有机覆盖物对城市绿地土壤含水量的影响

施正华

摘 要：有机覆盖物是将绿化中的废弃物进行粉碎、加工，再覆盖于城市绿地中的有机物。针对有机覆盖物对地表土壤的保水性，综述了不同材质、不同覆盖厚度对不同绿地用地、不同土壤深度及不同季节变化的土壤含水量影响，并分析了有机覆盖物保水机理，以期为有机覆盖物在城市园林绿化建设中的开发应用提供参考。

关键词：有机覆盖物；城市绿地；土壤含水量

中图分类号：S152.7 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0184-02

Abstract： Organic mulch is the organic matter that the waste in the greening is crushed， processed， and then covered in the urban green space. In this paper， the effects of organic mulch on the soil moisture content of different green land， different soil depth and different seasons are reviewed. The water retention mechanism of organic mulch is analyzed in order to provide reference for the development and application of organic mulch in urban landscape construction.

Keywords： organic mulch； urban green space； soil moisture content

1 概述

土壤水分影响着土壤中营养物质的传递和存在形式，影响着土壤微生物的新陳代谢，影响着植物体内的水分状况，对植物的生长具有重要意义[1]。然而，土壤干旱缺水是世界性问题，全球干旱半干旱地区占陆地总面积的1/3，我国也占到了国土陆地面积的一半[2]。不仅如此，随着人们对居住环境要求指标的提高，在城市绿地内大范围的铺设灌木、草坪，造成十分严重的耗水现象[3]。因此，具有保水作用的有机覆盖物应运而生，有机覆盖物是将城市绿化中的废弃物或林业生产过程的碎屑进行加工处理，接着再返回到城市绿地中，从而实现了资源的再利用。研究表明，在土壤表面铺上有机覆盖物之后，土壤的蒸发率降低了，而土壤含水量反而升高了，但其中的具体实现效果说法不同[4]。对此，本文针对有机覆盖物的保水作用进行系统地研究，以期能为有机覆盖物在城市的园林绿化建设中的运用提供一些理论依据和技术指导。

2 有机覆盖物对土壤含水量的影响

2.1 不同材料对土壤含水量的影响

目前，国内关于有机覆盖物对城市绿地土壤影响的研究还处于起步阶段，推广运用到市场的有机覆盖材料还比较单一，相关的应用研究也比较少。故针对上述问题，阚丽艳等人[5]以核鳞、木屑、松针、树皮和枯叶作为有机覆盖物材料，结果发现，在马尼拉草地上覆盖树皮后土壤含水量达到最高，比裸土提高12.5%，其次是核鳞、松针、枯叶和裸地，木屑由于质地太细，影响水分渗透，覆盖后土壤含水量反而低于裸土，而刘巧玲等人[6]研究发现树皮等有机覆盖物也能起到节水增效作用效果极佳。此外，王惠杰等人[2]研究表明，对土壤水分的抑蒸效果分别是阔叶类、条状类、茎秆类和生活废弃物，并且棉花叶等阔叶类覆盖材料抑蒸水量最大值达到1.14kg/kg。而美国植物学教授A.Kohl等人[7]关于透水和不透水覆盖物对土壤的入渗率研究表明：枯枝落叶等透水覆盖物与石头等不透水覆盖物相比，对于小区土壤的入渗率差异明显，并且随着盖度增加，土壤入渗率显著提高。由此说明，不同的覆盖材料对土壤水分的抑制蒸发效果不一样，如木屑等质地太细的覆盖物，在浇完水后易形成结壳，影响水分渗透，不适宜作有机覆盖物；但类似树皮等表面粗糙、富有弹性的园林废弃物，吸水性强，保水效果好，很适宜在城市绿地土壤表层铺设，可有效防止土壤水分蒸发，从而有效提高土壤含水量。

2.2 不同厚度对土壤含水量的影响

虽然单一厚度的覆盖物对土壤蒸发量有减少作用，但单一厚度的研究往往只考虑到材料和温度因素对土壤水分蒸发的影响，对其他因素涉及不多。因此，冀宏等人[8]通过对不同覆盖厚度的土壤蒸发量进行研究，结果发现不同厚度的同一覆盖物主要通过调节土壤表层温度、到达土壤表层的太阳辐射强度以及与土壤表层接触的空气流动速度等因素来影响土壤水分蒸发，其中覆盖7cm麦秸的土壤水分蒸发量比裸土降低了74.5%，覆盖5cm麦秸的土壤水分蒸发量与裸土相比也可降低67.5%以上，这与陈素英的秸秆覆盖厚度对麦田土壤蒸发量影响结果相似。此外，陈进勇等人也研究发现，覆盖5cm有机覆盖物后土层20cm的土壤含水率与裸土相比，可提高2～7个百分点，这个结果与CHEN等人基本一致。不过，美国对不同覆盖深度下风速对水汽蒸发的影响研究表明，在同一覆盖条件下，随着风速的增大，蒸发率迅速增高，但秸秆覆盖下的蒸发率初始时随覆盖厚度的增加而线性递减，当覆盖层厚度超过3cm后，继续增加风速对蒸发率几乎没有影响。此外，研究表明，覆盖物过厚会造成一些粘重的土壤积水，进而降低了土壤含氧量，不利于提高地温和促进土壤养分分解，所以，覆盖物不宜超过10cm，以5cm左右为宜。

2.3 有机覆盖物对不同绿化用地土壤含水量的影响

针对不同园林绿化用地，陈岩等人选择庭院绿地、公园绿地、道路绿化带3个位点铺设覆盖物，在雨后测定土壤含水量，结果发现，覆盖上有机物的土壤均比未覆盖有机物的土壤含水量高，平均高出31.75%，其中庭院为壤土，保水性能较好，所以覆盖前后含水量差异较小，而公园及路旁绿地土壤质地较差，建筑垃圾也较多，所以在雨后三天土壤的含水量出现明显差异，因此有机覆盖物更适宜铺设在土壤质地较差的绿地上。张艳等人也研究有机覆盖物对城市园林植物不同的土壤含水量影响，结果发现，覆盖在裸地上的松针对土壤含水量的提高率可高达32.23%，覆盖在马尼拉草地上树皮的提高率高达13.40%，覆盖在茶梅灌木地上枯叶的提高率高达32.47%，进一步说明覆盖物在裸土和灌木下的土壤含水量提高效果更显著，因此，我们更适宜将覆盖物铺设在裸土或者质地较差的土壤表面，从而让有机覆盖物发挥更大的保水作用。

2.4 有机覆盖物对不同深度土壤含水量的影响

陈玉娟等人通过测定覆盖后不同土壤层次的土壤含水量提高率发现，铺设3cm覆盖物在S0-10、S10-20、S20-30和S30-40这四个不同的土壤深度下，土壤含水量的提高率分别为10.4%、15.2%、14.6%和1.0%，而铺设5cm时仅在S0-10深度处提高12.7%，其余深度与裸土持平甚至低于裸地。这与李成华提出的覆盖有机覆盖物对土壤湿度的作用效果将随土壤深度的增加而不断减小，当土壤深度20cm以下，覆盖层对土壤湿度将无明显影响的说法基本一致。因为随着土壤深度的增加，覆盖物对土壤含水量影响将越来越弱，甚至会造成负影响，因此，铺设厚度并不是越厚越好，一般3～5cm为宜。

2.5 有机覆盖物对不同季节变化土壤含水量的影响

土壤含水量将产生季节性变化，这主要是通过试验地区的降水量和植被的蒸散消耗量这两个因素而决定的。周翔等人在裸地上覆盖上不同厚度的有机覆盖物，结果发现土壤经覆盖处理后，四季的含水量均显著高于裸土，并具有明显的季节变化。因为夏、秋两季的蒸腾作用比较剧烈，并且降水量较多，因此覆盖作用在夏秋两季的影响比冬春两季更为明显，这个结果与陈玉娟等人基本一致。此外，还有研究表明，在旱季時，森林中的枯枝落叶有着极好的保持土壤湿度的能力，因为除了能蓄积雨水外，它还能阻止水分被传递到地面上而蒸发掉，从而有效地保持水分，李东海等人通过在人工林林下铺设有机覆盖物也证明了这一点。因此，有机覆盖物铺设以春季苗木栽植后最合适，通过保证土壤的湿润和疏松，从而可在旱季到来前提高植物栽植成活率，此外，在灌溉条件相对较好、气候为季节性干旱的地区，可铺设7～10cm厚度的覆盖物，从而可降低干旱胁迫性状；而在雨水较为丰富的地区，在粘重土壤上可铺设5～7cm的覆盖物，此厚度更适宜树木的生长。

3 有机覆盖物保水原理

覆盖有机覆盖物后，其土壤的保水效果要明显优于裸地，主要原因为，一方面覆盖物能有效地缓解土壤水分朝地表上部流动；另一方面是由于有机覆盖物的物理阻挡作用，可使土壤表面的水分不易蒸发；此外，铺设完有机覆盖物后，会使土壤-植物-大气所构成的水系统循环体系发生变化，导致土壤水分和大气的交换被切断，阻止了水分沿着土壤毛细管输送到地面而被蒸发，使土壤水分从深层蒸发后凝结成水滴又返回土壤，形成了内部水分循环，从而有效地保持土壤的水分，减少了土壤湿度的变化，进而促进了植物生长，起到了节水、保水的作用。

4 结束语

综上所述，在实际的城市园林绿化建设中，应按照不同的土壤性质以及不同的气候状况，从而选择运用不同类型的有机覆盖材料及铺设不同的覆盖量厚度，以达到最佳的土壤保水效果，这样既可做到经济实惠，又能做到保持水土、增加土壤肥力的效果，最终能实现经济效果、生态效果及观赏效益的同步提升。

参考文献：

[1]高志红，张万里，张庆费.森林凋落物生态功能研究概况及展望[J].东北林业大学学报，2004，32（6）：79-81.

[2]王慧杰，冯瑞云，张志军，等.不同有机覆盖物对土壤水分蒸发的影响[J].山西农业科学，2009，37（6）：42-44+49.

[3]杨艳.有机覆盖物在“节约型园林”中的应用[J].四川建筑，2017，37（1）：11-13.

[4]魏钰.有机覆盖物在植物园的应用[J].科技潮，2007，1（2）：22-23.

[5]阚丽艳.有机覆盖物对园林马尼拉草土壤水分、养分、微生物的影响及肥力综合评价[J].上海交通大学学报（农业科学版），2016，34（4）：76-83.

[6]刘巧玲，孙守文，冯大千，等.不同覆盖物对城市绿地保水效果的试验研究[J].新疆农业科学，2006，43（5）：436-438.

[7]催向新，蒙仲举.不同粒径砾石覆盖对土壤水分蒸发的影响[J].中国农村水利水电，2009，10（3）：21-23.

[8]冀宏，黄雄，郑健，等.不同覆盖条件对土壤水分蒸发的影响[J].节水灌溉，2010，1（4）：29-32.