长春市高新北区绿地土壤质量分析

刘 庚，任 军，胡长群，章 林，张义飞

(1.吉林省林业科学研究院，吉林 长春 130033；2.吉林长白山森林生态系统国家定位观测研究站，吉林 长春 130033)

长春市高新北区绿地土壤质量分析

刘 庚1，2，任 军1，2，胡长群1，章 林1，张义飞1

(1.吉林省林业科学研究院，吉林 长春 130033；2.吉林长白山森林生态系统国家定位观测研究站，吉林 长春 130033)

为进一步了解长春市城市绿地土壤质量状况，揭示绿地土壤存在的主要问题，以高新北区为例，按照绿地划分方法，根据其地理位置和利用类型，对高新北区公园绿地和交通绿地土壤质量进行了分析.结果表明：公园绿地和交通绿地土壤容重均偏高，多数土壤有碱化趋势，土壤有机质和水解氮含量处于偏低水平，土壤速效磷含量处于中等偏低水平，土壤速效钾含量处于中等水平.土壤有机质对水解氮、速效磷的含量影响较大，对速效钾的影响较小.在管理上，应加强绿地植被土壤养分供给量.

城市绿地；土壤物理特性；土壤pH值；土壤养分

城市绿地土壤质量影响着城市植被功能、生物多样性和碳循环，因此，城市绿地土壤质量的研究也受到了许多学者的关注[1]，成为20世纪末以来城市化研究的热门课题[2].相对于其他陆地生态系统，城市绿地土壤研究仍处于起步阶段.随着城市化进程的发展，越来越多的自然用地转变为城市绿地，如森林公园、湿地公园等.由于土地利用发生变化，导致的土壤质量恶化问题也随之产生，如郊区土壤转变为城市绿地后土壤活性变差等[3-4].随着土壤质量的改变，各国逐渐意识到土壤退化导致的一系列环境问题，如水体质量下降等[5].目前，针对公园树木死亡及土壤退化问题，学者们做了大量工作[6-7]，全面了解土壤质量特征，及时调整土地管理措施，可为城市绿地的可持续发展提供理论依据.

1 研究方法

1.1 研究区域概况

长春高新北区位于长春市中心城区东北部，整体上已形成了以北湖国家湿地公园为主的绿地生态系统.地理位置为125°20′07″N～125°24′24″，43°56′36″～43°59′52″E.公园绿化面积315万m2；年平均降水量565 mm，年平均蒸发量1 620 mm，年平均气温4.3℃～4.9℃(年平均最高气温11.2℃、最低气温0.3℃)，年平均气压986.8 hPa，年平均湿度65%，无霜期142 d；冬夏以西南风为主，伴有东风，春季风速最大，夏季风速最小，全年平均风速4.2 m/s.地区土壤主要为黑土、草甸黑土.

1.2 样品采集与测定方法

按照绿地划分的方法[8]将高新北区划分为2类样地，即公园绿地和交通绿地.根据现场踏查和绿化树木生长的实际情况，采取典型抽样的方法，在采样区内利用梅花法[9]采集样品，即在树木栽植典型区域内设置3～5个取样点作为一个采样区，每个取样点土壤采集深度为1 m，分为0～30，>30～60，>60 cm 3个层次；将同一取样区域内各取样点的同层土壤混合作为一个测试样本，共采集土壤样品164个.各指标测定方法如下[10]：土壤容重采用环刀法测定；土壤pH采用pH酸度计电位法测定；土壤有机质含量采用重铬酸钾外加热法测定；土壤水解氮含量采用碱解扩散法测定；土壤水溶性盐含量采用电导法测定；土壤速效磷含量采用碳酸氢钠法测定；土壤速效钾含量采用火焰光度法测定.

1.3 数据处理与分析方法

利用SPSS18.0应用软件进行平均值、标准差和单因素方差分析，对土壤质量进行描述性统计分析和显著性差异检验，并利用Bivariate软件分析土壤有机质含量对土壤氮、磷、钾的影响.

2 结果与讨论

2.1 高新北区土壤物理特性

土壤容重的变异特点：交通绿地土壤容重在1.06～1.82 g/cm3之间(见表1)，除>30～60 cm土层外，其余层次的变异系数均高于10%，属于低度变异；从垂直分布来看，不同层次土壤容重有显著性差异，且>60～100 cm土层土壤容重最大.公园绿地土壤容重在0.95～1.93 g/cm3之间，不同层次变异系数均高于交通绿地，但仍属于低度变异；从垂直分布来看，>60～100 cm土层与其余各层次有显著性差异，且土壤容重最大.从整体分布来看，公园绿地和交通绿地的土壤容重平均值大于1.30 g/cm3，容重偏高，并随土壤深度变化而变化，这样会导致根系穿透能力减弱，影响长势[11].

表1 两种绿地不同层次土壤容重的描述性统计

注：*表示同一绿地不同层次比较差异显著(P<0.05)，**表示同一绿地不同层次比较差异极显著(P<0.01).平均值括号内数据为标准误.a表示不同绿地同一层次比较差异显著(P<0.05)，下同.

2.2 高新北区土壤pH值和盐含量

2.2.1 土壤pH值的变异特点

交通绿地土壤pH值在7.22～8.46之间(见表2)，为微碱性、碱性土壤，不同土层的变异系数均低于10%，为弱度变异；从垂直分布来看，0～30 cm土层的pH值较大，其他层次无显著性差异.公园绿地土壤pH值在6.85～8.48之间，为中性、微碱性和碱性土壤，不同层次变异系数属于低度变异；从垂直分布来看，各层次土壤pH值具有显著性差异.公园绿地和交通绿地相同层次土壤pH值有显著性差异.从整体分布来看，高新北区土壤pH值在7.5～8.5之间，属于碱性土壤，且交通绿地土壤碱性程度要大于公园绿地.已有研究表明，长春市区土壤有碱化趋势[10]，这种现象出现的原因可能是由于城市建筑土壤里的部分残留物，如碳酸盐、融雪剂等所致[12].

表2 两种绿地不同层次土壤pH值的描述性统计

2.2.2 土壤电导率的变异特点

交通绿地土壤电导率在0.040～0.205 mS/cm之间(见表3)，不同土层的变异系数高于40%，属于中度变异；从垂直分布来看，各土层的电导率差异不显著，均值低于1.2 mS/cm.公园绿地土壤电导率在0.053～0.280 mS/cm之间，为中度变异；从垂直变化来看，各土层间电导率差异极显著，同层土壤与交通绿地比较仍有显著性差异.从整体分布来看，土壤电导率变异程度较大，这可能是高新北区回填土较多所致.

表3 两种绿地不同层次土壤电导率的描述性统计

注：b示不同绿地同一层次比较差异极显著(P<0.01)，下同.

2.3 高新北区土壤养分

2.3.1 土壤有机质的变异特点

交通绿地土壤有机质含量在2.45～25.36 g/kg之间(见表4)，最大值为最小值的10倍，不同层次土壤的变异系数高于40%，属于中度变异；从垂直分布来看，0～30 cm土壤有机质含量最高，不同层次土壤有机质含量具有显著性差异.公园绿地土壤有机质含量在2.19～46.37 g/kg之间，最大值为最小值的23倍，不同层次土壤的变异系数随土层深度变化逐渐增大，最大变异90.05%，属于高度变异；从垂直分布来看，0～30 cm土层的有机质含量最大，各个层次差异极显著.公园绿地和道路交通绿地同一层次土壤有机质含量有显著性差异.从整体分布看，两绿地有机质含量偏低.城市绿地土壤有机质对植被的养分吸收具有重要影响，而土壤有机质与绿地管理极其相关.从数据可以看出，交通绿地土壤有机质含量较公园绿地小，这主要是由于道路上的枯枝落叶及时清理后，降低了表层土壤有机成分含量[13].

表4 两种绿地不同层次土壤有机质的描述性统计

2.3.2 土壤水解氮的变异特点

交通绿地土壤水解氮含量在20.49～101.07 mg/kg之间(见表5)，不同层次土壤的变异系数大于10%，属于中度变异；从垂直分布来看，各层次土壤水解氮含量有显著性差异，且0～30 cm土层与其他层次比较差异极显著.公园绿地土壤水解氮含量在17.76～99.71 mg/kg之间，从各层次的变异系数来看，属于中度变异.从垂直分布来看，0～30 cm土壤水解氮含量较其他层次含量高，且差异极显著.公园绿地与交通绿地同一层次土壤水解氮含量除>60～100 cm外，其他层次有显著性差异.从整体分布来看，两绿地土壤水解氮处于偏低水平.这一结果，与李志国[14]的研究结果基本相同.分析认为高新北区土壤低氮的原因可能是由于大量回填土覆盖所致.

表5 两种绿地不同层次土壤水解氮的描述性统计

2.3.3 土壤速效磷的变异特点

交通绿地土壤速效磷含量在4.77～43.22 mg/kg之间(见表6)，不同层次变异系数高于50%，属于中等程度变异，其中>30～60 cm土层变异系数最大；0～30 cm土层土壤速效磷含量较其他层次低且差异显著.公园绿地土壤速效磷含量在6.26～160.51 mg/kg，最大值为最小值的25倍，不同层次变异系数较大；各层次之间土壤速效磷含量有显著性差异，>30～60 cm土层平均值最大，为40.87 mg/kg.公园绿地与交通绿地同一层次土壤速效磷含量有显著性差异，且公园绿地土壤速效磷较丰富.从整体分布来看，交通绿地土壤速效磷含量属于中等水平，而公园绿地偏高，这种现象可能是由于高新北区土地资源的不合理利用，最终导致土壤养分流失所致.

2.3.4 土壤速效钾的变异特点

交通绿地土壤速效钾含量在35.00～185.00 mg/kg(见表7)，变异系数在22.46%～47.67%，属于中等变异；从垂直分布来看，>30～60 cm土层土壤速效钾含量最大且与其他层次差异极显著.公园绿地土壤速效钾含量在27.50～192.50 mg/kg，变异系数在51.48%～59.37%，属于中等变异；从垂直分布来看，>30～60 cm土层土壤速效钾含量最大，各层次之间差异显著.同一层次公园绿地土壤速效钾含量要高于交通绿地.从整体分布来看，两绿地土壤速效钾含量处于中偏低水平.

表7 两种绿地不同层次土壤速效钾的描述性统计

2.4 高新北区土壤有机质对土壤氮磷钾的影响

公园绿地和交通绿地土壤有机质与土壤水解氮、速效钾各个层次均呈现显著性相关.0～30 cm土层交通绿地土壤有机质与土壤速效磷呈显著性相关，而公园绿地0～30 cm和>30～60 cm土层均呈现显著性相关(见表8、表9).

表8 交通绿地不同层次土壤有机质与氮磷钾的相关性

注：*表示P<0.05，**表示P<0.01，下同.

表9 公园绿地不同层次土壤有机质与氮磷钾的相关性

3 结论

(1) 长春高新北区土壤容重在0.95～1.93 g/cm3之间，各层次土壤容重平均值高于1.30 g/cm3，对植被根系的生长发育不利.

(2) 长春高新北区土壤pH值在6.85～8.48之间，垂直变化不明显，有碱化趋势.土壤电导率在0.040～0.357 mS/cm之间，无盐害.

(3) 长春高新北区土壤有机质含量在2.45～ 46.37 g/kg之间，公园绿地土壤有机质各层次的含量均高于交通绿地，且平均值低于20 g/kg，整体处于偏低水平.高新北区土壤水解氮含量在11.76～101.07 mg/kg之间，公园绿地和交通绿地各层次土壤水解氮均在50 mg/kg左右，处于较低水平.高新北区土壤速效磷含量在4.77～160.51 mg/kg之间，公园绿地各层次的变异程度高于交通绿地，公园绿地各层次平均值在35 mg/kg，显著高于交通绿地的平均值，二者均处于中偏低水平.高新北区土壤速效钾含量在27.50～192.50 mg之间，公园绿地各层次的变异程度高于交通绿地，公园绿地各层次平均值71 mg/kg，交通绿地各层次平均值76 mg/kg，二者均处于中等水平.

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(责任编辑：方 林)

Soil quality analysis for urban green spaces in Changchun Gaoxin North District

LIU Geng1，2，REN Jun1，2，HU Chang-qun1，ZHANG Lin1，ZHANG Yi-fei1

(1.Jilin Provincial Academy of Forestry，Changchun 130033，China； 2.Jilin Changbai Mountain Ecosystem Research Station，Changchun 130033，China)

In order to further understand the soil quality of Changchun urban green space，and reveal its main existing problems on the bass of its geographical location and the available type.According to the distribution and growth of the vegetation of the park，divided it into “park green space” and “transportation green space” to analyze the soil quality of Gaoxin North District.The results show the soil bulk density is on the high side in the park green space and traffic green space，nost of the soil is alkaline trend，hydrolysis of soil organic matter and nitrogen content at a low level，soil available P content in the medium to low level，soil available potassium content in the medium level.The content of soil organic matter on hydrolysis N，available P，less effect on the available K.So should strengthen sufficient soil nutrient for the green vegetation in the management.

urban green space；soil physical properties；soil pH；soil nutrient content

1000-1832(2017)01-0120-05

10.16163/j.cnki.22-1123/n.2017.01.023

2015-10-19

国家林业总局948计划项目(2011-4-58)；林业科技创新平台运行补助项目(2015-LYPT-DW-052)；吉林省林业厅科技项目(2013-021).

刘庚(1987—)，男，硕士，助理研究员，主要从事森林生态学研究；通讯作者：任军(1973—)，男，博士，研究员，主要从事森林生态和森林培育研究.

S 151.9 [学科代码] 210·5055

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