三峡大学主要绿地肥力调查和分析

刘 菊 张文丽 张成虎 王建柱 陈芳清

(三峡大学化学与生命科学学院,湖北宜昌 443002)

绿地作为城市土壤的主要存在方式,是城市生态系统的重要组成成分,其质量状况与理化性质直接影响着城市植被的生长和其生态效益的发挥,因而有“城市之肺”的美称[1-3].一般,城市绿地主要包括有公园绿地、道路绿地、住宅区绿地和单位附属绿地.随着城市化进程的加快,人为活动的强烈影响,城市土壤的理化性质发生了显著的改变,如土壤pH偏高、有机质含量低、有效态养分缺乏、土壤板结和局部地区受到不同程度的重金属污染等特征[4-5],这些性质影响到城市树木、花草的正常生长,从而极大地影响到绿地质量和绿化效果.因此,城市土壤对人居环境质量和城市生态功能的重要作用受到了国内外学者的广泛关注[6-9].

城市大学校园既是城市的一个子系统,又是一个相对独立的复杂生态系统,由校园的自然因素和社会因素构成.这些因素之间按照一定的形态结构和相互关系组成一个较特殊的城市校园生态系统[10].对于大学来讲,校园绿化是校园建设的一个重要内容,它不仅能为培养未来的高科技人才创造一个良好的工作和学习环境,也能很好地表现一种校园精神与文化内涵.土壤作为绿化植物的生长介质,其质量直接影响到园林绿化质量,因此,要提高校园绿化效果,应重视绿地土壤质量问题.本文通过研究和分析三峡大学主要绿地土壤的肥力质量,为三峡大学绿地土壤的管理和改良提供理论依据,以促进校园生物的健康成长,为全校师生创造更良好的学习和生活环境.

1 材料与方法

1.1 样地概况

研究地点设在湖北省宜昌市西陵区三峡大学(东经110°15′～ 112°04′,北纬29°56′～31°34′),占地面积3787亩,属亚热带季风性湿润气候,年平均气温为13.1℃～18℃,无霜期较长(280 d),年平均水量为992.1～1404.1 mm之间,雨水丰沛,多在夏季,较长的降水过程都发生在6～7月份,雨热同季.

1.2 调查样地的选择与土样采集

根据绿地的功能,按照公共绿地、附属绿地、道路绿地和居住区绿地类型,选取具有代表性的土样采集地9个(见表1),于4月10日分别在植被生长的绿地土壤表层0～20 cm层次处采集土样.每个采集地随机选采样点4个(根据地形等因素可选择对角线法或蛇形法),用直径为5cm的土钻采集0～20cm深的土壤.每个采样点采集3钻土(呈S型),快速剔除枯枝落叶、肉眼可见的土壤动物、残根、小石子等杂物,放入自封袋,并做好标记.总共 108钻,36个土样.将样品带回实验室后,自然风干、碾碎,过土壤筛后(根据测定指标选择不同大小的土壤筛)装于自封袋(贴标签)中备用.调查绿地样地的基本情况见表1.

1.3 测定项目与方法

对采回的土样做室内分析.土壤阳离子交换量的测定采用EDTA乙酸铵盐交换法;土壤pH值的测定采用电位法;土壤有机质的测定采用油浴加热重铬酸钾氧化——容量法;土壤全氮的测定采用凯氏定氮法;土壤全磷的测定采用氢氧化钠熔融——银锑抗比色法;土壤有效磷的测定采用碳酸氢钠浸提——钼锑抗比色法(Olsen法)[11].

表1 调查绿地样地的基本情况

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel和SPSS 15.0统计分析软件进行数据处理与分析.主要采用单因素方差分析,然后在Excel软件中绘制相关图表.

2 结果与分析

2.1 主要绿地表层土壤阳离子交换量

一般认为CEC低于10cmol(+)/kg的土壤保肥能力差,土壤肥力低.试验结果表明,三峡大学主要绿地表层土壤的CEC的变幅为 8.005～18.284 cmol(+)/kg,平均为 12.942±2.546 cmol(+)/kg.其中CEC低于10cmol(+)/kg的占8.33%,91.67%的土壤CEC都在10cmol(+)/kg以上(如图1所示),说明三峡大学校园主要绿地表层土壤具有一定的保肥能力,可以适当施肥.

图1 三峡大学校园主要绿地土壤阳离子交换量分布频率

2.2 主要绿地表层土壤的pH值

研究结果表明,三峡大学校园主要绿地表层(0～20cm)土壤pH值为7.13～8.17,平均值为7.62±0.34,呈中性至碱性反应.碱性土(pH＞7.5)所占比例较大,为61.11%(如图2所示).有数据显示,宜昌市人工经济林柑橘地以及次生林地的土壤pH值均在酸性范围[12],可见三峡大学校园主要绿地表层土壤pH值高于自然及人工林地,说明三峡大学土壤中可能混有建筑废弃物、水泥、砖块和其它碱性混合物等;另外,由于校区不断有施工、装修等活动,空气中大量含碳酸盐的灰尘沉降在土层,加之水泥不断风化,很可能使校园土壤的pH呈碱性.

图2 三峡大学校园主要绿地土壤pH值分布频率

2.3 主要绿地表层土壤有机质

三峡大学校园主要绿地表层(0～20 cm)土壤有机质含量变幅为15.99～39.75g/kg.根据全国第二次土壤普查土壤肥力状况分级标准[13],三峡大学校园主要绿地表层(0～20cm)土壤有机质含量处于三级(20～30g/kg)水平的占63.89%,处于二级(10～20g/kg)水平的占16.67%,处于四级(30～40g/kg)水平的占19.44%(如图3所示),表明三峡大学校园主要绿地表层(0～20 cm)土壤有机质含量总体处于中等水平.

图3 三峡大学校园主要绿地土壤有机质分布频率

2.4 主要绿地表层土壤全氮

三峡大学校园主要绿地表层(0～20 cm)土壤全氮含量变幅为0.1368～0.3664 g/kg(如图4所示).根据全国第二次土壤普查土壤肥力状况分级标准[13],三峡大学校园主要绿地表层(0～20 cm)土壤有机质含量全部处于六级(＜0.5 g/kg)水平,表明三峡大学校园主要绿地土壤氮素水平总体处于低水平,土壤严重缺乏氮.

2.5 主要绿地表层土壤的全磷

图4 三峡大学校园主要绿地土壤全氮含量

三峡大学校园主要绿地表层土壤的全磷变幅为0.65～3.85g/kg,平均值为 1.44±0.80g/kg(如图5所示).其中土壤的全磷质量分数在一级(全磷质量分数为＞1.0g/kg)的占65.63%、二级(有效磷质量分数为0.8～1.0 g/kg)的占12.50%,三级(全磷质量分数为0.6～0.8g/kg)的占21.88%(如图5所示).根据全国第二次土壤普查肥力状况分级标准[13],三峡大学校园主要绿地表层土壤的全磷处于中上等水平.

图5 三峡大学校园主要绿地土壤全磷分布频率

2.6 主要绿地表层土壤的有效磷

三峡大学校园主要绿地表层土壤的有效磷为33.95～44.38 mg/kg,平均值为 38.62±3.22 mg/kg(如图6所示).其中土壤的有效磷质量分数在二级(有效磷质量分数为20～40mg/kg)的占69.44%、一级(有效磷质量分数为＞40mg/kg)的占30.56%(如图6所示).根据全国第二次土壤普查肥力状况分级标准[13],三峡大学校园主要绿地类型地表层土壤的有效磷处于中上等水平.

图6 三峡大学校园主要绿地土壤有效磷分布频率

3 结论与建议

三峡大学绿地表层土壤(0～20 cm)土壤阳离子交换量平均为 12.942±2.546 cmol(+)/kg,大于10.00cmol(+)/kg,说明其有一定的保肥能力;土壤pH 值偏高,以中性(6.5～7.5)和碱性(＞7.5)为主.表层土壤的有机质含量变幅为15.99～39.75g/kg,处于中等水平;土壤全氮含量变幅为0.136 8～0.3664g/kg,处于很低水平;全磷变幅为0.65～3.85 g/kg,平均值为1.44±0.80g/kg,处于中上等水平;有效磷在 33.95～44.38 mg/kg之间,平均值为38.62±3.22 mg/kg,处于中上等水平.总体上看,三峡大学绿地表层土壤主要问题是缺乏氮素,土壤pH值偏高.具体有以下几点建议:

(1)三峡大学绿地土壤pH较本区域自然土壤高,主要为碱性和中性.因此在进行园林植物种植时,必须注意适地适树、适地适花(草).此外由于校区园林植物的枯枝落叶、修剪的枝、叶和草大部分被运走或烧掉,土壤中有机质的含量会不断减少,土壤的理化性质得不到相应的改善.建议可以将校区园林枯落物集中堆沤腐熟后,作为有机肥料使用,改善土壤理化性质,以达到满足园林植物生长的要求.

(2)由于校区绿地土壤氮非常缺乏,因此必须通过施用化学肥料进行补充,同时由于校区绿地土壤阳离子交换量中等,具有一定的保肥能力,可以一次施用适量的氮肥.

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