广州南沙区不同类型绿地土壤质量评价与特征分析

张俊涛，李 铤，冼卓慧，崔 诚

(广州市林业和园林科学研究院，广东 广州 510405)

南沙区位于广州市最南端珠江入海口位置，2005年正式建区以来，不断对绿化景观进行提升。2019年2月《粤港澳大湾区发展规划纲要》正式发布，南沙区被定位为粤港澳全面合作示范区，要求携手港澳建设高水平对外开放门户、创新发展示范区、金融服务重要平台和优质生活圈，南沙区委区政府高度重视开发建设与生态保护并重。近年来，南沙区围绕广州市提出的“森林围城，森林进城”的战略部署，将建设生态型城市作为根本发展目标。绿地土壤既是植物生长介质，也是城市生态系统重要的组成部分，它对提供植物生长所需和吸收、消化城市废弃物方面发挥着显著的作用[1-4]。然而，土壤在绿地生态系统中的作用一直被人们所忽视，得不到应有的重视[5-8]。城市绿化过程多使用深层未充分熟化、养分贫瘠的土壤，甚至夹杂大量建筑垃圾，加之施工过程大量人员、机械压实，改变了土壤理化性质，使土壤质量退化，不适宜于植物生长，严重影响了景观效果和生态效益[9-10]。目前，有关我国城市绿地土壤肥力质量的系统调查评价和研究还不多。

本文对广州市南沙区城市公园、道路绿化带、城市出入口绿化带、立体绿化、街旁绿地、郊野公园、森林公园、湿地公园、生态景观林带、河涌绿地等不同类型绿地土壤开展系统的取样调查，并采用改进的内梅罗指数法对其土壤综合肥力进行了评价，并针对土壤主要限制性因子，提出了改良对策与建议，以期为南沙区绿化景观及林业和园林生态功能的提升提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

南沙地处珠三角地理几何中心，东临狮子洋与东莞市隔洋相望，西隔洪奇沥水道与中山市相对，北依沙湾水道与番禺区相邻，南滨珠江入海口，距香港38海里和澳门41海里，是广州通向海洋的通道，也是连接珠江口两岸城市群和港澳地区的重要枢纽性节点。南沙区为珠江三角洲的冲积平原，地势较为平坦，地质情况为淤泥质软基，地下水位较高，总面积约803 km2，其中水域面积约233 km2。属亚热带海洋性季风气候，气候温和潮湿，具有温暖多雨、光热充足、温差较小、夏季长等气候特征。多年平均气温为22 ℃，年平均风速2.0～2.6 m/s，多年平均蒸发量为1100～1300 mm，多年平均相对湿度80%左右，多年平均降水量约1700 mm，降水量年内分配极不均匀，汛期4～9月降水量占年总量的80%以上。南沙地区土壤为水稻土、赤红壤、滨海盐渍沼泽土三类。建成区绿化覆盖率达43.18%，建成自贸区生态景观廊道100 km、生态景观林带10 km、绿道13 km。

1.2 绿地调查与土壤样品采集

2019年3月，调查了广州市南沙区8个城市公园、62条主干道路绿化带、13个城市出入口绿化带、2个立体绿化、7个街旁绿地、12个郊野公园、3个森林公园、3个湿地公园、8条生态景观林带、46个河涌绿地，并采集0～30 cm土层土壤样品300份，土壤采样点分布见图1。

图1 南沙区不同类型绿地土壤采样点分布图

取样密度主要根据绿化面积和土质均匀度，一般每2000 m2采集1个样，至少由5个样点组成；小于2000 m2按1个样品计；绿化面积大于30000 m2时，可以根据现场实际情况适当放宽采样密度，样品数量相应减少，每组样品混合取样点相应增加；土质不均匀适当增加采样密度。花坛、花境等绿地每50～100 m2取1个混合样，至少由5个样点组成；树坛或树穴每30棵树取一个混合样品，取样区域不满30棵时按30棵计[11-12]。不同类型绿地土壤采集样本数见表1。

表1 南沙区不同类型绿地土壤采集样本数

1.3 土壤理化指标检测

土壤pH值采用电位法测定[13]，EC值采用电导法测定[14]，容重、入渗率采用环刀法测定[15]，有机质采用重铬酸钾氧化-外加热法测定[16]，碱解氮采用碱解-扩散法测定[17]，有效磷采用碳酸氢钠浸提法测定[18]，速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计法测定[19]。

1.4 土壤综合肥力的评价方法

土壤综合肥力评价采用改进的内梅罗综合指数法。对各项指标进行标准化，所采用的属性分级标准参照《园林绿化土壤质量标准及其应用》和第二次全国土壤普查土壤养分的分级标准。

采用改进的内梅罗(Nemerow)公式计算综合肥力系数：

1.5 数据处理与分析

利用Excel 2003软件进行数据整理和初步分析，利用Origin 2018和Arcgis 10.2软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 南沙区林业和园林土壤肥力的特征

共调查了10类绿地，分别是城市公园、道路绿化带、城市出入口绿化带、立体绿化、街旁绿地、郊野公园、森林公园、湿地公园、生态景观林带及河涌绿地。检测了土壤pH值、EC值、容重、入渗率、通气度、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量等理化指标，通过对各项指标进行标准化，然后采用改进的内梅罗公式计算综合肥力系数，对不同类型绿地土壤进行综合肥力评价。如表2所示，除1.75%的河涌绿地土壤处于肥沃水平，其他绿地土壤综合肥力均处于一般或贫瘠水平。其中，道路绿化带、城市出入口绿化带以及街旁绿地土壤综合肥力处于贫瘠水平；其他类型绿地土壤综合肥力处于一般水平(图2)。

图2 南沙区绿地土壤综合肥力的空间分布

表2 南沙区不同类型绿地土壤综合肥力的特征

2.2 南沙区林业和园林土壤质量的限制因子

改进的内梅罗公式中，Pimin为各分肥力系数中的最小值，可以突出限制性因子。以此可以统计不同类型绿地土壤的限制性因子(表3)。道路绿化带土壤限制性因子为EC值、容重和有效磷；湿地公园土壤限制性因子为容重和碱解氮；城市公园土壤限制性因子为容重；郊野公园土壤限制性因子为EC值和容重；森林公园土壤限制性因子为EC值、容重和有效磷；生态景观林带土壤限制性因子为容重；城市出入口绿化带土壤限制性因子为容重和有效磷；街旁绿地土壤限制性因子为EC值和容重；河涌绿地土壤限制性因子为容重、碱解氮和有效磷；立体绿化土壤限制性因子为EC值和碱解氮。

表3 不同类型绿地土壤综合肥力限制性因子

立体绿化土壤综合肥力全部处于一般水平，其他类型绿地土壤均存在不同比例的贫瘠土壤，这些贫瘠土壤存在其限制性因子。其中：道路绿化带贫瘠土壤限制性因子为容重和有效磷；湿地公园贫瘠土壤限制性因子为容重；城市公园贫瘠土壤限制性因子为容重；郊野公园贫瘠土壤限制性因子为容重；森林公园贫瘠土壤限制性因子为容重和有效磷；生态景观林带贫瘠土壤限制性因子为容重；城市出入口绿化带贫瘠土壤限制性因子为容重和有效磷；街旁绿地贫瘠土壤限制性因子为EC值和容重；河涌绿地贫瘠土壤限制性因子为容重、碱解氮。综上所述，不同类型绿地土壤限制性因子主要为土壤容重和有效磷含量。

2.3 不同类型绿地土壤的容重

土壤容重是土壤的基本物理性质，可反映人类活动对土壤的压实作用[20]。土壤容重大，则土壤紧实，总孔隙度减小，降低了大孔隙的比例，不利于土壤的通气、排水、有效水分的储存和植物根系的生长[21]。

广州市地方标准《园林种植土》规定园林种植土的容重应小于等于1.25 g/cm3。南沙区10种类型绿地土壤容重均值范围为1.21～1.43 g/cm3(图3)，土壤容重整体偏大，土壤较黏重。立体绿化土壤容重较好，符合广州市地方标准《园林种植土》的土壤占比达到66.67%(图4)；而其他类型绿地土壤容重整体偏大，土壤紧实(图5)，符合广州市地方标准《园林种植土》的土壤占比均低于45%。

图3 不同类型绿地土壤的容重

图5 南沙区绿地土壤容重的空间分布

2.4 不同类型绿地土壤的有效磷含量

10种类型绿地土壤有效磷含量均值范围为3.68～36.75 mg/kg(图6)，土壤有效磷含量比较低。结果显示(图7)，各类绿地土壤有效磷含量达标率均低于60.00%，尤其是森林公园、生态景观林带、道路绿化带、城市公园、城市出入口绿化带、街旁绿地等绿地土壤有效磷含量达标率不足5 %(图8)。

图6 不同类型绿地土壤的有效磷含量

图7 不同类型绿地土壤有效磷含量的达标情况

图8 南沙区绿地土壤有效磷的空间分布

3 结论与讨论

通过采集、检测，分析了300份不同类型绿地的土壤样本，发现广州市南沙区不同类型绿地土壤普遍存在土壤容重偏大、土壤紧实、有效磷含量偏低等问题。土壤容重和有效磷含量已成为各类绿地土壤的主要限制性因子。

采用改进的内梅罗指数法进行土壤综合肥力评价，结果表明：南沙区不同类型绿地土壤综合肥力整体处于一般或贫瘠水平，尤其是道路绿化带、城市出入口绿化带以及街旁绿地土壤综合肥力处于贫瘠水平。

因此，针对不同类型绿地土壤质量主要限制性因子，开展了土壤改良、科学养护管理、提高绿地土壤综合肥力水平是今后的重点工作，对南沙区高品质绿化景观打造、生态效益提升具有重要的意义。具体措施：利用有机废弃物(枯枝落叶、蘑菇渣、药渣等)制成土壤改良剂、有机覆盖物用于土壤改良，可以提高土壤有机质含量、改善土壤物理结构、提高土壤孔隙度、降低土壤容重；加强表土资源保护和再利用，可以保护不可再生的表层土壤，减少深层未充分熟化、养分贫瘠的土壤，提高绿化景观效果、降低后期养护成本，长远考虑，不仅具有生态效益还具有经济价值。