哈尔滨市森林绿地土壤水分物理性质研究

王全波　肖　洋

(1.黑龙江丰林国家级自然保护区管理局，黑龙江 五营 153033；

2.黑龙江大学 农业资源与环境学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

哈尔滨市森林绿地土壤水分物理性质研究

王全波1肖洋2

(1.黑龙江丰林国家级自然保护区管理局，黑龙江 五营 153033；

2.黑龙江大学 农业资源与环境学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

摘要：2011—2012年，野外详查和分析了哈尔滨市森林绿地土壤水分物理性质。研究结果表明，哈尔滨市绿地土壤孔隙度较小，总孔隙度为42.885%—48.807%，毛管孔隙度为44.027%—39.825%，非毛管孔隙度为39.825%—44.027%，通气度为16.690%—22.118%。五个功能区绿地土壤保水、持水、供水能力由大到小为：生产绿地>附属绿地>公共绿地>城市道路交通绿地>防护绿地。

关键词：哈尔滨市；森林绿地；土壤

土壤作为植物赖以生存的物质基础，其质量直接关系到植物长势和绿地生态景观效果的发挥，城市绿地的土壤质量直接决定了城市绿化的质量水平[1]。有关研究表明，城市植物生长不佳的主因是土壤物理性质恶化。因为人们对土壤不够重视加之人为破坏,导致土壤综合质量不断下降,使城市绿地生态系统功能不能正常运作,进而影响整个城市生态平衡。这是现如今摆在人们面前的不可忽视的重要问题。本文对哈尔滨市森林绿地土壤水分物理性质进行分析，了解哈尔滨市绿地土壤的质量状况，为城市土壤改良和城市绿地建设提供参考依据。对城市绿地土壤的研究可以促进城市绿化建设，对其绿地规划及园林植被栽植有一定的指导意义，使城市绿地布局更加科学，有助于绿地的生态、游憩、景观等作用的充分发挥。

1研究区概况

哈尔滨位于黑龙江省南部，松花江主流中游，地处松嫩平原，总面积53 068km2。哈尔滨市辖8个区、10个县(市)，人口总数992.02万，有48个少数民族，是全省文化、经济、政治、科技和交通中心。哈尔滨境内的大小河流均属于松花江和牡丹江水系，降水主要集中在6—9月份，全年平均降水量600mm左右。气候属中温带大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短，年平均气温3.6℃，无霜期为140d，结冰期为190d，有“冰城”之称。哈尔滨地形由东南向西北倾斜，市区及地域平坦、低洼，东部10县(市)多山及丘陵地，平均海拔151m。东南接临张广才岭支脉丘陵，北部是小兴安岭山区，西北为呼兰河，中部有松花江通过，河流纵横，平原辽阔。哈尔滨市区主要分布在松花江形成的三级阶地上，全市土壤类型比较多，共有9个土类、21个亚类、25个土种。土壤层次发育显著，剖面形态一般由黑土层、淀积层和母质层组成，质地为重壤、中壤和轻壤土。

2试验方法

2.1样地设置

由于不同的绿地有不同的功能性和特点，为了能更好地分析哈尔滨市绿地土壤水分物理性质，在哈尔滨市区根据绿地所在地理位置和土地利用类型，按照绿地的划分方法，把它们划分为公共绿地、道路交通绿地、附属绿地、生产绿地和防护绿地五个功能区，一共设置34个采样点。绿地功能区划分见表1。

表1　　样地功能区划分

2.2绿地土壤的采样方法和水分物理性质的观测方法

在选定的每个采样点在1m范围内，以梅花型布设5个样点，在各点处取表层0—20cm的土壤，用环刀采集土样并密封带回实验室准备测定土壤水分物理性质，用全球定位系统GPS进行定位，并记录每个样点的GPS坐标。土壤水分物理性质的测定参照中华人民共和国林业行业标准《森林土壤水分—物理性质的测定》[2]。

通过环刀法测定的土壤水分—物理性质的项目有：土壤容重、最大持水量(饱和持水量)、毛管持水量、最小持水量(田间持水量)、非毛管孔隙、毛管孔隙、总孔隙和土壤通气度等。

3结果和分析

3.1不同绿地土壤的容重特征

土壤容重的大小通常与土壤结构质地、有机质的丰富度、土壤紧实度、耕作措施等有关，它是土壤重要的物理指标之一，也是反映人们活动对土壤的压实作用程度的重要指标[3]。由表2可以看出，各绿地的土壤容重由小到大依次是生产绿地<附属绿地<道路交通绿地<公共绿地<防护绿地。各个功能区绿地土壤容重均偏大，在1.29—1.47g/cm3之间，除生产绿地外其他绿地均不适宜植被生长(其他绿地土壤容重大于1.3g/cm3)。

表2　　不同绿地土壤容重

3.2不同绿地土壤孔隙度特征

一般情况下土壤总空隙度在50%—56%之间，且通气空隙不低于10%比较适宜植物正常生长代谢。从表3可以看出，各绿地总孔隙度大小排序为：生产绿地>附属绿地>公共绿地>道路交通绿地>防护绿地，在42.89%—48.81%之间；毛管孔隙度大小排序为：生产绿地>附属绿地>公共绿地>道路交通绿地>防护绿地，在39.83%—44.03%之间；非毛管孔隙度大小排序为：生产绿地>附属绿地>公共绿地>防护绿地>道路交通绿地，在2.65%—4.78%之间。土壤通气度大小为道路交通绿地>公共绿地>附属绿地>生产绿地>防护绿地，在16.69%—22.12%之间。

表3　　不同功能区土壤孔隙度比较

各个绿地土壤孔隙度均小于50%，其中生产绿地因为经常耕作疏松土壤，且生产绿地作为生产用地可以及时补充肥料。有研究表明化肥有改善土壤结构，调节孔隙和持水状况的作用[4]，所以其孔隙度最大，容重值最小，通气度适中，较适宜植被生长。附属绿地植被根系发达(如中医药大学附属绿地，草地茂密，树木年份长)，且植被种类丰富(如理工南区有3种灌木和草地混交)，生物多样性高，因此土壤孔隙度相对较高，通气度适宜。道路交通绿地与防护绿地受客土回填、土壤板结、人为压实等因素影响，导致其土壤孔隙度小，说明该绿地土壤受人为扰动较严重，对植被生长不利。公共绿地虽然保护措施相对完善，但受人为影响比较大，其土壤孔隙度也不适宜植被生长。

3.3不同绿地土壤水分物理特征

土壤水分是土壤重要的组成部分之一，土壤持水状况与植物生长密切相关，土壤持水能力主要受土壤总孔隙度、毛管孔隙度、容重、有机质和土壤颗粒组成的影响[5]。

由表4可知各功能区土壤贮水量大小顺序为：生产绿地>附属绿地>防护绿地>公共绿地>道路交通绿地，其自然值在38.42—90mm之间，城市绿地偏小，不同绿地土壤贮水量差异显著(P<0.05)，与土壤总孔隙度呈正相关；最大持水量大小排序为：生产绿地>附属绿地>公共绿地>道路交通绿地>防护绿地，各绿地差异不显著(P>0.05)，与土壤总孔隙度呈正相关；毛管持水量大小排序为：生产绿地>附属绿地>公共绿地>道路交通绿地>防护绿地，各绿地差异不显著(P>0.05)，与土壤总孔隙度呈正相关；田间持水量大小排序为：生产绿地>附属绿地>道路交通绿地>公共绿地>防护绿地，各功能区差异显著(P<0.05)，与土壤总孔隙度呈显著正相关。

表4　　不同功能区土壤水分常数比较

4结论

各绿地土壤容重偏大在1.29—1.47g/cm3之间，因不同绿地受人类活动干扰的程度不同，其土壤容重从小到大为：生产绿地<附属绿地<道路交通绿地<公共绿地<防护绿地。

土壤孔隙度偏小，总孔隙度为42.89%—48.81%；毛管孔隙度39.83%—44.03%；非毛管孔隙度为2.65%—4.78%。通气度适宜，土壤通气度在16.69%—22.12%之间。各绿地土壤孔隙度均小于50%。五个绿地土壤孔隙度大小排序为：生产绿地>附属绿地>公共绿地>道路交通绿地>防护绿地；各功能区土壤通气度从大到小为道路交通绿地>公共绿地>附属绿地>生产绿地>防护绿地。

生产绿地土壤保水、持水、供水能力相对较好，其余4个绿地土壤保水、持水和供水能力较差。通过相关性及显著性分析得出，各地土壤水分状况与土壤孔隙度成正相关，且不同绿地土壤水分状况存在差异。五个绿地土壤保水、持水、供水能力大小排序为：生产绿地>附属绿地>公共绿地>城市道路交通绿地>防护绿地。

参考文献：

[1]崔晓阳,袁方怀龙.城市绿地土壤及其管理[M].北京:中国林业出版社,2001：23—24.

[2]中国标准出版社.中华人民共和国林业行业标准——森林土壤分析方法[S].2000：22—24.

[3]于法展,李保杰,刘尧让，等.徐州市城区绿地土壤的理化特性[J].城市环境与城市生态，2006,19(5):34—37.

[4]王风,韩晓曾,李海波，等.不同黑土生态系统的土壤水分物理性质研究[J].水土保持学报，2006,20(6):67—70.

[5]周择福,李昌哲.北京九龙山不同植被土壤水分特征研究[J].林业科学研究，1994,7(1):48—53.

责任编辑：王洪军

作者简介：第一王全波(1966—),男,黑龙江讷河人,硕士,高级工程师。研究方向：森林生态。

基金项目：黑龙江大学创新实验室项目

收稿日期：2014-11-10

中图分类号：S724

文献标志码：A

文章编号：1674-6341(2015)01-0010-02

doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2015.01.005