王忞
南阳理工学院 建筑学院,河南 南阳 473000
随着城市化进程的不断加快,对于土地绿化和改善生态环境的需求也日渐增长。盐渍土是一种较为常见的土壤类型。一般来说,盐渍土含有较高的盐分,并不适宜园林绿化树种生长,也无法满足当前植树造林的需求。如何根据盐碱地土壤的不同含盐量,选择适宜该土壤生长的植物种类是迫切需要解决的问题之一。我国盐渍土土地面积大约为0.99 亿hm2,大多分布在新疆、河套平原、银川平原和滨海地区。LANDGRAF 等[1]分析了盐渍土的主要成分,发现土壤中的高盐成分对于绿化植物的生长产生了直接的负面影响,盐渍土中的其他离子成分能够使绿化植物的自身形态产生性状变化,影响其正常生长,植物的耐盐性分析应该根据不同程度的土壤含盐量进行进一步的测定。而植物的耐盐性等级应分为强耐性、中耐性和弱耐性等3 个等级来进行指标评价。许基全等[2]分析了沿海地区盐碱地植物种类的选择,发现罗布麻、苜蓿和白刺能够较好地降低土壤的含盐量和土壤pH值,对于盐碱地土地质量的改善有明显作用。冯国华等[3]重点研究了彩叶树在不同盐碱地上的种植情况,彩叶树对于不同含盐量的盐渍土壤具有不同的生态反应。在含盐量较高的土壤上,彩叶树会出现生长迟缓的现象。而在含盐量较低的土壤中则不会出现该情况。曹怡俊[4]重点分析了滨黎和柽柳对于盐渍土土壤质量的影响,结果发现,两种植物能够明显减少土壤的盐含量,能够起到改善土壤环境和改变盐渍土结构的作用。孙辉[5]认为盐碱地的改良不能依靠盲目种植作物来改善生态,而是要根据植物的基本特性,如耐盐度等开展研究分析。张佳雪等[6]对于田径沿海地区轻度盐碱地的彩叶植物进行分析,发现夹竹桃等作为适宜于轻度盐碱土壤的生长。王成刚等[7]集中分析了天山公园的改善策略,发现杂交马褂木和杨树等绿化树种能够较好地改善土地盐碱质量。陈小雪等[8]集中研究了滨海地区盐碱土壤微量元素含量和盐含量,发现需要根据不同的土壤盐度来选择适宜的作物,不能进行盲目的选择。王琳琳等[9]分析了滨海地区不同土壤对于作物生长适应性的影响,发现栾树Koelrenteria paniculata适宜于基本脱盐土壤和轻度脱盐土壤的种植,能够改善土地盐碱地水平。
目前研究都集中盐碱地上种植植物种类的选择,以及如何通过种植不同植物来改变土壤质量情况。而选择的研究地区大多集中在天津、山东沿海以及江苏北部的滨海地区。对于上海地区的土壤环境和园林绿化研究较少,也缺乏对于该地区园林绿化树种耐盐性的研究,急需在该地区开展针对性的实地研究。本文针对上海市地区不同含盐量的盐渍土对园林绿化树种的生长适应性进行分析。研究植物对于不同程度的土壤含盐量的生态反应和生长变化,选择出适合沿海城市的园林绿化树种,为生态环境的改善提供有效依据。
研究区位于上海市崇明区现代农业产业园(东经121°09′,北纬31°27′,海拔高度约4.2 m),属亚热带季风气候,四季分明,气候温和湿润,日照充足,雨水充沛,年平均气温16.5 ℃,年平均降雨量1128.9 mm。根据区域中土层的含盐量和pH 值的差异,将崇明区现代农业产业园分为3 个研究区域,分别为北六效区、北七效区和北八效区。
选取水杉Metasequoia glyptostroboides、香樟Cinnamomum longepaniculatum、栾树Koelrenteria Paniculata、美国水杉、乐昌含笑Michelia chapensisDandy、银杏Ginkgo biloba、马褂木Hybrid mantlewood、金合欢Acacia farnesiana、无患子Sapindus mukorossi、桂花Osmanthussp.共10 个树种种植于北六效区;选取棕榈Trachycarpus fortunei,池杉Taxodium ascendens、夹竹桃Nerium indicum、法国冬青Viburnum odoratissimumKer-Gawl、南酸枣Choerospondias axillaris、蜀桧Sabina komarovii共6 个树种种植于北七效区;选取杂交柳Salix babylonica×matsudana、74 号杨PopulusL.、杂交马褂木Liriodendron chinense×tulipifera、光叶白蜡Fraxinus griffithii、刺槐Robinia pseudoacacia、美国黑杨American black poplar共6 个树种种植于北八效区。
每个研究区域根据树种不同划分为不同的小区,两个相邻小区间的距离为6 m。采用完全随机区组设计,每个小区为1 个处理,每个处理重复6 次。2017 年4 月,在3 个树种种植区的每个小区内选择长势相对一致的苗木进行栽植,每次重复9 株,株行距均为3 m×3 m,植穴规格1 m×1 m×1 m。不同小区各树种栽培管理措施一致。
于2017 年4 月,分别在3 个研究区域内随机选择10 株树木,用不锈钢铲对20~40 cm 的土层进行土样采集,然后带回实验室进行土壤磷含量、钾含量、碱解氮含量、含盐量以及pH 值的测定。其中土壤磷含量采用火焰光度法测定,钾含量采用奥尔逊法测定,碱解氮含量采用扩散皿法测定,含盐量采用电导法测定,pH 值采用电位法测定。于2017 年4 月在进行土样采样的同时,首次对各个树种的树高和胸径进行测量,于2020 年4 月对各个树种的树高和胸径进行末次测量,并计算各个树种的树高和胸径的年均增长量。
采用Microsoft Excel 2016 进行试验数据整理,将3 次重复的平均值定为试验测定数值,用DPS 7.05 统计软件对数据进行单因素随机区组方差分析,多重比较采用Duncan's 新复极差法检验方差分析中有差异的变量间的差异显著性。
3 个研究区域中土壤微量成分如表1 所示。根据表1 显示的结果可知,北六效区域土壤中的碱解氮最高,其次是北七效区域,北八效区域的碱解氮含量最低,并且3 个研究区域土壤中碱解氮含量差异性达显著,北六效区域和北七效区域碱解氮含量极显著高于北七效区域;北八效区域土壤中的磷含量最高,其次是北六效区域,北七效区域的碱解氮含量最低,3 个研究区域土壤中磷含量均呈极显著差异;北六效区域土壤中钾含量显著高于北七效区域和北八效区域,但3 个研究区域土壤中的钾含量的差异性均未达到极显著。
表1 采样区域内土壤微量成分分析结果Table 1 The analysis results of soil trace components in the sampling area
北六效区域、北七效区域和北八效区域中土壤pH 值和含盐量如表2 所示。根据表2 显示的结果可知,3 个研究区域的土壤均属于碱性土壤,并且不同区域土壤的pH 值呈显著差异,其中北七效区域土壤pH 值极显著高于北六效区域和北八效区域。北六效区域耕地土壤含盐量和道路两侧土壤含盐量最低,北七效区域居中,北八效区域最高。全部区域耕地土壤含盐量均小于道路两侧土壤含盐量。根据国家盐渍土分类标准,北六效区域耕地土壤小于0.1%,属于基本脱盐土壤。北七效区域耕地土壤在0.1%~0.2%之间,属于轻度盐化土壤。北八效区域耕地土壤在0.2%~0.4%之间,属于中度盐化土壤。之所以产生这样的原因是因为北六效区域耕地开垦时间较早,之后是北七效区域,最后是北八效区域。随着土壤开拓和种植,其中的盐分也逐渐开始减少。另外,由于北八效区域长期受海浪侵蚀,也导致耕地土壤含盐量和道路两侧土壤含盐量相对较高。
表2 采样区域内土壤pH 值和含盐量分析结果Table 2 The analysis results of soil pH value and salt content in the sampling area
2.3.1 北六效区域绿化树种适应性分析 在北六效区域共计种植10 种绿化树种,具体成活率、存活率和首次及末次测量结果如表3 所示。根据表3 中结果可知,10 种绿化树种成活率较高的有水杉(85.2%)、栾树(98.9%)、美国水杉(92.9%)以及无患子(88.6%)。这4 种绿化树种成活率均高于85%。就存活率而言,仅有栾树(98.4%)和无患子(85.4%)的存活率高于85%。美国水杉虽然初始时期成活率较高,但是由于后期患有水渍病,出现了死株的情况,极大地减少了该树种的存活率。水杉的成活率和存活率均超过80%,生长情况处于中等水平,较为适合在北六效区域当做防护林种植。同时,由于水杉可以在较为潮湿的环境中种植,也适宜于临海地区土壤。香樟、乐昌含笑、银杏、马褂木、金合欢和桂花整体成活率和存活率均低于80%,并不适合在基本脱盐土壤上种植。
表3 北六效区域绿化树种适应性分析结果Table 3 The analysis results of the adaptability of green plants in the area of Beiliuxiao
2.3.2 北七效区域绿化树种适应性分析 在北七效区域共计种植8 种绿化树种,具体成活率、存活率和首次及末次测量结果如表4 所示。根据表4 可知,在8 种绿化树种中成活率较高的有水杉(85.48%)、池杉(97.9%)、夹竹桃(90.2%)、法国冬青(96.5%)、栾树(86.4%)、蜀桧(92.5%)。这6种绿化树种成活率均高于85%。同时,池杉(97.1%)、夹竹桃(90%)、法国冬青(95.4%)和蜀桧(92.5%)的存活率均高于90%,呈现出极高的存活水平。这4 种绿化树种数据生长性较好,适宜大范围种植在轻度盐化土壤中。栾树在北六效地区和北七效地区均有种植,但是最终的成活率和存活率均下降了10 个百分点左右,这说明栾树对于含盐量不同的土壤有一定的耐受性,适宜在不同含盐量的土壤种植。
表4 北七效区域绿化树种适应性分析结果Table 4 The analysis results of the adaptability of green plants in the area of Beiqixiao
2.3.3 北八效区域绿化树种适应性分析 由于北八效区域土壤含盐量较高,所以在该区域中种植的6种绿化树种均为耐盐性较高的树种。具体成活率、存活率和首次及末次测量结果如表5 所示。从表5 结果可以发现,由于种植的6 种绿化树种适宜生长在含盐量较高的土壤,所以全部成活率和存活率均高于80%以上。其中,杂交马褂木、光叶白蜡和美国黑杨的成活率和存活率均高于90%,最适宜该地区的环境生长和大范围种植。
表5 北八效区域绿化树种适应性分析结果Table 5 The analysis results of the adaptability of green plants in the area of Beibaxiao
通过分析园区内不同土壤微量成分、pH 值和含盐量,可以发现针对不同含盐量的盐渍土,不同绿化树种产生了不同的生长适应性结果。在基本脱盐土壤,适宜种植水杉、栾树以及无患子(88.6%)等绿化树种。此结果与高文[10]对于适宜盐碱地种植的园林绿化植物研究结果高度类似。高文认为,在不同程度的含盐量盐渍土上,应选择适宜国家盐渍土分类标准的作物进行种植,在沿海地区水杉和栾树适宜作为防护林大量种植,保持水土平衡状态。本研究发现,在轻度盐化土壤可以优先种植池杉和夹竹桃等。该研究结果与韦菁等[11]的研究结果具有一致性。韦菁等针对金山围填海项目开展实地调研,结果发现,在滨海地区轻度盐化土壤中,池杉和夹竹桃两种作物保持了良好的生长,体现了该种作为较好的适宜性。由于北八效区域土壤含盐量较高,所以在该区域中种植的6 种绿化树种均为耐盐性较高的树种。此土壤环境与杜良宗等[12]对于新疆地区盐碱地土壤成分类似。当前我国新疆地区也以杨树等作为高成活,改善土壤质量的主要绿化树种。
通过土壤中微量成分的含量分析,上海市崇明区现代农业产业园区内碱解氮含量处于普通水平,土地不缺钾,但是缺磷情况严重。应使用氮磷化肥来改善土壤养分。北六效区域耕地土壤含盐量和道路两侧土壤含盐量最低,属于基本脱盐土壤。北七效区域居中,属于轻度盐度土壤。北八效区域最高,属于中度盐化土壤。全部区域耕地土壤含盐量均小于道路两侧土壤含盐量。从绿化树种的生长适应性来看,栾树、无患子和水杉适合基本脱盐土壤种植。池杉、夹竹桃、法国冬青和蜀桧呈现出极高的存活水平,生长性较好,适宜大范围种植在轻度盐化土壤中。杂交马褂木、光叶白蜡和美国黑杨的成活率和存活率均高于90%,最适宜该地区的环境生长和大范围种植。受研究时间的影响,在3 个研究区域仅选择了部分树种进行生长适应性的分析。这在一定范围上限制了对其他园林绿化树种的选择。同时,在分析生长适应性时,本研究仅考虑了土壤因素。实际上,树木的生长适应性与气象因素、水的质量等很多因素息息相关。在未来的工作中,将考虑到以上因素对于生长适应性的影响,进一步深化研究。