前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的綠地土壤對生態環境的改善，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
城市綠地功能的發揮離不開土壤，城市的居住適宜性和環境質量以及人類的生活品質都與城區內土壤所行使的功能密切相關［1］。城市綠地土壤作為植物生長的物質基礎，其質量直接影響著植物的健康生長以及生態效益、景觀功能的發揮［2］。北京城市發展所帶來的土壤壓實、退化、污染以及土壤中的大量建筑垃圾等問題，使城市范圍內的土壤性質很大程度上不同于農業土壤或自然土壤，而不利于植物生長。本文綜述了北京城市綠地土壤的已有研究成果，為進一步研究指明方向。從已發表的文獻看，北京城市綠地土壤性質的研究開始于20世紀80年代末，文獻發表時間主要集中在1989～1995年間，以公園土壤為對象，主要研究土壤的基本理化性狀、養分情況以及土壤改良利用。2000年以后，尤其在2005年以后的幾年中，關于綠地土壤的研究大多集中在重金屬污染方面，而基本理化性質的調查研究很鮮見。2007～2010年間，有學者開始對不同類型綠地做抽樣調查，內容不僅局限于基本理化性質和重金屬污染等方面，也開始涉及土壤生物學特性及酶活性等內容，但尚處于初始階段，文獻較少。 1北京城市綠地土壤的理化性質 從已有研究看，北京城市綠地的土壤理化性質與其農田土壤或自然土壤有一定差別，主要表現在土壤容重、孔隙度、養分及酸堿度等方面，且不同綠地類型之間存在一定程度的差異。 1.1物理性質 土壤物理性質是影響植物生長發育的重要因素，是反映土壤肥力的重要指標之一。不同的土壤物理性質會造成土壤水、氣、熱的差異，影響土壤中礦質養分的供應狀況，從而影響植物的生長發育［3］。北京城市綠地土壤的物理性質研究主要包括以下幾方面。 1.1.1土壤容重、孔隙度和堅實度 土壤容重、孔隙度和堅實度是反映土壤松緊程度、孔隙狀況和土壤蓄水、透水、通氣性能的重要指標。北京各類城市綠地的土壤容重、堅實度普遍偏大，孔隙度低，一定程度上不利于植物根系生長。馬秀梅的研究結果表明，城區各類綠地的土壤容重及孔隙度之間差異不是很顯著。以北京市郊區山地風景林土壤作為參照，容重趨勢:行道樹綠帶(1.57g•cm－3)＞道路綠地(1.49g•cm－3)＞附屬綠地(1.47g•cm－3)＞居住區綠地(1.44g•cm－3)＞生產綠地(1.42g•cm－3)＞公園綠地(1.38g•cm－3)＞防護綠地(1.32g•cm－3)＞山地(0.89g•cm－3)。土壤孔隙度大小順序:山地(61.74%)＞居住區綠地(50.48%)＞生產綠地(46.31%)＞公園綠地(44.18%)＞道路綠地(42.64%)＞單位附屬綠地(40.7%)＞防護綠地(37.61%)［4］。劉艷對土壤緊實度的研究表明，土壤緊實度具有較大的空間變異性，空間變異性表現在同一城區不同地點的水平變異性和沿土壤剖面的垂直變異性。4類綠地(公園綠地、居住區綠地、街旁綠地和行道樹綠帶)、4個層次(地表0cm和地表下2.5cm、5cm和7.5cm)中，行道樹綠帶地表0cm處土壤緊實度最高，達2.1MPa，并且隨深度的增加而逐漸減小;街旁綠地、公園和居住綠地土壤緊實度隨深度增加逐漸增大，但后兩者在7.5cm以下呈下降趨勢;公園綠地各層緊實度值均小于其他3類綠地［5］。此外，也有學者對某一公園(如天壇、地壇、香山公園等)土壤壓實情況進行調查，一些主要游覽區土壤都因為游人踩踏而存在一定程度的壓實問題，而且嚴重的地表堅實度可達幾百甚至上千千克每立方厘米，不同程度影響了土壤的通氣性及供水、供肥能力和植被根系的生長［6－9］。綜上所述，城市綠地土壤普遍存在一定程度的壓實問題，尤其是道路綠地以及部分游覽量大的公園綠地，土壤壓實較為嚴重。導致土壤為植物根系提供水肥氣熱的能力受到影響，從而影響地上植物的生長。 1.1.2土壤質地 北京城市綠地各類土壤的顆粒組成特點:細砂粒(0.25～0.05mm)所占比重最大，一般在45%～65%之間;粗砂粒(1～0.25mm)和粗粉粒(0.05～0.01mm)總含量約占20%～30%左右;粒徑小于0.01mm的中粉粒(0.01～0.005mm)、細粉粒(0.005～0.001mm)和粘粒(＜0.001mm)的總含量約在10%～30%之間［4，5，10，11］。根據物理性粘粒(粒徑小于0.01mm)含量和卡欽斯基土壤質地分類標準，北京城市綠地土壤多屬砂質土。但研究中也表明［4，5，10，11］，一定數量的綠地土壤為墊土，建筑垃圾、瓦礫、生活廢棄物等侵入體的影響使土壤質地變得更粗，土壤顆粒組成的差異較大，即使是同一類綠地仍有很大差異，表明土壤性質空間變異性強。偏砂質的土壤在保肥、保水能力方面都會有所不足，但卻一定程度上緩解土壤壓實對植物根系造成的影響。 1.1.3其他物理性質 土壤水分方面由于其受地形、降水、綠地養護管理水平等較多因素影響，變動大，此方面研究相對較少。劉克鋒等對公園土壤水分調查結果顯示，約一半公園40%～78.57%面積表層土壤平均自然含水量不足10%;相同質地的園林土壤0～100cm剖面內自然含水量較農田土壤低20%～50%［10］。說明城市環境條件下，綠地土壤一定程度上還是處于水分供應不足狀態，與土壤緊實度較大有關，不利于水分下滲。此外，土壤滲透性也是土壤重要的物理特性之一，它與大氣降水和灌溉水滲入土壤和在土壤中的儲存情況有關。但此方面僅見于馬秀梅對不同綠地類型土壤滲透率的研究中，結果顯示，城市綠地土壤的滲透率基本均在10mm•min－1以下，與作為對照的郊區山地土壤(30.16mm•min－1)差異顯著;其中道路綠地滲透性最差，滲透率低于5mm•min－1［4］，這無疑會對綠地灌溉及土壤水分儲存造成一定影響。 1.2化學性質 1.2.1土壤有機質 土壤有機質是土壤固相的一個重要組成部分，除了供應養分外，土壤有機質還從本質上改變著土壤的物理性質、化學性質和生物學特性，對土壤肥力的形成和發展起著最關鍵的作用，是土壤肥力的一個重要指標。北京城市綠地的土壤有機質含量與山地森林土壤(10～20cm層均值38.73g•kg－1)［12］相比總體偏低，不同綠地類型間土壤有機質含量有一定差別，綜合幾位學者的研究可以得出:各綠地類型土壤有機質含量多在10～20g•kg－1之間，其中生產綠地、居住區綠地及部分公園綠地含量稍高，多在20g•kg－1左右;而單位附屬綠地、道路綠地及少部分公園綠地有機質含量較低，尤其是道路綠地，均值接近10g•kg－1［4，5，10］?？傮w看來，綠地土壤有機質水平偏低，會導致保持養分能力差，自身分解的養分少，可給態養分相對含量低，因此保肥供肥性均差。這與土壤質地偏砂性有一定關系，但也與現行綠地的管理方式相關?？啥ㄆ趯σ恍┚G地土壤進行檢測，適時添加有機物料，以利于土壤性質向好的方向發展。#p#分頁標題#e# 1.2.2土壤養分 土壤養分水平是反映土壤供給植物必需的礦質營養能力的重要指標。北京市各類城市綠地土壤中氮、磷、鉀含量變異性較大，不同學者的研究結果也有較大差異。其中，全氮含量多集中在0.5～1.00g•kg－1水平，變化范圍在0.13～1.7g•kg－1之間;而道路綠地、防護綠地和附屬綠地全氮含量較低，多小于0.5g•kg－1。各類綠地速效磷平均含量一般在15～25mg•kg－1之間，變幅為0.73～84.95mg•kg－1;速效鉀含量多在90～200mg•kg－1之間，但劉艷研究表明，崇文區行道樹土壤速效鉀含量多在50mg•kg－1以下，表現出一定程度的缺乏［5］。綜上所述，城市綠地土壤養分存在較強的空間變異性，表現在不同綠地類型間以及同一類型的不同地塊上，無明顯規律性。相對而言，道路綠地和部分公園綠地表現出速效磷、速效鉀的缺乏。 1.2.3土壤酸堿度和可溶性鹽總量 土壤酸堿度是土壤重要的基本性質，它直接影響到土壤中養分元素的存在形態和對植物的有效性。北京城市綠地土壤pH值基本在7.5以上，屬堿性土壤。其中大部分在8.0～8.5之間，部分地點土壤pH超過9.0［4，5，10，13］。這可能與部分城市綠地土壤為建筑回填土，其中混有建筑廢棄物、水泥、灰土或其它堿性混合物，以及大量含碳酸鹽灰塵的沉降，土壤中碳酸鹽與碳酸反應形成重碳酸鹽等因素有關［10，14］;此外，灌溉水質偏堿性等也是造成土壤pH值較高的原因之一，使城市綠地土壤pH值與自然土壤差異明顯。北京城市綠地土壤可溶性鹽總量的研究相對較少，測定方法一般為電導法和質量法，但兩者結果不便直接比較。就已有少量研究來看，公園綠地全鹽含量在0.05%～0.13%之間［10］;不同類型綠地電導率基本在0.9～1.3mS•cm－1之間［4］。綠地土壤總體上不存在鹽漬化，但不排除個別位點可能由于某些特殊原因會有鹽分含量稍高現象。 2生物學性質 土壤生物學指標通常分為土壤微生物指標(微生物組成和多樣性、微生物生物量、微生物活性)、土壤酶活性指標和土壤動物指標［15］。土壤微生物參數可能是最早用于反映土壤質量的指標［16］，而且是目前應用最多的生物學指標。自19世紀80年代末以來，土壤酶作為土壤質量的生物活性指標一直是土壤酶學的研究重點［17］。與前兩者相比，用土壤動物來表征土壤質量的研究仍處于起步階段［18］。在北京地區農業上(農田、果園以及菜地)就不同施肥制度對土壤微生物學特性(包括土壤微生物量，微生物種群，微生物生物量碳、氮、磷，土壤酶活性)及對土壤肥力影響的研究較多［19－24］，而對城市綠地土壤生物學特性方面研究相對較少，開始較晚。張安才等以北京市不同健康程度的行道樹銀杏作為試驗對象，研究指出:健康銀杏樹與衰弱銀杏樹立地(根際和非根際)土壤中微生物數量、土壤養分含量、土壤微生物作用強度均高于衰弱樹，且表現出明顯的根際效應［25］。劉艷等通過比較崇文區不同綠地類型土壤理化性質和酶活性(脲酶、脫氫酶、過氧化氫酶、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶)的差異，分析了土壤酶活性與土壤物理性質、養分和重金屬元素含量的相關性。結果表明，總體上，公園綠地土壤酶活性最高，行道樹綠帶土壤酶活性最低，街旁和居住綠地的土壤酶活性無顯著差異。土壤酶活性、土壤理化性質和重金屬污染水平可分別反映出不同類型綠地間土壤質量的差異，且結果一致。并認為5種土壤酶中，過氧化氫酶、脲酶和堿性磷酸酶比較適于作為城市綠地土壤質量的酶學評價指標［26］。 3環境安全 城市土壤環境安全研究主要涉及無機污染物(重金屬等)和有機污染物(多環芳烴和有機氯等)兩大類。北京地區多環芳烴污染研究主要開展在城市道路、石化生活區域、熱電廠生活區表層土壤方面［27，28］，以及對其污染來源的研究［29］;而有機氯的研究多集中在工業區［30］及農田或果園土壤［31，32］，關于城市綠地土壤這兩方面污染的研究鮮有涉及。綠地土壤重金屬研究較有機污染物研究開展的早，而且研究更為廣泛、深入。各類研究結果表明，北京城市綠地土壤存在程度較輕的重金屬污染現象，其中鋅、銅、鉛濃度均顯著高于北京市土壤背景值［33－36］;鉻和鎳的濃度，與背景值比較并沒有明顯的增加［37，38］。從土壤鉛看，不同土地利用方式對土壤鉛積累有明顯影響［39］。鄭袁明等對北京市市區30個典型公園的土壤取樣調查結果表明，北京市區已有部分公園存在鉛污染問題，其表土的鉛含量平均值為66.2mg•kg－1［33］。李純等亦對北京市12個公園(其中9個與前者同)表層土壤鉛含量進行調查取樣［35］，兩個研究的結論較為接近，即土壤鉛含量隨著公園建園時間的延長呈不斷增加的趨勢，歷史悠久且距離市中心較近的公園土壤鉛含量明顯偏高;鉛含量從市中心向四周郊區呈同心圓逐漸降低的趨勢，對于大多數開放歷史較短且相對偏僻的公園而言，表土一般都未見明顯的鉛污染。韓東昱等對公園表層土壤中活性態Cu、Pb的研究也表明，部分市區公園表層土壤中Cu(18.90～57.94mg•kg－1)、Pb(22.78～82.32mg•kg－1)的含量較高且活性態比例較大，具有一定的釋放潛力和生物有效性［34］。劉艷對崇文區綠地土壤重金屬含量調查結果指出，不同類型綠地土壤重金屬含量存在一定差異，行道樹綠帶土壤的Zn、Pb、Cr含量均最高;居住綠地土壤Cu、Zn含量最高;總體上，公園綠地土壤重金屬污染相對輕于前兩類綠地。但重金屬含量隨綠地類型和元素種類的不同而呈現顯著的變異性，其中Zn和Pb的變異系數均超過65%，體現了城市綠地土壤受人為擾動影響較大的特點［5］。此外，施鵬程等還對北京市公路綠化帶土壤重金屬含量進行了調查，指出北二環路公路帶土壤Pb、Cu、Zn、Ni、Mn、Co的含量均顯著高于北五環區域土壤的重金屬含量，而北四環和北五環各土壤重金屬含量無顯著差異。亦指出各元素變異系數極大，但總體來看，土壤重金屬的綜合污染指數達到了輕度污染的程度［40］。李曉燕等對北京市7種土地利用方式下城市土壤的采樣調查表明，北京市城市土壤Cd、Cu、Pb和Zn含量顯著高于其相應的土壤背景值，As、Ni與背景值無顯著差異。As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn綜合累積程度由高到低的順序為工業區＞公園＞商貿區≈校園＞住宅區≈城市廣場＞交通邊緣帶，指出不同土地利用方式對城市土壤的重金屬含量有一定影響［38］。#p#分頁標題#e# 綜上所述，北京城市綠地土壤中Zn、Cu和Pb含量顯著高于其相應的土壤背景值，屬輕度污染;基本不存在Cr、Ni污染;Cd、As含量較高，但亦屬于清潔水平。由此，在北京城市綠地土壤質量研究中，尤其是進行相關標準制訂時，需要考慮一些特殊綠地類型(道路綠地、工業區綠地等)的某種重金屬(Pb、Zn、Cu等)污染水平。 4問題與建議 4.1問題 北京城市綠地土壤研究開始較早(1989年)，以公園綠地土壤為研究主體，但1995年之后10余年時間并未得到很好的深入與展開，停留在少數學者就某一土壤性質進行零星的研究階段。由于城市綠地土壤本身較高的時間、空間變異性，加之北京市龐大的城區及復雜的城市環境，使整個城區范圍內進行取樣研究十分困難。多數研究只是針對某一類、幾類綠地類型或某一城區開展的抽樣調查，各研究結果差異較大，但采用均值后，結果較為接近，未能很好地反映出整體真實情況。目前北京城市綠地土壤研究以與植物生長直接相關的理化性質和養分狀況為多，而與土壤未來發展變化相關的土壤生物學特性研究開展少，尚處于起步階段。 4.2建議 4.2.1出臺城市園林土壤質量相關標準并建立權威的檢測機構 目前，上海、重慶、廣州、深圳、青島、南昌等城市的綠地土壤研究工作都開展得較為廣泛與深入，并已出臺當地種植土質量規范［41－46］，以指導城市綠化施工及綠地土壤養護管理，取得了一定的成效。北京作為首都，城市綠地的質量對整個城市生態環境、景觀效果起著至關重要的作用。因此，重視城市綠地土壤質量研究，加強土壤質量管理，是使北京城市綠地質量得以進一步提升，實現綠地景觀性、生態性可持續性發展的必由之路。出臺能規范城市綠地土壤使用，預測綠地土壤問題的相關標準，建立城市綠地土壤長期檢測的機構很有必要。 4.2.2加強土壤與植物生長相關性的研究 自1989年至今的20多年間，人們對城市綠地土壤的關注逐漸加大，研究范圍從最初的公園土壤到各類城市綠地土壤，研究內容上從物理、化學等基本性質到環境質量、微生物特性等更加全面的土壤指標。但在綠地土壤與園林植物生長的直接相關性方面的研究涉及較少。大部分采樣方法均以土壤分布為基準，或是網格式取樣，或是隨機布點，以做到土壤取樣的均勻性。然而直接針對植物個體或群落分布及長勢差別對土壤進行取樣的研究很少。城市綠地是一個地上(植被)和地下(土壤)緊密連續的統一體，將土壤的基本數據與其上植被群落的特征參數如葉面積指數、群落蓋度和樹木胸徑等加以整合，進而研究植被與土壤的動態響應和反饋機制，以此來預測未來城市綠地的走勢和發展將是一個全新的研究視角［47］。當然，城市土壤、城市綠地土壤的高度空間異質性以及園林植物群體本身及其對生境要求的復雜性，將在一定程度上給這類研究帶來很大困難。