有機覆蓋物對城市綠地土壤含水量的影響

施正華

摘 要：有機覆蓋物是將綠化中的廢棄物進行粉碎、加工，再覆蓋于城市綠地中的有機物。針對有機覆蓋物對地表土壤的保水性，綜述了不同材質、不同覆蓋厚度對不同綠地用地、不同土壤深度及不同季節變化的土壤含水量影響，并分析了有機覆蓋物保水機理，以期為有機覆蓋物在城市園林綠化建設中的開發應用提供參考。

關鍵詞：有機覆蓋物；城市綠地；土壤含水量

中圖分類號：S152.7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）06-0184-02

Abstract： Organic mulch is the organic matter that the waste in the greening is crushed， processed， and then covered in the urban green space. In this paper， the effects of organic mulch on the soil moisture content of different green land， different soil depth and different seasons are reviewed. The water retention mechanism of organic mulch is analyzed in order to provide reference for the development and application of organic mulch in urban landscape construction.

Keywords： organic mulch； urban green space； soil moisture content

1 概述

土壤水分影響著土壤中營養物質的傳遞和存在形式，影響著土壤微生物的新陳代謝，影響著植物體內的水分狀況，對植物的生長具有重要意義[1]。然而，土壤干旱缺水是世界性問題，全球干旱半干旱地區占陸地總面積的1/3，我國也占到了國土陸地面積的一半[2]。不僅如此，隨著人們對居住環境要求指標的提高，在城市綠地內大范圍的鋪設灌木、草坪，造成十分嚴重的耗水現象[3]。因此，具有保水作用的有機覆蓋物應運而生，有機覆蓋物是將城市綠化中的廢棄物或林業生產過程的碎屑進行加工處理，接著再返回到城市綠地中，從而實現了資源的再利用。研究表明，在土壤表面鋪上有機覆蓋物之后，土壤的蒸發率降低了，而土壤含水量反而升高了，但其中的具體實現效果說法不同[4]。對此，本文針對有機覆蓋物的保水作用進行系統地研究，以期能為有機覆蓋物在城市的園林綠化建設中的運用提供一些理論依據和技術指導。

2 有機覆蓋物對土壤含水量的影響

2.1 不同材料對土壤含水量的影響

目前，國內關于有機覆蓋物對城市綠地土壤影響的研究還處于起步階段，推廣運用到市場的有機覆蓋材料還比較單一，相關的應用研究也比較少。故針對上述問題，闞麗艷等人[5]以核鱗、木屑、松針、樹皮和枯葉作為有機覆蓋物材料，結果發現，在馬尼拉草地上覆蓋樹皮后土壤含水量達到最高，比裸土提高12.5%，其次是核鱗、松針、枯葉和裸地，木屑由于質地太細，影響水分滲透，覆蓋后土壤含水量反而低于裸土，而劉巧玲等人[6]研究發現樹皮等有機覆蓋物也能起到節水增效作用效果極佳。此外，王惠杰等人[2]研究表明，對土壤水分的抑蒸效果分別是闊葉類、條狀類、莖稈類和生活廢棄物，并且棉花葉等闊葉類覆蓋材料抑蒸水量最大值達到1.14kg/kg。而美國植物學教授A.Kohl等人[7]關于透水和不透水覆蓋物對土壤的入滲率研究表明：枯枝落葉等透水覆蓋物與石頭等不透水覆蓋物相比，對于小區土壤的入滲率差異明顯，并且隨著蓋度增加，土壤入滲率顯著提高。由此說明，不同的覆蓋材料對土壤水分的抑制蒸發效果不一樣，如木屑等質地太細的覆蓋物，在澆完水后易形成結殼，影響水分滲透，不適宜作有機覆蓋物；但類似樹皮等表面粗糙、富有彈性的園林廢棄物，吸水性強，保水效果好，很適宜在城市綠地土壤表層鋪設，可有效防止土壤水分蒸發，從而有效提高土壤含水量。

2.2 不同厚度對土壤含水量的影響

雖然單一厚度的覆蓋物對土壤蒸發量有減少作用，但單一厚度的研究往往只考慮到材料和溫度因素對土壤水分蒸發的影響，對其他因素涉及不多。因此，冀宏等人[8]通過對不同覆蓋厚度的土壤蒸發量進行研究，結果發現不同厚度的同一覆蓋物主要通過調節土壤表層溫度、到達土壤表層的太陽輻射強度以及與土壤表層接觸的空氣流動速度等因素來影響土壤水分蒸發，其中覆蓋7cm麥秸的土壤水分蒸發量比裸土降低了74.5%，覆蓋5cm麥秸的土壤水分蒸發量與裸土相比也可降低67.5%以上，這與陳素英的秸稈覆蓋厚度對麥田土壤蒸發量影響結果相似。此外，陳進勇等人也研究發現，覆蓋5cm有機覆蓋物后土層20cm的土壤含水率與裸土相比，可提高2～7個百分點，這個結果與CHEN等人基本一致。不過，美國對不同覆蓋深度下風速對水汽蒸發的影響研究表明，在同一覆蓋條件下，隨著風速的增大，蒸發率迅速增高，但秸稈覆蓋下的蒸發率初始時隨覆蓋厚度的增加而線性遞減，當覆蓋層厚度超過3cm后，繼續增加風速對蒸發率幾乎沒有影響。此外，研究表明，覆蓋物過厚會造成一些粘重的土壤積水，進而降低了土壤含氧量，不利于提高地溫和促進土壤養分分解，所以，覆蓋物不宜超過10cm，以5cm左右為宜。

2.3 有機覆蓋物對不同綠化用地土壤含水量的影響

針對不同園林綠化用地，陳巖等人選擇庭院綠地、公園綠地、道路綠化帶3個位點鋪設覆蓋物，在雨后測定土壤含水量，結果發現，覆蓋上有機物的土壤均比未覆蓋有機物的土壤含水量高，平均高出31.75%，其中庭院為壤土，保水性能較好，所以覆蓋前后含水量差異較小，而公園及路旁綠地土壤質地較差，建筑垃圾也較多，所以在雨后三天土壤的含水量出現明顯差異，因此有機覆蓋物更適宜鋪設在土壤質地較差的綠地上。張艷等人也研究有機覆蓋物對城市園林植物不同的土壤含水量影響，結果發現，覆蓋在裸地上的松針對土壤含水量的提高率可高達32.23%，覆蓋在馬尼拉草地上樹皮的提高率高達13.40%，覆蓋在茶梅灌木地上枯葉的提高率高達32.47%，進一步說明覆蓋物在裸土和灌木下的土壤含水量提高效果更顯著，因此，我們更適宜將覆蓋物鋪設在裸土或者質地較差的土壤表面，從而讓有機覆蓋物發揮更大的保水作用。

2.4 有機覆蓋物對不同深度土壤含水量的影響

陳玉娟等人通過測定覆蓋后不同土壤層次的土壤含水量提高率發現，鋪設3cm覆蓋物在S0-10、S10-20、S20-30和S30-40這四個不同的土壤深度下，土壤含水量的提高率分別為10.4%、15.2%、14.6%和1.0%，而鋪設5cm時僅在S0-10深度處提高12.7%，其余深度與裸土持平甚至低于裸地。這與李成華提出的覆蓋有機覆蓋物對土壤濕度的作用效果將隨土壤深度的增加而不斷減小，當土壤深度20cm以下，覆蓋層對土壤濕度將無明顯影響的說法基本一致。因為隨著土壤深度的增加，覆蓋物對土壤含水量影響將越來越弱，甚至會造成負影響，因此，鋪設厚度并不是越厚越好，一般3～5cm為宜。

2.5 有機覆蓋物對不同季節變化土壤含水量的影響

土壤含水量將產生季節性變化，這主要是通過試驗地區的降水量和植被的蒸散消耗量這兩個因素而決定的。周翔等人在裸地上覆蓋上不同厚度的有機覆蓋物，結果發現土壤經覆蓋處理后，四季的含水量均顯著高于裸土，并具有明顯的季節變化。因為夏、秋兩季的蒸騰作用比較劇烈，并且降水量較多，因此覆蓋作用在夏秋兩季的影響比冬春兩季更為明顯，這個結果與陳玉娟等人基本一致。此外，還有研究表明，在旱季時，森林中的枯枝落葉有著極好的保持土壤濕度的能力，因為除了能蓄積雨水外，它還能阻止水分被傳遞到地面上而蒸發掉，從而有效地保持水分，李東海等人通過在人工林林下鋪設有機覆蓋物也證明了這一點。因此，有機覆蓋物鋪設以春季苗木栽植后最合適，通過保證土壤的濕潤和疏松，從而可在旱季到來前提高植物栽植成活率，此外，在灌溉條件相對較好、氣候為季節性干旱的地區，可鋪設7～10cm厚度的覆蓋物，從而可降低干旱脅迫性狀；而在雨水較為豐富的地區，在粘重土壤上可鋪設5～7cm的覆蓋物，此厚度更適宜樹木的生長。

3 有機覆蓋物保水原理

覆蓋有機覆蓋物后，其土壤的保水效果要明顯優于裸地，主要原因為，一方面覆蓋物能有效地緩解土壤水分朝地表上部流動；另一方面是由于有機覆蓋物的物理阻擋作用，可使土壤表面的水分不易蒸發；此外，鋪設完有機覆蓋物后，會使土壤-植物-大氣所構成的水系統循環體系發生變化，導致土壤水分和大氣的交換被切斷，阻止了水分沿著土壤毛細管輸送到地面而被蒸發，使土壤水分從深層蒸發后凝結成水滴又返回土壤，形成了內部水分循環，從而有效地保持土壤的水分，減少了土壤濕度的變化，進而促進了植物生長，起到了節水、保水的作用。

4 結束語

綜上所述，在實際的城市園林綠化建設中，應按照不同的土壤性質以及不同的氣候狀況，從而選擇運用不同類型的有機覆蓋材料及鋪設不同的覆蓋量厚度，以達到最佳的土壤保水效果，這樣既可做到經濟實惠，又能做到保持水土、增加土壤肥力的效果，最終能實現經濟效果、生態效果及觀賞效益的同步提升。

參考文獻：

[1]高志紅，張萬里，張慶費.森林凋落物生態功能研究概況及展望[J].東北林業大學學報，2004，32（6）：79-81.

[2]王慧杰，馮瑞云，張志軍，等.不同有機覆蓋物對土壤水分蒸發的影響[J].山西農業科學，2009，37（6）：42-44+49.

[3]楊艷.有機覆蓋物在“節約型園林”中的應用[J].四川建筑，2017，37（1）：11-13.

[4]魏鈺.有機覆蓋物在植物園的應用[J].科技潮，2007，1（2）：22-23.

[5]闞麗艷.有機覆蓋物對園林馬尼拉草土壤水分、養分、微生物的影響及肥力綜合評價[J].上海交通大學學報（農業科學版），2016，34（4）：76-83.

[6]劉巧玲，孫守文，馮大千，等.不同覆蓋物對城市綠地保水效果的試驗研究[J].新疆農業科學，2006，43（5）：436-438.

[7]催向新，蒙仲舉.不同粒徑礫石覆蓋對土壤水分蒸發的影響[J].中國農村水利水電，2009，10（3）：21-23.

[8]冀宏，黃雄，鄭健，等.不同覆蓋條件對土壤水分蒸發的影響[J].節水灌溉，2010，1（4）：29-32.