长春市道路绿化树种黑皮油松受害分析及保护建议

徐金明，王东升，杜锦洲，代 莹

(长春市绿化管理处，吉林 长春 130062)

近几年，在早春期间，长春市城区内街路绿化的主要树种——黑皮油松出现了针叶发黄、生长势严重减弱的现象，人民大街两侧的油松受害尤为严重。为了找出油松受害的原因，笔者对长春市道路绿化的黑皮油松进行了调查分析。

1 研究方法

1.1 植物样品的采集与处理

2011年4月15～25日，沿人民大街选取道路两侧的黑皮油松(Pinus tabulaeformis var.mukdensis Uyeki)植株，按不同受害程度划分为生长正常、轻度、重度和近死亡4个等级，每个等级取6株。在儿童公园内取生长良好的3株黑皮油松作为对照(标准样)。在每株树上分别剪取正常针叶和受害针叶。

将针叶置于65℃烘箱中烘干48～72 h，然后粉碎过40目筛。以开氏法测定针叶的全氮(半微量凯式定氮仪);以钒钼黄比色法测定全磷(722型可见光分光光度计);以原子吸收分光光度法测定全钾(2020FS原子吸收分光光度计)。

1.2 土壤样品的采集与处理

2011年4月15～25日，在采集针叶的每株油松处，以根钻法钻取土壤样品。按0～30、30～60、60～100 cm土层分别取样装袋。

将土壤置于室内阴干。剔除杂物后碾压粉碎过1 mm筛。采用2 mol氯化钾浸提—还原蒸馏法测量土壤速效氮(仪器:半微量凯式定氮仪);采用0.5molNaHCO3法测定速效磷(722型可见光分光光度计);采用NH4OAc浸提—原子吸收分光光度计法测定速效钾(2020FS原子吸收分光光度计);采用电位法测定土壤pH(PHS－3B酸度计);采用电导法测定土壤溶液电导率(DDB—303A型便携式电导率仪);采用离子色谱(离子色谱分析仪)测定土壤中Na+和Cl－的含量。

2 结果与分析

2.1 黑皮油松受害并不是土壤营养水平低下所致

为了验证黑皮油松立地土壤营养水平越低，则其受害越严重的假设，我们测量了受害程度不同的黑皮油松立地土壤营养水平，取样深度达1 m，具体测定结果见表1。不同等级土壤的养分含量见表2。

表1 立地土壤养分测定

从表1可以看出，0～30 cm、30～60 cm、60～100 cm的所有土壤样本的速效氮均值分别为17.42、11.42、12.30 μg·g－1，与表 2 不同等级土壤的营养水平相比较处于极低水平;速效磷均值为 31.25、22.92、27.60 μg·g－1，处于极高水平;速效钾均值为 185.28、161.89、156.75 μg·g－1，处于高水平。

土壤的速效氮、磷、钾数据并不支持低土壤营养水平是导致黑皮油松受害的主要原因。因为除了重度受害黑皮油松的土壤营养状况在某些土层内显著低于其它黑皮油松外，其余组间的差异并不明显。甚至公园内生长良好的黑皮油松的土壤营养水平低于道路绿化带营养水平，或无显著差异(图2)。因此，土壤营养状况并不是导致黑皮油松受害的主要原因。

表2 不同等级土壤的营养水平

图1 不同受害程度黑皮油松正常叶片的营养元素含量

2.2 黑皮油松受害是因为树木对土壤营养的吸收受阻

我们测量了受害程度不同的黑皮油松正常针叶的全氮、全磷和全钾含量(详见表3)。严重受害和几近死亡黑皮油松正常叶片的氮、磷含量，显著低于道路上正常生长和轻度受害的黑皮油松，同时低于公园内生长状态良好的黑皮油松(图1)。该结果表明，受害黑皮油松针叶的营养状况较差。除了黑皮油松所处立地营养条件本身会造成这种差异外，还有处于不同受害程度的黑皮油松个体，因某种原因而致营养吸收途径受阻，从而无法充分吸收土壤中的营养元素。

表3 受害与正常针叶营养成分测定

钾元素含量与氮、磷元素相反，无论受害程度怎样，生长在道路两侧的黑皮油松针叶钾含量显著高于公园内黑皮油松(图1)。作为植物生长必备的大量元素，钾元素除了参与植物的各种代谢活动外，还因能提高细胞渗透势而成为植物抵抗干旱和盐胁迫的主要离子。当植物体内钾元素大量增加时，往往意味着植物正在遭受着严重的土壤干旱或生理干旱。所谓土壤干旱是指土壤含水量低，植物无法吸收到充足水分。生理干旱是指土壤并不缺水，但因其它不良土壤状况(如盐碱、低温、通气状况不良、存在有害物质等)或根系自身原因(如执行吸收功能的毛细根死亡)，使根系无法吸收水分，致使植物发生水分亏缺的现象。当生理干旱发生时，植物往往会主动吸收大量钾元素，以平衡细胞液渗透势，维持水分平衡。因此，不同受害等级黑皮油松正常针叶的营养数据显示，受害黑皮油松对土壤营养元素的吸收途径受阻，受阻原因源自生理干旱。

图3 不同受害程度黑皮油松立地土壤的pH值和电导率

2.3 盐分聚集是导致黑皮油松受害的主要原因

土壤水溶盐是强电解质，其水溶液具有导电作用。导电能力的强弱，可用电导率表示。在一定浓度范围内，溶液的含盐量与电导率呈正相关:含盐量愈高，溶液的渗透压愈大，电导率也愈大。因此土壤浸出液的电导率的数值能反映土壤含盐量的高低。

由图3的电导率可以看出，道路两侧绿化带0～30 cm、30～60 cm和60～100 cm土层的电导率均显著高于公园各层土壤，表明绿化带0～100 cm的土壤中已含有较高的盐分，这些盐分主要聚集在0～30 cm的表层土壤中。

本次研究监测的道路绿化带土壤pH值与公园土壤没有显著差异，变化范围在7.5～8.4之间(图3)。同时，道路两侧不同受害程度黑皮油松的立地土壤pH值之间也没有显著差异。表明道路绿化带土壤电导率的增加是由中性盐引起的，即伤害黑皮油松的是盐胁迫，而不是碱胁迫。

图4 不同受害程度黑皮油松立地土壤(0～30 cm)的Na+和Cl－离子含量

0～30 cm土层的Na+和Cl－离子含量显示，公园内土壤中的盐离子含量明显低于道路两侧绿化带土壤。并且，重度和死亡黑皮油松的立地土壤中含有较高的Na+和Cl－离子。因此，从现有的数据来看，道路绿化带土壤的高含盐量是导致黑皮油松受害的主要原因。

从世界范围来看，化学融雪剂用于清除道路积雪始于20世纪30年代，在20世纪60年代得到了广泛应用，尤其是在寒冷地区。加拿大每年氯化钠型融雪剂的使用量约为900～1 000万t。美国每年化学融雪剂的使用量也高达千万吨。近年来，在中国北方地区融雪剂除雪以其简便的操作方式、低廉的价格及良好的融雪效果而得到广泛应用。因大量使用融雪剂而使园林植物受害的现象已在国内多个城市发生。例如，北京市2002年冬季撒放的融雪剂共造成4 000多株植物死亡;南京市2007年用掉的融雪剂多达2 000多吨，致使一些行道树和绿岛植物出现了发黄枯萎的现象。

近年来，由于冬季降雪量较大，长春市为解决交通问题，而大量撒放成本较低的氯盐融雪剂。融化后的雪水渗入到土壤后，把大量可溶性盐离子带到植物根系周围，导致盐离子在土壤表层聚集，从而引起绿化植物浅层毛细根系对水分和养分的吸收受阻，甚至引起毛细根的死亡。

氯化钠型融雪剂对植物的影响因植物种类而异，但都会造成植物生物量的下降、叶片黄褐化和最终导致植株死亡。主要危害有以下三方面:①渗透胁迫。含有盐分的积雪融化后渗入到土壤中，导致土壤盐浓度上升，植物吸收水分困难，尤其是在大气相对湿度较低的情况下，蒸腾作用加强，盐害更为严重。②离子毒害。土壤环境盐分过多，就会导致植物吸收某种盐类过多而排斥了对其他营养元素的吸收，从而导致植物细胞内部的离子种类和浓度发生变化，破坏原有平衡，造成植物营养失调，抑制其生长。③破坏正常代谢。主要包括对植物光合作用、呼吸作用和蛋白质代谢等方面的影响。

除此以外，高浓度Na+能分散土壤中有机颗粒和无机颗粒，导致土壤渗透能力下降，造成土壤板结，水分不易到达深层土壤，致使深层根系吸水同样发生困难。

2.4 相同生境条件下的黑皮油松，植株较大的受害较轻

根系是植物吸收水分和营养的主要器官，当根系受损时，其吸收能力将大大降低。因取样困难，我们无法取到深入地下的黑皮油松根系。但依据植物地上和地下生物量的相关性，我们可以通过比较不同受害程度黑皮油松的冠径和胸径，来揭示根系间的差异。

随着受害程度的增加，黑皮油松的冠径和胸径表现为降低，并且重度受害黑皮油松冠径的降低程度达到了显著水平(图5)。该结果表明，黑皮油松的受害程度与植株大小相关，即植株越小，受害程度越重。

盐害发生时，大量细根往往因无法忍受高盐条件而死亡。冠径和胸径小意味着植株根系较小，从而执行水分和营养吸收的细根数量和面积也相对较少。因此，在同样盐害条件下，依旧能执行吸收功能的小植株的细根数量大大少于大植株，受害更为严重。并且，植株较大的黑皮油松，其根系深入土层更深，可以在未遭受盐害干扰的深层土壤中存活并吸取营养，从而降低了盐胁迫的伤害。

图5 黑皮油松的冠径和胸径

2.5 近几年已不在道路绿化带中堆积撒有融雪剂的积雪，绿化带中仍有盐分

①融雪剂中的盐分一旦进入土壤，便很难清除。渗透到土壤中的盐类物质长时间地滞留而使土壤很难恢复到原来的状态。氯化钠型融雪剂融化后，Na+和Cl－在土壤中有较高的溶解度，容易在土壤中蓄积，并且盐分随着土壤水分的运动而移动。

②即便是不向绿化带中堆积融雪剂雪，来往汽车行驶时喷溅的雪水，同样能够飞溅到绿化带中。发黄枯萎的植被都靠近机动车道也证明了这一点。

3 结论与建议

3.1 结论

①本研究中所有土壤样品的速效氮都处于极低水平，速效磷处于极高水平，速效钾处于高水平。不同受害等级黑皮油松生长的土壤营养条件没有显著性差异，因此土壤营养低下不是导致黑皮油松受害的主要原因。

②不同受害等级黑皮油松正常针叶的营养数据显示，受害黑皮油松对土壤营养元素的吸收途径受阻，受阻原因源自生理干旱，造成生理干旱的直接原因是土壤中盐分的过度积累，冬季融雪剂的过量使用是造成街路绿化带中土壤盐分过量的主要原因。因此黑皮油松受害的主要原因是冬季融雪剂的过量使用。

3.2 建议

①根本解决办法是更换新土，并不再使用含盐的融雪剂。即使移走受害树木，补种植物也会因高盐土壤而难以存活，必须进行大规模的深层换土。针对大量喷洒了融雪剂的路段，在不伤害植物根系的情况下，将道路两侧绿化带和分车带中的土壤进行更换，以防止淋溶后盐分下移对植物造成更大的危害。基于乔木根系的分布特点和不同土壤层面的化验结果，换土深度应不小于40 cm。

②干旱期(如早春)大量灌溉，并增施营养。盐分对植物的伤害表现在生理干旱上，即植物吸收不到足够的水分和养分。因此，在植物生长的脆弱期，如早春，进行人工灌溉，以缓解植物的吸水困难。

③还可通过在土壤中埋设渗透管和打气孔等方式，来增加黑皮油松根系周边土壤的透气性和透水性，从而减轻含有融雪剂的雪水对黑皮油松的危害。

④适当控制融雪剂的施用量。在使用融雪剂时，严格控制单位面积使用量，加大喷洒车与道路绿化植物之间的距离，尽量避免把融雪剂直接撒入绿化池中或树坑内。建议多使用环保型融雪剂，逐渐淘汰常规氯盐型融雪剂。应大力发展机械除雪，以机械为主，手动为辅。并充分利用天然雪水对植物的灌溉作用。

⑤对绿化带进行冬季隔离，隔离方法是用无纺布在绿化带周边钉制60 cm以上的隔离网，以防止融雪剂的溅入。这种方法目前在哈尔滨市及我市的部分城区已经使用，效果较好。