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城市绿地涝渍的形成及其对园林植物的影响

2012-08-15陈祝林章裕娇李旭勇

绿色科技 2012年7期
关键词:绿地根系整理

陈祝林,章裕娇,李旭勇

(1.浙江省晟民园林建设有限公司,浙江 金华 321000;2.浙江省金华市园林管理处,浙江 金华 321000;3.浙江省佳禾园林绿化有限公司,浙江 金华 321000)

1 引言

随着经济的发展、人们生活水平的提高以及城市化进程的加快,城市绿地也随之积极建设,这对提高居民生活舒适性、生活质量有着重要意义。园林植物生长需要一个适宜的环境,其中就包含水分因子。水分缺少,植物就会生长不良,甚至死亡;水分过多,亦然。水分过多引起的对植物伤害,包括土壤水分饱和时引起的湿害以及地面积水淹没植物局部或全部引起的涝害。在一些城市绿地中,存在着涝渍危害,引起植物生长不良,甚至死亡,导致景观效果下降或丧失。在实践中,涝渍危害造成的损失往往比旱害大的多。

2 城市绿地涝渍形成的原因

2.1 地下水位过高

绿地现场地势低,地下水位高,或绿地靠近水体,雨季或暴雨后水体水位上涨,绿地地下水位随之上升,致使园林植物根系所处的土层土壤处于水分饱和状态,引起渍害。

2.2 排水系统缺乏或功能不良

绿地面积较大,未设计建造排水系统,只依靠地表自然排水,低洼部位雨水不易排出。有的绿地虽然建有排水系统,但雨水口位置设置不当,或绿地地形整理不当,致使雨水不能汇入雨水口。绿地排水系统养护管理跟不上,管道堵塞,排水不畅。

2.3 土壤透水性差

土壤质地粘重,透水性差。采用粘土回填,透水性差。有的采用淤泥、湿土回填,由于淤泥本身孔隙率很小,用淤泥、湿土回填,易造成土壤板结,不易透水。绿地大面积土方回填采用机械施工时,因汽车、铲车等运土机械来回反复碾压,下面形成一个致密的不透水层,导致上面的土壤水分无法下渗。种植穴处于土质致密处或岩石处,种植穴似一口“缸”,水分无法向外渗透。

2.4 长期连绵阴雨

春季、梅雨季节的连绵阴雨,致使土壤长期处于水分饱和状态。

2.5 植物选用不当

对植物习性不熟悉,误将不耐涝渍的植物当作喜湿植物来应用,致使植物根系长期处于过湿或水分饱和状态的土壤中。

3 影响涝渍危害程度的因素

3.1 植物因素

植物的耐涝能力不同,涝渍所引起的危害程度也不同。植物的耐涝能力强,涝渍危害程度轻;否则,涝渍危害程度就重。植物的耐涝能力与植物的种类、砧木、树龄、生长状况有关。

植物的种类不同,其耐涝性也不同。如在36个树种中,长叶竹柏、常蕊木兰、云南拟单性木兰、乐昌含笑、海南大头茶耐涝能力强,峨眉含笑、福建柏、北美红杉、日本冷杉、天竺桂、连香树、金钱松、柔毛大叶桂樱、光叶槭等耐涝能力较弱,南方红豆杉、大果山香园、光皮树、硬壳柯、伯乐树、灰柯、红花木莲、桂南木莲、鹅掌楸、光叶拟单性木兰、红楠、花榈木等耐涝能力弱[1]。冬青属3种植物的耐涝能力也不同,无刺枸骨优于冬青,冬青优于绿冬青[2]。

树种相同,砧木不同,耐涝能力不同。柑橘树以酸橙作砧木的,耐涝能力最强。

同一树种不同树龄其耐涝能力也不同。成年枇杷树较1年生嫁接苗耐涝能力强,这可能与成年树根系旺盛、生活力强有关。

树木的生长状况也影响其耐涝能力。生长健壮、根系发达的植株,耐涝性强;反之,则弱。新移植树木根系伤口多,呼吸作用加剧,且伤口未愈合,耐涝能力差。

3.2 环境因素

植物涝渍危害程度与涝渍的时间、淹水深度以及淹水时水的流速有关。涝渍时间长,植物受害的程度就重。淹水深度大即植株受淹的部位高,受害程度就重。在未引起植株倒伏或连根拔起的情况下,洪涝时水的流速大,受害较轻。这可能与缺氧的时间长短、程度有关。

温度对涝渍危害程度也有影响。冬季气温较低,植株处于休眠状态或生命活动弱,需氧量小,涝渍危害程度轻。春季气温升高,植株生命活动增强,涝渍危害程度较重。梅雨季节,气温高,植株生命活动强,呼吸作用所需的氧多,涝渍危害程度重。

4 涝渍对园林植物的影响

4.1 对植物形态的影响

植物受涝渍危害时,其外部形态、显微结构和超微结构都会产生明显变化。

植物受涝渍危害后,生长减缓,植株较正常情况下小。新叶形成速度较正常情况下变慢,叶片、叶面积变小且变薄,叶色变黄,叶片弯曲下垂,出现萎蔫。一些植物叶尖会出现枯焦。

植物在涝渍胁迫下,根系生长受到抑制,根的数量减少,体积变小。一些不耐水淹的植物在无氧呼吸情况下,产生并积累乙醇、乙醛等有毒物质,引起根系死亡。淹水环境下,一些植物产生不定根。

淹水会使植物细胞排列疏松,细胞间隙增大,通气组织发达。高丛越桔在淹水条件下其叶片表皮较未淹水的植株薄,海绵组织中的细胞间隙较大,栅栏组织比较整齐。越桔茎在淹水线上下有过度生长的皮孔组织排列,增加了茎和枝条表皮通气组织的形成[3]。

细胞膜系统在淹水条件下会发生变化。随着淹水时间的延长,植物叶片细胞内液泡膜、叶绿体被膜、线粒体、核膜遭到破坏,叶绿体、线粒体、细胞核逐渐解体,细胞死亡。

4.2 对植物生理生化的影响

涝渍对植物的伤害主要是由于缺氧胁迫引起的。缺氧时,三羧酸循环不能顺利进行,糖酵解代谢的末端产物丙酮酸通过乙醇发酵等途径氧化成乳酸、乙醇、乙醛等中间产物,积累到一定程度可能对细胞产生毒害。乳酸积累引起细胞质pH值下降。当细胞质pH值下降和液泡上升到一定程度时,就会发生质子渗透,破坏液泡-细胞质质子梯度浓度,导致细胞死亡。在涝渍条件下,叶面积小,叶绿素含量低,植物光合作用下降,光合产物减少。同时,由于缺氧,无氧呼吸产生的能量低,为维持生命活动,需消耗更多的贮藏物质。

在涝渍逆境下,植物体内的保护酶系统发生变化。银杏淹水15d内,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高。随时间延长,胁迫加重,SOD、POD、CAT活性降低。因叶片组织多种酶活性降低,脯氨酸氧化受阻,且谷氨酸合成脯氨酸速度增加,出现游离脯氨酸积累,在细胞质中调节渗透平衡,对细胞质中的各种酶起到保护作用。丙二醛在涝渍胁迫下含量增加。它是膜脂过氧化的主要产物之一,对细胞有毒性,能引起细胞膜功能紊乱,并对许多功能分子有破坏作用[4]。

5 避免或降低城市绿地涝渍危害的措施

5.1 设计方面

5.1.1 合理设计排水系统

目前,一些绿地设计时只有很少的排水设施,或根本没有排水系统。一些设计师认为,利用地表排水和土壤渗透能够排出雨水,且建造排水系统对绿地的景观有影响,因此一味强调地表自然排水而不建造排水系统。然而,一些绿地由于土质粘重、因机械回填造成下层土壤密实,以及地下建构筑物、管线、岩层等原因,土壤的渗透能力很差。地表自然排水因受地表植被阻碍流速慢且路径长,排水时间变长,如果绿地整理不平整的话,易形成积水。新建绿地利用地表自然排水易造成土壤冲刷,水土流失。利用地表自然排水,雨中、雨后园路易积水,导致游人行走不便。为使雨后绿地及时排干雨水,应该根据绿地面积大小、高差、土质、地下情况,结合当地天气因素,合理设计排水系统。排水系统可明暗结合,既可保证绿地排水,又可减少对绿地景观的影响。

5.1.2 科学配置植物

为避免城市绿地植物产生渍害,设计人员除合理设置排水系统外,还应了解植物的耐涝性,科学配置植物种类。一些设计人员认为能自然生长于水岸边的树就是耐涝树种。如果将其中的某些树种用于绿地低洼易积水处或水岸边种植,就极易发生渍害。因此,了解这些树是否耐涝具有重要意义。自然生长于水岸边的一些树,多是由种子在土中萌发长成的。在植株根系在垂直和水平方向上伸展的同时,岸边的土在水的侵蚀下逐渐崩塌,久而久之,一些树的根系就会位于水中。但植株的部分根系在水中,并不意味该树种就耐水淹。一些树的根系侧向岸边土中,而水中的根系死亡,就证明了这一点。再者,一部分个体可能因不能适应此环境已消亡。由于渍害对植物的主要影响是因缺氧引起的,设计人员还应考虑水的含氧量。自然水体一般较大或呈流动状态,水体含氧量相对较高;而绿地中积水多为死水,含氧量较低。因此,设计人员要熟悉植物习性,因地制宜,科学配置植物种类。

5.2 施工方面

5.2.1 土方回填

首先,要控制好土壤种类。种植层土壤最好选用壤土,但实际施工中因条件所限往往无法满足。回填土不得使用淤泥、湿土。鉴于粘土透水性差,以掺和一定量的砂或砂土为宜。

其次,回填过程中要避免机械对种植土或其下层土壤过度碾压。在实践中,一些新建绿地苗木死亡率高,存活的苗木生长也不良。究其原因,是因为土方机械回填时,采用卡车、铲车运土,经车辆来回反复碾压,土变得非常密实而形成一个不透水层,雨时产生渍害。因此,土方回填时应合理组织土方运输,并对碾压密实的土层用挖机挖松。

5.2.2 地形整理

绿地地形整理应按绿地竖向设计要求进行。地形整理一般宜分次进行,从粗整理到细整理分3~4次。整理时施工段应尽可能划分得大些,最好同一坡面在一个施工段内。这样整理坡度易和顺,也不易积水。避免整理一小段苗木种植一小段,再整理一小段苗木种植一小段。如确实需要整理出一小段绿地用来种植,必须根据竖向设计要求,将整理的范围向外延伸3~5m,以利于以后绿地整理。

5.2.3 排水系统

一些绿地虽然建有排水系统,但不能发挥其应有的功能。有的是因为按照设计要求的位置、标高进行施工。有的是土方施工班组和排水系统施工班组未进行协调,各自为政,造成雨水口不在绿地的最低处,雨水不能汇入其中,或雨水口虽位于绿地最低处,但雨水口高于绿地,雨水排不干。因此,施工单位应按照设计要求进行施工,并做好各工种之间的协调,使排水系统发挥应有的功能,避免绿地产生涝渍。

5.3 出现涝渍危害后的处理

出现涝渍危害后,首先要做好排水系统的疏通工作,尽快排除积水,降低地下水位。对出现严重症状的树体及时修剪,剪去花果,根据受害的严重程度酌情留部分叶片,以减少蒸腾。对外露的树干、大枝用石灰水涂刷,并用稻草绳等进行包裹,以免枝干开裂、日灼而染病。扒开树盘下的土壤进行晾根,使土壤水分尽快蒸发,待1~3d晴好天气后,再进行覆土,以免根系晒伤。及时施肥,以促发新根和枝叶。因根系受损吸收能力弱,宜配以根外追肥。根外追肥时,结合喷施杀菌剂保护树体。

[1]夏江林,彭珍宝,范水平,等.36个稀有树种的耐性分析[J].植物资源与环境学报,2005,14(3):47~52.

[2]李淑琴,张 璐,张纪林,等.三种冬青属树种的耐涝性和耐旱性评价[J].生态学杂志,2007,26(2):204~208.

[3]吴 林,黄玉龙,李亚东,等.越桔对淹水的耐受性及形态生理反应[J].吉林农业大学学报,2002,24(4):64~690.

[4]何嵩涛,刘国琴,范卫国.银杏对水涝胁迫的生理反应(Ⅰ)——水涝胁迫对银杏膜脂过氧化作用及保护酶活性的影响[J].山地农业生物学报,2000,19(4):272~275.

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