城市园林土壤的改良利用和管理初探

魏 剑，王素君，李春光

（天津市北方园林生态科学技术研究所，天津 300300）

1 引言

城市土壤是指出现在城区和城郊区、受多种人为活动方式的影响、原有土壤的特性受到强度改变的土壤的总称。城市土壤是伴随城市化进程而出现的产物，是在城市的特殊背景下孕育而成的，从本质上讲是一类扰动的人为新成土。城市土壤广泛分布在公园、道路、社区、体育场、城市河道、垃圾填埋厂、废气工厂、城市郊区，或者简单地成为建筑、街道、铁路等城市和工业设施的基础而处于埋藏状态。城市土壤在空间上变异十分明显，除自身土壤物质外，城市土壤还包括大量的人为物质，这些物质影响和决定着城市土壤的形态学和理化特性。

2 城市土壤的理化特性

2.1 物理特性

2.1.1 土壤中侵入体较多

城市土壤在城市建设过程中，经过长期多次无序的挖掘、搬运、堆积、混合和大量废弃物填充后，形成了无层次、无规律的土体构造。土壤中侵入体包括建筑废弃物、砾石、砖块、混凝土块、石灰渣、煤渣、玻璃等物质。据对天津市河西区友谊路中环线至黑牛城道段行道树土壤的测定，直径大于2cm的侵入体含量高达18.2%～31.8%，平均值25.2%，而近邻的天津宾馆内绿地土壤侵入体仅有3.49%。

2.1.2 土壤通透性差

土壤压实和板结是土壤物理退化的主要形式。在城区由于人流的践踏和车辆的碾压，土壤容重明显大于郊区土壤，一般愈靠近地表，压实和板结程度越重。人为反复践踏可压实土壤深达20～30cm，若经机械车辆多次压实，影响深度可达1m以上。据调查，天津宾馆内绿地（0～20cm）土壤容重平均为1.42g／cm3，比郊区同层土壤容重高16.9%，总孔隙度降低16.4%。中心城区内有近14%的土壤容重大于1.6g／cm3。土壤通透性降低，树木根系的垂直生长和水平伸展空间受到限制。由于土壤紧实，加之路面和铺装的封闭，自然降水很难渗入土壤蓄存，而在雨季，又常因土壤紧实渗水速度缓慢而造成沥涝灾害。

2.1.3 土壤温度偏高

由于“热岛效应”，城市气温高于郊区。而城市地区地表普遍封闭，不仅阻碍了土壤和外界的物质能量交换，而且将更多的地面热量传递到下层土壤，使土壤温度升高。据测，夏季街道最高温度比大气温度要高出10℃之多。土壤温度过高会使树木代谢紊乱，引起焦叶和树皮灼烧，抑制根系生长，严重的会使树木干枯死亡。

2.2 化学特性

2.2.1 土壤碱化度增高

天津市友谊路两侧行道树土壤的pH值平均为8.77，而天津宾馆内绿地土壤的pH值为8.20，海河沿线土壤的pH值小于8.0，可见行道树土壤有碱化趋势。土壤碱性增强的原因可能包括：融化道路积雪的氯化钙、氯化钠和其他种类的盐，随地表径流积累在土壤中；建筑废弃物、水泥、砖块和其他碱性混合物中钙的释放；流经混凝土和石灰石表面的径流到处存在，而径流中含有钙离子等碱性物质；土壤碳酸盐与碳酸反应形成重碳酸盐等。

2.2.2 土壤养分含量降低

城市土壤生态系统的养分循环过程单一，土壤营养元素主要来源于土壤母质、降雨、废物等，土壤有机质和土壤养分含量降低。据测定，海河沿线由中心城区向外延伸地区的土壤调查表明（表1），公园土壤比非公园土壤的有机质和速效氮、磷、钾均有显著降低。土壤缺乏养分使城市绿化植物出现生长缓慢、新叶发黄、枝条生长细弱、部分枝叶死亡、寿命缩短等现象。

2.2.3 土壤污染较重

土壤污染源主要来自污染的大气沉降、废水和污水灌溉、工业废渣和城市垃圾，以及农药的施用等。城市土壤重金属一般较高，可移动态占比较大，生物有效性高，植物体内的累积量远超过无污染区（表2）。城市土壤中的铅主要来源于机动车尾气排放和含铅汽油的污染与燃烧，尤其是公路两侧的土壤含铅量明显增加。

表1 海河沿线的公园和郊区土壤养分含量比较

表2 天津不同地区园林植物中重金属总量

3 城市土壤改良利用和管理

3.1 城市绿地土壤改良利用和管理措施

城市土壤是城市中有限的土壤资源，是园林植物生存的必需条件。由于城市植被结构简单，植物群落大多呈孤岛式分布，使得园林土壤中的水、气、热循环和物质转化大大减弱。此外，人为践踏、交通碾压又提高了土壤紧实度，进一步加剧了土壤生态环境的恶化。因此，要改变这种状况，就必需采取综合措施，以创造近自然生态条件，不断提高土壤肥力，维持土壤的良性循环，满足园林植物生长发育的要求。

3.1.1 改进绿地种植结构

在各类绿地的规划设计中要考虑土壤生态环境的空间，绿地面积要相对集中，土壤边界要扩大，以维持土壤自身的物理、化学和生物等作用正常进行，实现土壤生态系统的良性循环。在具体设计时，要减少树木的孤植，增加群植，乔、灌、草结合，深根和浅根结合的复层混合群落，这不仅符合“互惠共生”的原理，而且随着绿地面积扩大，植物枯枝落叶及代谢产物大多数保留在系统内，有利于土壤物质的积累。行道树绿化是城市中最难的课题，原因是受土地面积限制，根系的活动范围小，生存条件差。为此，建议在新城区建设时，要适当扩大绿带宽度，以改善行道树的土壤环境。

3.1.2 深翻熟化，松土除草

深翻结合施肥，可改善土壤结构和理化性质，增加土壤通透性。除整地、定植前深翻外，对重点树种和重点区域，还应适时深翻，以刺激新根发生，保证树木随树龄的增长对肥、水的需要，促使树体健壮。深翻的时间一般以秋末冬初为宜，深翻的深度要因地、因树而异。深翻后应能保持后效多年，间隔时间根据需要决定。松土可疏松表层土壤，减少水分蒸发，防止土壤返盐，促进微生物活动，提高土壤养分的有效性，除草可减少水分和养分的消耗，使踏实的园土恢复疏松。每年应松土除草2～3次，松土深度因苗而异。

3.1.3 增施有机肥

改变园林植物不施肥的习惯，要在园林植物栽植时和各个不同生长阶段增施有机肥料，特别是要注重栽植前的基肥。栽植土壤质量差时，地表要普施腐熟有机肥6～8kg／m2，深翻埋入土内；在定植前，每穴再施有机肥3～5kg。建成绿地的树木施用有机肥应根据树种、树龄、土壤理化性状等条件来决定，一般采用每2cm胸径施1kg有机肥的方法，在行间或株间挖宽30～40cm深20～30cm的沟或穴施入，施时要结合土壤改良一起进行，肥、土、改良物掺拌匀后回填，填后浇水。

3.1.4 掺拌通气性物质

为减轻土壤严重紧实状况，可在栽植穴内或在后期掺拌粗砂、粉煤灰、碎树皮、腐叶土、草炭等物质，这样不仅能降低土壤紧实度，提高土壤通气透水性，而且能起到保水抑盐作用。

3.1.5 铺设透气透水性地砖

过去行道树周围铺装混凝土沥青封闭地面，严重影响大气与土壤之间的气体交换和雨水的渗入，造成土壤缺氮，影响雨水资源的再利用。要改善土壤的生态条件，回归自然，应对“人行硬路”进行改造，铺设透气透水性地砖。

3.1.6 设置防护隔离

面对人为践踏，可采取防护隔离措施；小型绿地边界可构筑砌石圈围成树池；行道树绿带设置围栏，减少人为和机械破坏；对主干道路和游览区的孤植大树周围铺盖金属网架，以防止践踏和土壤板结，培育和延长大树的寿命。

3.1.7 加强环境管理，防止土壤污染

城市土壤生态系统较为封闭，物质循环转化单调缓慢，土壤环境容量小，自身净化力低。因此，防止土壤污染，是城市土壤利用过程中一个长期的、经常性的措施。①严格限制污水灌溉，充分利用雨水和中水资源。在城市园林建设中要结合园林景观设计，积极开展雨水利用工程，以便雨季来临时能多蓄水，多用雨水灌溉。②减少固体废弃物对土壤的侵害。应严格控制固体废弃物的排放，并制定相应的管理法规，激励固体废弃物的无害化处理，尤其对可利用生活垃圾和污泥，将其充分发酵腐熟，制成有机肥料，既可减轻城市环境污染又为园林绿化开辟了新肥源。③控制融雪剂的危害。冬季降雪时，市区通常喷洒高浓度的氯化钠溶液，以加速融雪，这些盐水一旦接触到植物，就会对植物产生严重危害。为防止融雪盐水的危害，应严格控制化雪盐的合理用量，及时清除融化的雪水，严禁将带盐的雪堆到树木根区。

3.2 城区内土壤资源的利用与改良

3.2.1 建筑场地表层土壤的利用

在城市建设快速发展的时期，建设需土量大，但因人均耕地少，土壤资源严重短缺。而在现实中，土壤资源的破坏和浪费现象不断发生。不少施工单位，不珍惜土壤资源的保护，常把熟化表土作为建筑回填土压到建筑物下，或是把污染不严重、土壤侵入体少且可筛分的土壤随便清除掉。为此，对建筑场地范围内的表层土壤要进行充分利用，并采取以下规范措施。

（1）凡在规划区内，正在或将要进行建筑施工的地方，一定要在开挖基础前，把表层熟化土壤起走作为绿化建设土资源储备起来。起土深度可根据地下建筑深度确定，一般40～100cm，最低不应少于40cm。

（2）因土制宜合理利用。对城市废弃土，凡是污染不严重、侵入体在20%以内，一定要把侵入体筛分出来后，仍作为园林绿化种植土使用；对污染严重、侵入体超过20%的土壤可作为1m土层以下的回填土使用。

（3）对绿化不能使用的土壤，可作为建筑物下层回填土使用。

3.2.2 劣质土壤资源的利用和改良

在园林绿化建设中，由于土源缺乏，大部分客土土源取自于土壤底层（1m以下）和建筑物下的生土，以及河泥、湖泥等，这些劣质土壤质地粘重，无结构，缺少空气孔隙，土体表面潜育化特征明显，还原性物质较多，有机质含量低，土壤养分匮乏，部分土壤呈强碱性。在使用前必须先调查土壤的来源地，如属工厂排放的废水形成的有毒污泥则禁止使用。为保证园林植物的栽植成活和健壮生长，劣质土壤应采取以下措施进行改良。

（1）风化冻融和淋洗。由于此类土壤为未风化生土（包括湖泥、河泥），在栽植植物前，要扩大栽植穴的深度和面积，一般要比正常栽植土大20%～30%，并将坑穴内土壤翻到穴的两侧，经过冬季冻融、春季晒垡和夏季淋溶，风化时间大约需6～8个月，待土体疏松氧化、还原性毒物降解后，方能栽植。

（2）改良粘结性。为改进客土土源的机械组成，按土体重量计算，可掺入粗性物质（粗砂、砾石、风化砂、炉灰渣等）和粉煤灰各10%，也可加入适量草炭。

（3）普施有机肥。为改善土壤结构和提高土壤肥力，种植土层要普施有机肥，一般为10～15kg／m2（腐熟有机肥取低值，粗有机肥取高值）。根据需要还可适当增加化学磷肥。

（4）化学改良。如土源pH值大于8.5，则应进行化学改良，施入磷石膏或脱硫石膏1.0～1.5kg／m2。

以上措施中掺入的粗性物质、有机肥和改良剂必须与栽植回填土充分混合均匀，以提高改良效果。

［1］刘先觉，郭育文.天津园林绿化技术［M］.天津：天津科学技术出版社，2009.

［2］冷平生.园林生态学［M］.北京：中国农业出版社，2003.