水杉不同生长状态土壤质量分析

吴建英

上海市浦东新区公路管理署

1 前言

军港公路位于浦东东滩西侧，原为人民塘，路幅宽11m，由浦东新区第三公路管理所管养。自拱极路至南港公路路肩范围有约490株水杉为行道树。从2019年春季开始部分水杉展叶缓慢，新叶狭小，至5 月夏初已开始落叶陆续死亡100 多株。是何种原因导致水杉死亡是亟待查明的问题，才能针对性地采取措施，防止死亡数量扩大。为此，本文在军港公路的水杉死亡和水杉存活分别采集了土壤样品，测试土壤主要因子，通过分析明确水杉死亡原因，以便保护水杉资源和提高军港公路的生态效应和景观效果。

2 材料与方法

2.1 采样方法

本次采样自拱极路往南至南港公路约1km范围内的水杉死亡和水杉存活的不同土样。为摸清土壤剖面的状况。土壤样品进行分层采样。采集深度为0cm～30cm 的表土层，代号“A”，每个采样单元按连续蛇形采样法均匀布点，随机采集10～15 个采土点，用土钻采集0cm～30cm 深度的土样，然后将10～15 个样点的土壤混合成一个样品，代表一个采样单元的土壤，并采集了30cm～60cm 和60cm～90cm 的土样，土样代号分别为“B”和“C”。按上述方法分别设置已死亡的水杉7个采样单元，3层共21个土壤样品，存活的水杉设置5个采样单元，3层共15个土壤样品，总计12个采样单元的36个土壤样品供测试分析。

2.2 测定项目和方法

按国标LY/T1210-1275-1999《森林土壤分析方法》[1]规定的方法进行土壤样品测试分析。

pH用水土比为2.5:1浸提，电位法测定，电导率（EC）采用5:1水浸提，选用电导法测定，采用重铬酸钾容量法测定土壤有机质。

3 结果与分析

3.1 土壤pH差异比较

3.1.1 土壤pH总体分布差异

图1表明，军港公路土壤军港公路土壤全部为pH＞8.0的碱性土壤，pH＞8.5 的强碱性土壤也占44.1%，按国家住房和城乡建设部颁布的城镇建设行业标准CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》规定[2]，pH5.0～8.3 为合格，则军港公路土壤总体合格率仅为8.33%。

图1 军港公路土壤pH总体分布差异

3.1.2 水杉不同生长状态土壤pH比较

图2显示，水杉死亡土壤pH合格率为0%，土壤pH平均值为8.66±0.22，变异系数为2.54%（n=21）；水杉存活土壤的pH合格率为20%，土壤pH平均值为8.42±0.11，低于水杉死亡土壤，而且变异系数仅为1.27%（n=15）。

图2 水杉不同生长状态土壤pH平均值比较

3.1.3 水杉不同生长状态土壤pH分布差异

由图3表明，水杉死亡土壤pH主要为>8.5的强碱性土壤，比例为66.6%；水杉存活土壤pH80%土壤分布pH8.0～8.5 区间内，pH>8.5的强碱性土壤仅占20%。经t检验，t值为4.14，均大于t0.01和t0.05，差异极显著，土壤pH 偏高对水杉生长有影响，是水杉生长的主要障碍因子之一。

图3 水杉不同生长状态土壤pH分布差异

3.2 土壤EC值差异比较

3.2.1 土壤EC值总体分布差异

由图4 可知，44.4%土壤EC 主要分布在0.15mS·cm-1～0.3mS·cm-1区间内，0.3mS·cm-1～0.9mS·cm-1占25.0%，>0.9mS·cm-1占22.2%。国家住房和城乡建设部颁布的城镇建设行业标准CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》规定土壤EC 值0.15mS·cm-1～0.9mS·cm-1为合格，则合格率为69.4%，表明盐渍化土壤有一定比例。

图4 军港公路土壤EC总体分布差异

3.2.2 水杉不同生长状态土壤EC值差异比较

由图5 可知，水杉死亡土壤EC 值合格率为61.9%，土壤EC的平均值偏高，为1.087±0.833mS·cm-1，变异系数较大，为76.6%（n=21）；但水杉存活土壤EC的合格率则达80%，土壤EC平均值为0.188±0.043mS·cm-1，变异系数为22.7%（n=15）。

图5 水杉不同生长状态土壤EC值平均值比较

3.2.3 水杉不同生长状态土壤EC值分布差异

图6 显示，水杉死亡土壤EC 值>0.9mS·cm-1的土壤高达38.1%，表明土壤有明显的盐分积累，一般认为土壤EC 值在0.15mS·cm-1～0.3mS·cm-1范围内最为适宜；水杉存活土壤EC 值全部在0.1mS·cm-1～0.3mS·cm-1区间内，其中0.15mS·cm-1～0.3mS·cm-1占80%，土壤EC值在适宜的范围内，说明水杉存活土壤无盐分积累，可溶性离子含量适中。经t 检验，t 值为4.44，均大于t0.01和t0.05，差异极显著，水杉死亡土壤EC 值明显高于水杉存活土壤，土壤EC偏高，土壤积累盐分，是导致水杉死亡的最主要的原因。

图6 水杉不同生长状态土壤EC值分布差异

3.2.4 水杉不同生长状态土壤EC值剖面差异分布

由图7 可见，水杉死亡土壤EC 值表土层和心土层的平均值均为1.161mS·cm-1，底土层土壤EC 值也大于合格值的上限0.9mS·cm-1，土壤各剖面层次的EC 平均值偏高，均有明显的盐分积累；水杉存活土壤EC 值表土层和心土层的平均值均为0.171mS·cm-1，底土层土壤EC值也大于合格值的下限0.15mS·cm-1，土壤剖面层次的EC 平均值均在适宜的范围内。

图7 水杉不同生长状态土壤EC值剖面差异分布

3.3 土壤有机质

3.3.1 土壤有机质总体分布

从图8 可知，军港公路土壤有机质含量61.1%分布在10g·kg-1～20g·kg-1；土壤有机质含量>20g·kg-1土壤也达36.2%；国家住房和城乡建设部颁布的城镇建设行业标准CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》规定，土壤有机质含量12g·kg-1～80g·kg-1为合格，则军港公路土壤有机质合格率为86.1%。

图8 军港公路土壤有机质总体分布差异

3.3.2 水杉不同生长状态土壤有机质差异比较

图9 显示，水杉死亡土壤有机质合格率为81.0%，平均值为17.88±5.36g·kg-1，变异系数为30.0%（n=21）；水杉存活土壤有机质的全部合格93.3%，平均值为20.07±6.44 g·kg-1，变异系数达32.1%（n=15），有机质含量尚可。

图9 水杉不同生长状态土壤有机质平均值比较

3.3.3 水杉不同生长状态土壤有机质分布差异

图10 表明，水杉死亡土壤有机质71.4%分布在10g·kg-1～20 g·kg-1区间内，其中40%在5g·kg-1～10g·kg-1之间，>20g·kg-1为28.6%；水杉存活土壤有机质主要分布在10g·kg-1～30g·kg-1区间内，但>20g·kg-1达46.7%，水杉存活土壤有机质含量稍好于水杉死亡土壤有机质。但经t 检验，t 值为-1.18，均小于t0.01和t0.05，差异不显著，土壤有机质含量并非导致水杉死亡的最主要原因。

图10 水杉不同生长状态土壤有机质分布差异

4 结论与讨论

4.1 土壤pH对水杉生长的影响

土壤pH 总体呈碱性，水杉死亡土壤以强碱性为主，显著高于水杉存活土壤，土壤pH是水杉死亡的土壤主要的障碍因子之一，需要施用酸性有机改良基质，降低pH值，才能控制水杉死亡继续蔓延。

4.2 土壤EC对水杉生长的影响

水杉存活土壤的盐分正常，但水杉死亡土壤存在盐渍化，盐分积累明显，是水杉死亡的最主要原因。

4.3 土壤有机质对水杉生长的影响

水杉存活土壤有机质含量稍高于水杉死亡土壤，但两者差异不明显，故土壤有机质含量并非是导致水杉死亡的最主要原因。

4.4 军港公路水杉死亡应对措施

浦东新区公路管理署养护三所辖区很大一部分属于原南汇东海之滨，偏盐碱地区，军港公路最早就是海塘筑起。近几年因建设需要，各种建设渣土填埋于附近的填堆场，全市土方车都排队途径多条公路，沿线尘土飞扬。加上一年多来浦东东滩的公益林、郊野公园的施工，每天有上百辆土方车进出军港公路，而浦东东滩的土壤为以滨海盐渍土为主，土体表现为盐分高、碱性强、有机质含量低、结构差[3]。根据现场考察和分析，军港公路的东侧水杉死亡率较高，实测土壤EC值较高，土方车离开时，轮胎将盐碱土带入军港公路的东侧。养护上采取冲洗喷洒，久而久之路肩土壤环境更为恶劣。从上述结论可以看出土壤pH 与土壤EC对水杉生长影响至关重要，其实后期补种同类品种在养护上已无可取之处，灌水洗盐等降碱洗盐措施可以作为应急措施，但针对大面积大长线可操作性并不强，而且长年累月的盐碱性土壤灰尘污染将一直持续。所以从养护角度考虑局部更换行道树品种，选择耐盐耐碱适生树种方式为首选。