南宁市新建城市绿地土壤质量评价

黄丽丹，黄旭光，赵建文，姜立甫，秦 玲，杨思霞，陆炎松，钟琼琼，黄玲璞，霍 行

（1.南宁市园林科研所，南宁530011；2.南宁市绿化工程管理中心，南宁530011）

城市绿地是城市生态系统的重要组成部分，在改善城市生态环境和美化城市景观方面起着双重作用。城市土壤作为城市绿地系统的基础支撑体，土壤质量好坏在很大程度上决定了城市绿地功能的实现，直接影响绿化景观生态效益，进而对城市经济和人民生活产生深远的影响。随着城市化速度不断加快，受高密度人口和人为活动的长期影响，城市土壤每况愈下，理化性质发生了很大变化，养分缺失、土壤板结、重金属污染等现象普遍发生［1］。

南宁市素有“半城绿树半城楼”和“中国绿城”的美誉［2］，是国家森林城市、国家生态园林城市、国家海绵城市建设试点，全市建成区绿化覆盖率近44%。然而，短时间内完成的快速城市绿化在施工过程中，往往忽略了土壤质量，许多绿地土壤质量恶劣是自绿化施工之时已经存在，为了掌握南宁市新建绿地土壤的质量，本研究对南宁市内主要道路的几处新建绿地进行了实地调查取样和研究分析，以期为南宁市道路绿化的规划建设、养护管理和土壤改良提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

南宁市位于广西南部，107°45'—108°51'E，22°13'—23°32'N，处于南亚热带季风气候区，≥10℃的年积温7 206℃，年均气温21.8℃，极端高温40.4℃，极端低温-2.1℃，年均降雨量1 304.2 mm，年相对湿度60%～80%，年均日照时数1 843.1 h。

1.2 供试土壤

供试土壤采自南宁市中心城区各主干道（江北大道、江南大道、昆仑大道、秀厢大道、银海大道、良庆大道、南站大道、友爱南路、五一路等）绿化地带0～20 cm土层，每个采样点内“S”形取样，均匀混合后获得混合土样共48个，同时用环刀采集原状土。

1.3 测定方法

对pH、容重、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量、土壤质地进行测定，采用常规分析法［3，4］进行。

1.4 土壤质量评价方法

1.4.1 土壤肥力单项指标评价参照全国第二次土壤普查及有关标准对土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾进行评级［5，6］。土壤pH根据中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T 340—2016［7］进行分级：pH＜4.5，强酸性；4.5≤pH＜5.5，酸性；5.5≤pH＜6.5，微酸性；6.5≤pH＜7.5，中性；7.5≤pH≤8.5，碱性；pH＞8.5，强碱性。土壤保肥力标准参考黄昌勇［8］的方法：CEC（阳离子交换量）＜10 cmol（+）/kg，土壤保肥力弱；10 cmol（+）/kg≤CEC≤20 cmol（+）/kg，土壤保肥力中等；CEC＞20 cmol（+）/kg，土壤保肥力强。其他养分分级标准见表1。

表1 土壤养分含量分级标准

1.4.2 土壤综合肥力评价采用改进的内梅罗综合指数法对南宁市新建绿地土壤肥力质量进行综合评价。参考已有研究［9-11］，选取土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、容重、pH、质地作为土壤综合肥力质量评价指标。

由于各指标间量纲不同，因此，必须对所选指标参数进行标准化以消除各参数之间的量纲差别。标准化处理方法如下：

以上各式中，Pi为分肥力指数；Ci为指标的测定值；X为指标分级标准：Xa为差，Xc为中等，Xp为良好，主要参考中国第二次土壤普查标准，具体见表2。

表2 内梅罗评定方法中土壤肥力评价指标分级标准

土壤质地的分级标准和标准化结果：壤土类［沙质壤土、壤土、粉（沙）质壤土］Pi=3；黏壤土类［沙质黏壤土、黏壤土、粉（沙）质黏壤土］、粉土Pi=2；沙土类［沙土、壤质沙土、粉（沙）土］、黏土类［沙质黏土、粉（沙）黏土、黏土］Pi=1。

由于土壤容重在1.14～1.26 g/cm3比较有利于幼苗的出土和根系的正常生长，其标准化后的指数数值应该较大。而大于或小于这个范围的土壤容重不利于植被生长，其标准化后的指数数值应该较小，因此，需要对容重的标准化进行单独处理。方法如下：

当pH≤7.0时，适用式（1）至式（4）；但当pH＞7.0时，同样需要对pH的标准化进行单独处理，方法同容重的标准化。

最后用改进的内梅罗综合指数法对南宁市新建绿地土壤肥力质量进行综合评价。修正的内梅罗公式为：

式中，P为土壤综合肥力指数；Pˉi为土壤各属性分肥力指数的均值；Pimin为土壤各属性分肥力指数的最小值；n为参与评价的土壤指标数。土壤综合肥力等级划分［9］标准见表3。

表3 土壤综合肥力等级划分

1.5 数据处理

数据采用Microsoft Office Excel 2003和DPS 9.01软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤理化性质及肥力特征

土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等指标的描述性统计量如表4所示。

2.1.1 土壤pH由表4可知，土壤pH的变幅在6.40～7.80，平均值为7.08，基本在中性土壤pH范围内，pH 5.5～6.5、6.5～7.5、7.5～8.5分 别 占4.17%、83.33%、12.50%（图1）。

2.1.2 土壤有机质测定结果（表4）表明，土壤有机质平均含量为31.54 g/kg，变幅在10.60～115.00 g/kg，含量差异性较大。从图2可知，有机质含量达1级（极丰富，＞40 g/kg）的占比为20.83%，2级（丰富，30～40 g/kg）的占比为12.5%，3级（中等，20～30 g/kg）的占比为25%，4级（稍缺，10～20 g/kg）的占比为41.67%。根据全国第二次土壤普查土壤肥力状况分级标准，调查区域土壤有机质总体含量偏低。

图1 土壤pH分布

图2 土壤有机质含量等级分布

2.1.3 土壤碱解氮由表4可知，土壤碱解氮含量最小值为72.20 mg/kg，最大值为262.40 mg/kg，平均值为110.24 mg/kg。其中，土壤碱解氮含量大于150 mg/kg的占比为14.58%，土壤碱解氮含量在120～150 mg/kg的占比为2.08%，土壤碱解氮含量在90～120 mg/kg的占比为50.00%，土壤碱解氮含量在60～90 mg/kg的占比为33.34%（图3）。这表明大部分土壤有效氮含量处于中等水平。

2.1.4 土壤速效养分土壤有效磷平均含量为43.40 mg/kg，变化范围为24.40～57.60 mg/kg（表4）。由图4可知，土壤有效磷含量都达丰富、极丰富水平，处于1级、2级水平（＞40 mg/kg和20～40 mg/kg）的占比达100%，这与南京、沈阳、合肥、杭州、长春等城市土壤的研究结果一致［12-15］，这表明城市土壤磷富集的现象比较普遍。

表4 土壤理化性质各指标的统计学特征

图3 土壤碱解氮含量等级分布

图4 土壤有效磷含量等级分布

土壤速效钾含量在51.00～72.00 mg/kg，平均值为59.21 mg/kg（表4）。由图5可以看出，全部土样速效钾含量都处于稍缺的中下水平（50～100 mg/kg）。

图5 土壤速效钾含量等级分布

2.1.5 土壤阳离子交换量土壤阳离子交换量最大值和最小值分别为16.80、10.30 cmol（+）/kg，平均值为12.72 cmol（+）/kg（表4）。从图6可以看出，全部土样的阳离子交换量在10～20 cmol（+）/kg，参照土壤保肥力的标准，绿地土壤对阳离子养分的保蓄和供应能力处于中等水平。

2.1.6 土壤质地和机械组成沙粒（2.000～0.050 mm）平均值为443.32 g/kg，变化范围为76.67～803.11 g/kg；粉粒（0.050～0.002 mm）平均值为318.47 g/kg，变化范围为86.39～805.57 g/kg；黏粒（＜0.002 mm）平均值为237.88 g/kg，变化范围为100.91～630.16 g/kg（表4）。

图6 土壤阳离子交换量等级分布

根据美国制土壤质地分类法进行分析，供试土样包含的质地类型有壤质沙土、壤土、沙质壤土、粉（沙）壤土、黏壤土、沙质黏壤土、黏土，大部分是壤质土壤和黏壤质土壤，分别占50.00%和39.58%，此外，还有8.34%的壤质沙土和2.08%的黏土（图7）。

图7 土壤质地类别分布

2.1.7 土壤容重土壤容重平均值为1.14 g/cm3，最小值为0.90 g/cm3，最大值为1.24 g/cm3（表4）。从图8可知，56.25%的土样容重在1.14～1.26 g/cm3，43.75%的土样容重小于1.14 g/cm3。整体来看，土壤容重较低，土质较为疏松。

图8 土壤容重大小分布

2.3 土壤综合肥力评价

用改进的内梅罗综合指数法对南宁市新建绿地土壤肥力质量进行综合评价，结果（表5）显示，综合肥力指数变幅为1.19～1.78，平均为1.50，根据土壤肥力等级划分，土壤肥力等级属于中（1.0～1.5）和良（1.5～2.0）的土壤样品各占土壤样品总数的50%，南宁市新建绿地土壤的综合肥力指数和分布趋势如图9所示，总体表现为大部分区域土壤肥力综合指数集中分布在1.4～1.6，为中上水平。

表5 土壤综合肥力评价结果

图9 土壤综合肥力指数分布

3 小结与讨论

南宁市新建绿地土壤质地主要是壤质土壤和黏壤质土壤，容重平均为1.14 g/cm3，pH平均为7.08，CEC平均值为12.72 cmol（+）/kg，数值几乎都在正常范围内，这与新建绿地受人为干扰踩踏还比较少有很大的关系。土壤有机质含量变幅为10.60～115.00 g/kg，平均值为31.54 g/kg，有41.67%的土壤有机质含量为10～20 g/kg，含量总体偏低，这与方海兰等［16］、项建光等［17］研究结果类似。深圳市城市绿地土壤有机质平均含量为15.63 g/kg［18］，重庆市主城区城市绿地土壤有机质平均含量为14.4 g/kg［19］，与这些城市相比，南宁市有机质含量更高，主要是施工单位为了达到绿化种植土的标准在土壤中混入了泥炭或其他的土壤改良材料，所以局部有机质含量高，进而总体平均值较高。南宁市新建绿地土壤存在少氮富磷缺钾的现象，城市土壤磷的富集可能除受施肥的影响外，还可能与城市的建筑、生活垃圾污染及污水灌溉含磷废物进入有关。氮、钾的含量往往与有机质含量密切相关，有机质是植物N、P、K的主要营养来源，自然土壤中的有机质主要来源于植物残体，为了城市的清洁，枯枝落叶和大量修剪的树枝被运走，自然的有机物没有回归土壤，影响城市土壤有机质的输入，有机质含量偏低应该是导致土壤有效氮含量、钾含量下降的主要原因。用内梅罗综合指数法对土壤肥力质量进行评价，综合指数平均为1.5，从土壤综合质量指数来看，南宁市新建绿地的土壤综合质量水平处于中上水平。

由于城市园林植物废弃物都被运走，土壤中有机质的含量不断减少，因此，后期绿化养护必须重视绿地土壤中有机质的补充，可以将城市园林植物废弃物集中堆沤腐熟后作为地表有机覆盖物和有机肥，使绿地植物群落枯枝落叶自然回归土地，增加绿地肥力和改善其物理结构。同时，对新建绿地进行土壤质量综合评价，在城市园林绿地规划设计这一环节不仅要遵循“适地适树”的原则，还要根据土壤的基础条件进行配方施肥改良土壤，从源头上促进城市土壤生态系统的良性可持续发展。