颐和园土壤环境健康评价研究

关键词：颐和园；土壤健康；绿地；层次分析法

中图分类号：X820 文献标志码：B前言

土壤健康作为维持生态平衡和人类健康的重要组成部分，其定义涵盖了土地利用范围内土壤维持生物生产力、保持环境质量、促进植物、动物和人类健康的能力。以往的土壤评价工作主要基于单一土壤功能展开，通过制定评价等级标准，确定土壤物理性状、营养性状和污染性状等指标。然而，现实中影响土壤健康的因素繁多，为了全面评估土壤健康状况，需要建立一个多主体参与的土壤健康系统评价体系。评价过程中应意识到指标选择的局限性，各种因素均可能对评价结果产生影响，需要不断完善相关研究。

层次分析法结合模糊综合评价方法被广泛应用于土壤环境健康评价中，能够确定指标权重并进行综合评价，是一种简便高效的评价方法。研究以颐和园为例，通过实地调查和采样，运用层次分析法和模糊综合评价法对该公园绿地的生态环境进行综合评价。可以更全面地了解颐和园土壤的健康状况，有针对性地制定提升土壤健康的措施。这不仅有助于保护颐和园自然环境和文化遗产，也有助于提高城市绿地土壤的质量，促进健康城市发展。此举旨在提供客观的土壤环境现状，为颐和园的管理决策提供科学依据，同时为未来的科学研究和相关法规的制定提供基础数据。

1材料与方法

1.1样地背景概况

颐和园位于北京市海淀区，该区域处于暖温带上，四季分明，冬季寒冷绵长，最低温-14℃至—20℃之间，极端可达-27℃，春秋短暂，夏季炎热，最高温35℃至40℃之间，极端可达43℃，属于典型的半湿润大陆性季风气候。区域内多年平均降水量为595mm，降水的80%集中发生在夏季，其他季节少雨。

1.2样品采集与分析

土壤采集区域类型主要分为宿根花卉种植区、针阔叶混交林区、野生地被区、落叶乔木区和游人践踏区五种类型，采样点遍布颐和园各个区域，共设置了17个采样点，其中采样1、2、3、10、11、15、16、17位于东北区。采点5、6、8、13位于西部区域。采样点4位于东部区域，采样点12及14位于南部区域。

研究样品的采样时间为2017年8月21日、8月25日和9月4日，用环刀取土分析土壤容重和土壤含水率，其它理化指标分析用的土壤样品在样点内采用随机采样法进行采样，混合均匀后为该样点土壤样品，取样深度为0～20 cm，取土时回避人工填充物。采集的土壤样品被立即带回实验室，经挑拣杂物和过筛后，经风干、挑拣杂物和过筛后备土壤化学性质分析用，土壤指标测定方法见表1。

1.3层次分析法

基于层次分析法（AHP），将颐和园土壤健康综合评价体系分为目标层、准则层和指标层3个层次。目标层为颐和园土壤健康状况，准则层为土壤物理性状、土壤营养性状和土壤污染性状3个层次，指标层为pH、土壤有机质等18项指标（见表2）。

1.4土壤的模糊综合评价

1.4.1等级评分标准的建立

研究采用模糊综合评价法，对颐和园的土壤健康进行综合评价。首先，依据土壤健康指数将土壤划分为5个等级，即优（0.8～1.0）、良（0.6～0.8）、中（0.4～0.6）、较差（0.2～0.4）、差（0～0.2）；然后，参考已有的研究成果，结合颐和园土壤的实际情况，依据《农用地质量分等规程》（GB/T28407-2012）等相关研究成果确定土壤质量指标分级及赋分规则，《农用地定级规程》（GB/T 28405-2012）、《耕地质量等级》（GB/T 33469-2016）、全国第二次土壤普查土壤肥力状况分级标准①（全国土壤普查办公室1998）和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（ GB 15618-2018）得出各指标的评价等级标准。

1.4.2构建评价模型

颐和园的土壤物理性状，土壤含水率实测值按照评分等级处于优良的水平；土壤容重处于中的水平，土壤容重较高，表明土壤密度大；土壤pH值范围在6.98～8.68，基本都属于碱性土。土壤营养性状，整体土壤有机质含量很低，需对其进行较大程度的提高，增施有机肥。在全态氮磷钾中，需要对园内土壤中氮和钾储量进行补充，在速效养分方面需要对有效磷进行补充。土壤污染性状，Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、均不存在超标情况，Cd、As未检测出，只有Hg元素超标且较严重，原因可能是由于过度施肥导致土壤重金属元素积累。

3讨论

对颐和园土壤物理与营养性质各项指标的测定，掌握了其目前的状态和存在的问题。容重是土壤最重要的物理性质之一，不仅能反映土壤质量和土壤生产力水平。颐和园土壤主要以壤土为主，土壤容重在1.06～1.43g/cm³之间。土壤pH值范围在6.98～8.68，基本都属于碱性土。在物理性质方面，样地的土壤容重较高，表明土壤密度大，总体处于较差的一个水平，需要对其结构进行适当调整，对土壤进行疏松处理，有利于植物的生长。在营养性质方面，土壤样为强碱性土壤，不利于植物生长，需要人为地将酸碱度调为中性土壤。表层土壤有机质对土壤侵蚀的控制以及土壤饱和导水率的提高起着重要作用。在土壤有机质含量中，园内整体土壤有机质含量很低，需对其进行较大程度的提高，增施有机肥。土壤速效磷是植物体磷素的直接来源。需要对园中土壤中氮和钾储量进行补充，在速效养分方面需要对有效磷进行补充。土壤物理性质影响因素主要是人为干扰，游人踩踏造成土壤板结，透气透水能力降低应适当进行人为土壤结构改良。宿根花卉种植区域，人工管护使得这些样地土壤质地疏松，通气、透水性能良好。颐和园土壤有机质含量属于较低水平，应加以重视提高其含量。在土壤养分方面发现经过人为施肥土壤明显高于其他土壤，野生地被和混交林区域土壤养分含量处于中等水平，土壤板结土壤养分含量最低，是由于游客踩踏导致。同时部分样土壤有机质和全氮含量远远高出其它样地，是由于人为过度施肥导致，建议在施肥方面应注意不可过度，造成浪费甚至污染。在土壤板结土壤结构破坏养分流失严重区域要进行重点人为管理及时补种植物与施肥，保持园内土壤养分含量的均匀。

颐和园土壤污染性状金属元素含量的测定，园内土壤金属含量有部分样地中含有汞元素并且有较严重的超标。在园内同时发现部分样地较其他样地金属元素含量高。原因可能是由于人为施肥导致土壤金属元素的积累，虽然目前不存在超标情况，但要对一些金属元素含量相对较高的土壤含量高的原因进行分析，降低未来超标风险。同时还发现一些人为干扰程度较大（如宿根花卉类和落叶乔木类）土壤中金属含量普遍高于一些自然程度较高人为干扰较少的土壤（如真阔叶混交林和野生地被类），因此人为活动可能会影响土壤金属元素含量，导致其升高。

在土壤金属含量方面，Cu、Zn、Cr、Ni、Pb均不存在超标情况，只有Hg元素超标且较严重，分析原因可能是由于过度施肥导致土壤重金属元素积累。并且宿根花卉类和落叶乔木类土壤中各种金属元素含量普遍高于其他类型土壤，这表明人为施肥在一定程度上会导致土壤中金属元素的积累，人为施肥较多土壤存在金属元素超标风险。所以在施肥管理过程中应避免过度施肥，多施有机肥，同时可提高土壤有机质含量。

4结论

文章研究颐和园土壤环境健康评价，结论如下：从土壤物理性状、营养性状和污染性状3个方面选取18个指标构建了颐和园土壤健康评价体系，并确定了指标因子权重，对颐和园绿地内土壤进行健康综合评价。评价结果表明，颐和园绿地内土壤的健康综合指数为0.7903，处于“亚健康”[0.4 0.6）状态。颐和园绿地土壤主要存在问题有土壤营养偏低，速效氮、磷、钾等含量不足以提供植被生长，土壤有机质含量偏少，导致土壤存在板结现象。部分样点重金属汞超标严重，分析与农药的施用有一定关联。建议颐和园绿地养护过程中多使用有机肥料，提高土壤肥力同时改良土壤结构，并减少农药使用，优先采用生物防治手段，避免重金属的富集。