        2022-09-22 06:56:58吳松成李玲莉朱自林
        湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年15期
        關(guān)鍵詞:樹池懸鈴木根數(shù)

        吳松成,李玲莉,田 中,朱自林

        (1.重慶市風(fēng)景園林科學(xué)研究院,重慶 401329;2.重慶市城市園林綠化工程技術(shù)研究中心,重慶 401329)

        懸鈴木(PlatanusSpp.)為懸鈴木科懸鈴木屬落葉喬木,自引入中國之后,被廣泛用于行道樹栽植,享有“行道樹之王”的美譽(yù)[1]。南京市于1928年為迎接孫中山靈柩辟建道路時,將懸鈴木用作行道樹[2]。作為懸鈴木(法桐)是南京市市街綠化的重要樹種,2006年懸鈴木在行道樹應(yīng)用總株樹中占比為56.5%,現(xiàn)栽植數(shù)量近9萬株,懸鈴木已然成為南京的一張名片[2]。其中,熱河路、北京西路的懸鈴木胸徑達(dá)1 m以上,是南京最漂亮的林陰大道之一。

        行道樹在城市綠化景觀中受多種脅迫影響,如高溫輻射、汽車尾氣和夜間照明等都屬于地上部分可以直接觀察到的脅迫[3,4],而道路硬化路面、人行道硬質(zhì)鋪裝等對行道樹根系造成的脅迫研究,尚未報道。川山茶根系的生長狀況與地上部分枝葉的繁茂程度密切相關(guān)[5-7]。本研究利用樹木雷達(dá)檢測系統(tǒng)(Tree radar unit,以下簡稱TRU)對不同鋪裝條件下懸鈴木直徑≥3 cm的根系空間分布進(jìn)行探測,以探索鋪裝對懸鈴木根系生長的影響。

        1 材料與方法

        1.1 試驗對象

        從南京市區(qū)熱河路、北京西路、市政府大院中選擇不同鋪裝條件下栽植的懸鈴木,包括鋪裝類型Ⅰ:樹池栽植,樹池外為硬化路面;鋪裝類型Ⅱ:樹池栽植,樹池外一邊為透水磚鋪裝,一邊為硬化路面;鋪裝類型Ⅲ:連通槽栽植,連通槽外一邊為大理石鋪裝,一邊為硬化路面;對照:草地內(nèi)臨路栽植。

        1.2 試驗方法

        1.2.1 試驗測定方法 試驗采用產(chǎn)自美國的樹木雷達(dá)檢測系統(tǒng)(400 MHz雷達(dá)天線,可分辨最小根系直徑3 cm),探測掃描以樹為圓心,半徑為0.5、1.0和1.5 m圓斷面上,0~150 cm土層中直徑≥3 cm的根系分布情況。

        1.2.2 單株選擇方法 選擇距樹干5 m以內(nèi)無灌木和大型雜草生長,且植株長勢良好、胸徑大于1 m的懸鈴木植株,每種鋪裝條件不少于5棵。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel和SPSS 19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、方差分析和多重比較。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 鋪裝類型Ⅰ下懸鈴木根系空間分布規(guī)律

        2.1.1 直徑≥3 cm根系縱向分布 在樹池栽植,樹池外為硬化路面的鋪裝條件下,供試懸鈴木直徑≥3 cm粗的根數(shù)多重比較結(jié)果見表1。由表1可知,隨著土壤深度的增加,距樹干0.5、1.0和1.5 m處,懸鈴木的根數(shù)呈逐漸增加趨勢,但差異均未達(dá)到顯著水平。距樹干0.5 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從8條增至11條;距樹干1.0 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從10條增至21條;距樹干1.5 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從10條增至43條。根數(shù)的增加倍數(shù)為0.4~3.3倍不等。

        表1 鋪裝類型Ⅰ下不同土壤深度中直徑≥3 cm根數(shù)的多重比較結(jié)果

        隨著距樹干距離的增加,深度0~40 cm的土壤中,直徑≥3 cm根數(shù)占比從62.83%逐漸降至34.62%。由此可見,距樹干1.0 m內(nèi),懸鈴木直徑≥3 cm的根分布較淺,50%以上分布在深度0~40 cm的土壤中;距樹干1.0 m外,根系逐漸向40 cm以下深層土壤生長。

        2.1.2 直徑≥3 cm根系橫向分布 在樹池栽植,樹池外為硬化路面的鋪裝條件下,隨著距樹干距離的增加,直徑≥3 cm根數(shù)逐漸增加,根系逐漸向深層土壤延伸,結(jié)果見圖1。其中,直徑≥3 cm根數(shù)從28條增至65條,根系最深分布深度從82.76 cm增至148.07 cm,根系最淺分布深度從6.57 cm增至13.09 cm。這與樹池四周為硬化路面的鋪裝條件有關(guān),當(dāng)?shù)厣喜糠值乃趾宛B(yǎng)分被硬化路面阻隔之后,環(huán)境脅迫導(dǎo)致懸鈴木必須向深層土壤生長,以獲得生長所需的水分和養(yǎng)分。

        圖1 鋪裝類型Ⅰ下距樹干1.5 m內(nèi)直徑≥3 cm根系分布的變化趨勢

        2.2 鋪裝類型Ⅱ下懸鈴木根系空間分布規(guī)律

        2.2.1 直徑≥3 cm根系縱向分布 在樹池栽植,樹池外一邊為透水磚,一邊為硬化路面的鋪裝條件下,供試懸鈴木直徑≥3 cm粗的根數(shù)多重比較結(jié)果見表2。隨著土壤深度的增加,距樹干0.5、1.0和1.5 m處,懸鈴木的根數(shù)呈增加趨勢,且0~20 cm、20~40 cm和40~150 cm土層之間的根數(shù)均達(dá)到極顯著水平。距樹干0.5 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從5條增至25條;距樹干1.0 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從8條增至30條;距樹干1.5 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從10條增至37條。根數(shù)的增加倍數(shù)為2.7~4.0倍不等。

        表2 鋪裝類型Ⅱ下不同土壤深度中直徑≥3 cm根數(shù)的多重比較結(jié)果

        隨著距樹干距離的增加,深度0~40 cm的土壤中,直徑≥3 cm根數(shù)占比從35.51%逐漸增至50.15%。由此可見,距樹干1.5 m內(nèi),懸鈴木直徑≥3 cm的根分布較深,50%以上分布在深度40~150 cm的土壤中。

        2.2.2 直徑≥3 cm根系橫向分布 在樹池栽植,樹池外一邊為透水磚,一邊為硬化路面的鋪裝條件下,隨著距樹干距離的增加,供試懸鈴木直徑≥3 cm根數(shù)從40條增至75條,根系最深分布深度從137.08 cm降至133.01 cm,根系最淺分布深度維持在6.3 cm左右,結(jié)果見圖2。由此可見,透水鋪裝能夠部分滿足懸鈴木淺層根系的水分和養(yǎng)分需求,因此,直徑≥3 cm的淺層根系未向深層土壤延伸。

        圖2 鋪裝類型Ⅱ下距樹干1.5 m內(nèi)直徑≥3 cm根系分布的變化趨勢

        2.3 鋪裝類型Ⅲ下懸鈴木根系空間分布規(guī)律

        2.3.1 直徑≥3 cm根系縱向分布 在連通槽栽植,連通槽外一邊為大理石鋪裝,一邊為硬化路面的鋪裝條件下,供試懸鈴木直徑≥3 cm根數(shù)多重比較結(jié)果見表3。隨著土壤深度的增加,距樹干0.5、1.0和1.5 m處,懸鈴木的根數(shù)呈增加趨勢;在距樹干0.5和1.0 m處,40~150 cm比0~20 cm土層內(nèi)的根數(shù)有顯著增加。距樹干0.5 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從8條增至17條;距樹干1.0 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從11條增至24條;距樹干1.5 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從15條增至28條。根數(shù)的增加倍數(shù)為0.9~1.2倍不等。

        表3 鋪裝類型Ⅲ下不同土壤深度中直徑≥3 cm根數(shù)的多重比較結(jié)果

        隨著距樹干距離的增加,深度0~40 cm的土壤中,直徑≥3 cm根數(shù)占比從52.08%增至57.09%。由此可見,距樹干1.5 m內(nèi),懸鈴木直徑≥3 cm的根分布較淺,50%以上分布在深度0~40 cm的土壤中。

        2.3.2 直徑≥3 cm根系橫向分布 在連通槽栽植,連通槽外一邊為大理石鋪裝,一邊為硬化路面的鋪裝條件下,隨著距樹干距離的增加,供試懸鈴木直徑≥3 cm根數(shù)從36條增至65條,根系最深分布深度維持在119.02~123.70 cm,根系最淺分布深度維持在2.71~4.45 cm,結(jié)果見圖3。

        圖3 鋪裝類型Ⅲ下距樹干1.5 m內(nèi)直徑≥3 cm根系分布的變化趨勢

        2.4 對照中懸鈴木根系空間分布規(guī)律

        2.4.1 直徑≥3 cm根系縱向分布 在草地內(nèi)臨路栽植的生長條件下,供試懸鈴木直徑≥3 cm粗的根數(shù)多重比較結(jié)果見表4。隨著土壤深度的增加,距樹干0.5、1.0和1.5 m處,懸鈴木的根數(shù)呈增加趨勢;在距樹干1.0 m和1.5 m處,20~40 cm和40~150 cm土層較0~20 cm土層內(nèi)的根數(shù)有極顯著增加。距樹干0.5 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從3條增至10條;距樹干1.0 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從4條增至14條;距樹干1.5 m處,直徑≥3 cm根數(shù)從5條增至21條。根數(shù)的增加倍數(shù)為2.3~3.2倍不等。

        表4 鋪裝類型Ⅳ下不同土壤深度中直徑≥3 cm根數(shù)的多重比較結(jié)果

        隨著距樹干距離的增加,深度0~40 cm的土壤中,直徑≥3 cm根數(shù)占比呈先增后降的趨勢,從45.63%增至57.73%,然后降至52.13%,在距樹干1.0 m處根數(shù)占比達(dá)到最高(57.73%)。由此可見,距樹干1.5 m內(nèi),直徑≥3 cm的根分布較淺,近50%分布在深度0~40 cm的土壤中。

        2.4.2 直徑≥3 cm根系橫向分布 在草坪中臨路栽植的懸鈴木,隨著距樹干距離的增加,其直徑≥3 cm根數(shù)從19條增至45條,根系最深分布深度維持在110.48~120.00 cm,根系最淺分布深度從16.15 cm降至12.35 cm,結(jié)果見圖4。草坪覆蓋不會阻礙地上部分水分和養(yǎng)分在土壤中的下滲,當(dāng)懸鈴木可以從地上部分和土壤兩條途徑中獲得生長所需的水分和養(yǎng)分時[8],懸鈴木直徑≥3 cm根系最淺分布不小于10 cm,根系最深分布也降至120 cm。

        圖4 鋪裝類型Ⅳ下距樹干1.5 m內(nèi)直徑≥3 cm根系分布的變化趨勢

        2.5 不同鋪裝條件下懸鈴木根系空間分布對比

        以草坪覆蓋臨路栽植的懸鈴木為對照,對比不同鋪裝條件下懸鈴木直徑≥3 cm根系空間分布,結(jié)果見表5。在距樹干0.5 m和1.0 m處,鋪裝條件下直徑≥3 cm根數(shù)高于草坪覆蓋,根系的最淺分布深度小于草坪覆蓋,其中鋪裝類型Ⅱ和Ⅲ與對照相比均達(dá)到極顯著水平;但在根系分布最深深度上四者無顯著差異。

        表5 不同鋪裝條件下距樹干不同距離直徑≥3 cm根系分布的多重比較結(jié)果

        在距樹干1.5 m處,鋪裝條件下直徑≥3 cm根數(shù)高于草坪覆蓋,其中鋪裝類型Ⅱ和Ⅲ中直徑≥3 cm的根數(shù)與對照相比達(dá)到極顯著和顯著水平;在根系分布最淺深度方面,鋪裝類型Ⅱ和Ⅲ根系的最淺分布深度小于草坪覆蓋和樹池外硬化路面鋪裝,并達(dá)到極顯著水平;在根系分布最深深度方面,鋪裝條件下根系分布較草坪覆蓋深,其中鋪裝類型Ⅰ和Ⅱ與對照相比達(dá)到顯著水平。

        3 小結(jié)與討論

        以草坪中臨路栽植的懸鈴木為對照,對比3種鋪裝條件下,距樹干0.5、1.0和1.5 m圓形斷面處懸鈴木直徑≥3 cm根系空間分布,總結(jié)如下。

        1)隨著距樹干距離的增加,懸鈴木直徑≥3 cm的根數(shù)逐漸增多。鋪裝條件下懸鈴木的根數(shù)高于草坪覆蓋,特別是在樹池或種植槽外,一邊為透水磚或大理石鋪裝,一邊為硬化路面的栽植環(huán)境中,差異達(dá)到顯著或極顯著水平。這與地面鋪裝類型對源自地上部分的水分和養(yǎng)分的阻隔程度有關(guān),當(dāng)鋪裝限制了地上部分水分和養(yǎng)分的下滲時,懸鈴木為了獲取生長所需的水分和養(yǎng)分,通過發(fā)育出更多的根系來擴(kuò)大水分和養(yǎng)分的吸收面積。

        2)同時發(fā)現(xiàn),在距樹干0.5、1.0和1.5 m處,隨著土壤深度的增加,3個土層中直徑≥3 cm的根數(shù)逐漸增多,40~150 cm土層中的根數(shù)為0~20 cm土層中的1.4~5.0倍不等。其中,0~40 cm深的土層中,當(dāng)?shù)孛鏋橥杆u、大理石和草坪覆蓋時,直徑≥3 cm的根數(shù)占比為35.51%~57.73%,隨距樹干距離的增加呈上升趨勢;而樹池外全部為硬化路面鋪裝時,直徑≥3 cm的根數(shù)占比隨距樹干距離的增加呈下降趨勢,在距樹干1.5 m處根數(shù)占比從62.83%降至34.62%。這與鋪裝類型密不可分,當(dāng)樹池外全部為硬化道路鋪裝時,地上部分水分和養(yǎng)分供給基本被切斷,因此在距樹干1.5 m處深度40~150 cm土層中,直徑≥3 cm的根數(shù)占比(65.83%)遠(yuǎn)高于草坪覆蓋(47.72%)。懸鈴木根系向深層土壤延伸,以獲取生長所需的水分和養(yǎng)分。

        3)草坪覆蓋下,懸鈴木直徑≥3 cm的根系分布范圍為12.35~120.00 cm。硬化路面覆蓋下為6.57~148.07 cm,透水磚覆蓋下為6.30~137.08 cm,大理石覆蓋下為2.71~123.70 cm。相對而言,草坪覆蓋下懸鈴木直徑≥3 cm的根系分布范圍較窄。結(jié)合日常觀察發(fā)現(xiàn),在鋪裝面磚下的墊層中便有直徑≥3 cm的根分布,甚至導(dǎo)致鋪裝面磚凸翹。由此可見,鋪裝條件下,懸鈴木直徑≥3 cm根系分布的最淺深度與鋪裝面磚的厚度相關(guān),最深深度不僅與土壤質(zhì)地和有效土層厚度有關(guān),還與鋪裝類型對源自地上部分的水分和養(yǎng)分的阻隔程度密不可分。

        綜上所述,本研究僅在距樹干1.5 m內(nèi)不同鋪裝類型對懸鈴木根系生長的影響進(jìn)行探討,城市立地環(huán)境下,園林綠化植物與市政設(shè)施之間的關(guān)系仍需進(jìn)一步深入研究。

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