海盐历史文化风貌区绿地土壤性状及保持土壤功能分析
2019-12-04刘魏卫
刘魏卫
(盐城市园林科学研究所,江苏 盐城 224002)
随着城市化进程的加快,土地利用、植被覆盖随之发生变化,毁坏植被、顺坡种植、生产建设活动以及季节性降水丰沛等导致水土流失问题仍十分严峻。江苏省平原沙土区水土流失面积主要集中在盐城市,达1 187 km2,占平原沙土区总流失面积的52.5%。通过调查盐城市海盐历史文化风貌区绿地土壤现状,对景区绿地保持土壤的服务功能进行定量分析,可为当地城市绿地管理、绿地生态建设提供科学依据[1]。
1 研究区概况
海盐历史文化风貌区位于盐城市亭湖区,属暖温带向亚热带过渡性气候,年均气温为14.1 ℃,年降水量为1 047.5 mm,土地为沙质土壤,主要有潮土、水稻土,地带性植被为北亚热带落叶常绿阔叶混交林;总占地面积110.00hm2,绿化面积64.80hm2,乔、灌木覆盖面积43.32 hm2。以串场河景观带为滨河景观主脉,串联起海盐博物馆、盐渎公园、盐镇水街、水城绿地,形成景区的核心框架。
2 绿地土壤理化性质
2.1 土壤容重
如表1所示,绿地土壤容重数值在1.28~1.55 g/cm3,平均值为1.42 g/cm3。其中,海盐博物馆草坪面积较大,人为踩踏严重,造成土体紧实,土壤容重最高;水街绿化较少受到人为活动干扰,容重值较低。
2.2 通气孔隙度
如表1所示,样地土壤通气孔隙度在4.38%~8.44%,平均值为5.91%。其中,土壤通气孔隙度在5%以下的有51.22%,土壤通气性较差。
2.3 土壤pH值
如表1所示,采样土壤pH值在7.86~9.06,平均值为8.39,低于市区绿地土壤pH 平均值8.53。不同区域绿地土壤pH值表现为盐镇水街(8.89)>水城(8.51)>串场河景观带(8.43)>海盐博物馆(8.4)>盐渎公园(8.21)。土壤pH 值在8.0~8.5 的占65.52%,在8.5 以上的达到31.03%,绿地土壤偏碱性。
2.4 土壤有机质
如表1所示,土壤有机质含量在8.71~47.25 g/kg,平均值为19.57 g/kg。不同区域绿地土壤有机质含量表现为盐渎公园(27.84 g/kg)>水城(18.57 g/kg)>盐镇水街(17.85 g/kg)>串场河景观带(13.46 g/kg)>海盐博物馆(13.07 g/kg)。其中,土壤有机质含量在3 级及3 级以上水平占27.59%(20 g/kg以上),65.52%的绿地土壤有机质处于4 级水平(10~20 g/kg),6.9%的绿地处于5 级水平(6~10 g/kg)。绿地土壤有机质含量总体偏低,可给态养分相对含量低。
2.5 土壤水解性氮
如表1 所示,供试土壤水解性氮含量在21.84~197.36 mg/kg,平均含量为79.74 mg/kg,高于市区绿地土壤水解性氮平均含量64.66 mg/kg。不同区域绿地土壤水解性氮含量表现为盐渎公园(92.91 mg/kg)>水城(91.67 mg/kg)>盐镇水街(75.08 mg/kg)>串场河景观带(64.27 mg/kg)>海盐博物馆(53.22 mg/kg)。20.69%的绿地土壤处于3级及3级以上水平(90 mg/kg以上),41.38%的样地土壤处于4级水平(60~90 mg/kg),34.48%的绿地土壤处于5 级水平(30~60 mg/kg),3.45%的绿地土壤处于6级水平(30 mg/kg以下),部分土壤供氮能力不足。
2.6 土壤有效磷
如表1 所示,土壤有效磷含量在2.42~84.26 mg/kg,平均含量为15.35 mg/kg,略低于市区绿地土壤有效磷平均含量15.46 mg/kg。不同区域绿地土壤有效磷含量表现为盐镇水街(34.63 mg/kg)>盐渎公园(30.21 mg/kg)>水城(20.05 mg/kg)>串场河景观带(19.56 mg/kg)>海盐博物馆(4.99 mg/kg)。其中,58.62%的土壤有效磷含量处于3 级和3 级以上水平(10~20 mg/kg),27.59%的绿地土壤处于4 级水平(5~10 mg/kg),10.34%的绿地土壤处于5级水平(3~5 mg/kg)。除海盐博物馆绿地有效磷含量水平偏低外,其余区域有效磷含量较丰富。
2.7 土壤速效钾
如表1 所示,所测绿地土壤速效钾含量为87.57~558.32 mg/kg,平均含量为262.65 mg/kg,高于市区绿地土壤速效钾平均含量232.60 mg/kg。不同区域绿地土壤速效钾含量表现为串场河景观带(327.89 mg/kg)>盐镇水街(283.80 mg/kg)>水城(280.49 mg/kg)>盐渎公园(225.12 mg/kg)>海盐博物馆(163.14 mg/kg)。75.85%的土壤样品速效钾含量在200 mg/kg 以上(1 级水平),13.8%的土壤样品速效钾含量在150~200 mg/kg(2 级水平),6.9%的土壤速效钾含量位于100~150 mg/kg(3级水平),3.45%的土壤速效钾含量在50~100 mg/kg(4 级水平),绿地土壤中速效钾含量较丰富。
2.8 土壤水溶性盐
如表1所示,水溶性盐含量数值在0.12~1.48 g/kg,平均值为0.54 g/kg,略高于市区绿地土壤水溶性盐平均含量0.51 g/kg。不同区域绿地土壤水溶性盐含量表现为水城(1.02 g/kg)>串场河景观带(0.56 g/kg)>海盐博物馆(0.44 g/kg)>盐镇水街(0.41 g/kg)>盐渎公园(0.36 g/kg)。研究结果表明,89.66%的绿地土壤含盐量<1 g/kg,对植物不会产生盐害;10.34%的绿地土壤含盐量在1~2 g/kg,为轻度盐化土,植物幼苗易受危害。
表1 绿地土壤理化参数统计特征
3 保持土壤功能
3.1 减少土壤侵蚀
按照机会成本法来计算减少土壤侵蚀价值[2]。根据国家林业局数据统计,2018 年全国林业总产值是7.33 万亿元,全国林地面积为31 066.67万hm2,单位面积林地平均产值为2.36万元/hm2。近几年盐城市平均土壤侵蚀模数值为400 t/(km2·a)[3],中国耕地土壤表土平均厚度值为0.5 m,土壤容重平均值为1.42 g/cm3。减少土壤侵蚀价值计算公式如下:
式(1)中,B(se)是减少土壤侵蚀价值,M是土壤侵蚀模数,A是绿地面积,Ff是单位面积林业用地平均产值,ρ土是土壤容重,H是土层厚度。通过计算,景区绿地减少土壤侵蚀价值为8.616万元/年。
3.2 减少泥沙淤积
我国土壤侵蚀流失的泥沙总量中,约有24%淤积于水库、江河和湖泊。根据蓄水成本来计算绿地减少泥沙淤积灾害产生的价值[4]:
式(2)中,B(ss)是绿地减少泥沙淤积的价值;M是土壤侵蚀模数;A是绿地面积;Fw是水库单位库容造价,取平均水库库容造价6.11元/t[5];ρ土为土壤容重。通过计算可得绿地减少泥沙淤泥价值为2.677万元/年。
3.3 土壤肥力保持
绿地不仅可以减少水土流失,而且可保持土壤中的营养物质。通过土壤氮磷钾营养物质的平均值来衡量,用所施的化肥成本来替代绿地保持的营养物质价值,土壤中氮磷钾的含量用水解性氮、速效磷和速效钾来表示[6]。绿地保持土壤肥力价值计算公式如下:
式(3)中,B(cf)为绿地保持土壤肥力价值;Ci为土壤氮磷钾营养元素与化肥过磷酸钙、硫酸铵和氯化钾的换算系数,数值分别为5.130、4.808、1.820;Ei是土壤氮磷钾的平均值;M为土壤侵蚀模数;A为绿地面积;Fi为过磷酸钙、硫酸铵和氯化钾肥的市场价格,分别为710、900、2 350 元/t。通过计算,景区绿地保持土壤肥力价值为3.951万元/年。
4 结论与建议
4.1 结论
通过对景区绿地土壤的检测分析,发现绿地土壤较紧实,容重较高,通气性差;土壤整体偏碱性;有机质含量偏低,速效钾含量丰富,部分土壤水解性氮、有效磷含量明显不足;养分分布不均匀,除pH 值、容重变异较小,其他指标都有不同程度的变异。其中,盐渎公园土壤肥力较好,海盐博物馆土壤养分整体处于中低等水平,结构性差,供肥能力弱。
不同区域绿地减少土壤侵蚀量及减少泥沙淤积量的差别主要体现在绿地面积上,即盐渎公园>串场河景观带>盐镇水街>海盐博物馆>水城;肥力保持方面,不仅取决于绿地面积,还与绿地质量密切相关,结果显示,盐渎公园>串场河景观带>盐镇水街>水城>海盐博物馆。
4.2 建议
为提高城市绿地的生态服务效益,充分发挥绿地系统的生态服务功能,可采取以下对策。一是改善土壤结构,提高土壤肥力。施用有机肥料,改善绿地土壤的保水、保肥性能;根据土壤的养分状况和不同植物的需肥特点,补充营养元素的不足,提高绿地土壤综合质量。二是增加植被覆盖,提高土地利用价值。结合森林城市建设,增加绿量,降低土壤的可侵蚀性,增强土壤的抗逆能力,维持绿地系统生态平衡。三是科学规划,加强城市绿地资源的保护与利用。优化城市绿地结构,提高城市绿地管理水平,使城市绿地生态系统服务功能得到改善,做到改良、用地、养地相结合,水土利用与水土保持相结合,社会效益与经济效益相结合。