武漢城市綠地土壤肥力質量評價

康凱麗 涂繼紅 余勁夫 王樸

摘? ? 要：為探討武漢城市綠地土壤肥力質量，采集了武漢市公園綠地、附屬綠地、道路綠地及區域綠地4種綠地類型，186份土壤樣本，測定了土壤pH、電導率（EC）、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀等6項肥力指標，參照全國第二次土壤普查分級標準和綠化種植土壤標準，利用內梅羅指數法4種綠地類型的土壤肥力質量進行綜合評價。結果表明：武漢市綠地土壤pH值在5.05～10.89之間，EC值在0.01～2.04 mS·cm-1之間，有機質平均含量為23.04 g·kg-1，堿解氮、有效磷、速效鉀平均含量 分別為60.13，16.41 mg·kg-1;126.76 mg·kg-1;有機質和有效養分含量屬中等或偏上水平;不同類型綠地肥力綜合評價指數在0.66～2.06，排序為區域綠地>附屬綠地>公園綠地>道路綠地，區域綠地、附屬綠地土壤肥力評級為良，公園綠地評級為一般，道路綠地評級為差。綜上，改善綠地土壤pH值及提升有機質含量仍是武漢市綠地土壤肥力質量提升的重要措施。

關鍵詞：土壤肥力;綠地類型;內梅羅指數法

中圖分類號：S153.6? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.06.014

Soil Quality Evaluation on Urban Green Land in Wuhan

KANG Kaili， TU Jihong， YU Jingfu， WANG Pu

（Wuhan Institute of Landscape Architecture， Hubei， Wuhan 430081， China）

Abstract： In order to explore the soil fertility quality of urban green land in Wuhan， a total of 186 soil samples were collected from regional green land， affiliated green land， park green land and road green land in Wuhan， and six soil fertility indexes were measured. The soil fertility quality was evaluated by nemero index method referring to grading standard of the second national soil census and the planting soil standard. The results showed that the pH value of green soil in Wuhan ranged from 5.05 to 10.89， and the EC value was between 0.01 mS·cm-1 and 2.04 mS·cm-1. The average organic matter content of green soil was 23.04 g·kg-1， and the average contents of hydrolyzed nitrogen， available phosphorus and available potassium were 60.13 mg·kg-1， 16.41 mg·kg-1 and 126.76 mg·kg-1， respectively. The contents of organic matter and available nutrients were medium or above. The comprehensive evaluation index of different types of green land fertility ranged from 0.66 to 2.06， and the order was regional green land > affiliated green land > park green land > road green land. The soil fertility rating of regional green land and affiliated green land was good， park green land was average， and road green land was poor.In conclusion， improving the pH value and increasing the organic matter content of the green land are still important measures to improve the soil fertility and quality of the urban green land in Wuhan.

Key words： soil fertility; types of green land; nemero index method

城市綠地土壤是城市綠化的基礎，是城市生態系統的重要組成部分，作為植物生長的介質，其質量直接影響著植物長勢、景觀功能及生態效益的發揮[1-2]。土壤肥力質量是土壤質量的表現形式之一，是土壤為植物生長供應及協調養分、水分、空氣和熱量的能力，是土壤物理、化學和生物學性質的綜合反應[3-4]，其中土壤有機質、氮磷鉀及其有效態、pH等是土壤肥力的重要表現形式，直接影響植被生產力[5]。在城市化過程中，由于人為活動的強烈干擾，城市綠地土壤的性質發生了顯著變化，因此有必要對城市綠地土壤進行肥力評價。土壤肥力綜合評價的方法主要有綜合肥力指數法、內梅羅指數法、主成分分析-聚類分析結合法等[6]。內梅羅指數法多用于土壤污染、水體質量的評價，亦可用于農田、草地、城市綠地等進行土壤肥力質量綜合評價[7-8]。伍海兵等[9]構建了城市綠地土壤肥力質量綜合評價方法，采用隸屬度函數和修正內梅羅指數方法對上海綠地土壤肥力質量進行綜合評價，表明該方法與土壤的真實肥力水平、植物生長表現一致。目前國內對城市綠地土壤肥力的研究主要集中在上海、北京、杭州等城市[10-12]，武漢市尚未開展綠地土壤質量評價的相關研究，因此本研究基于土壤肥力特征，對武漢市綠地土壤質量評價方法進行初步探討，以期掌握武漢市綠地土壤肥力現狀及不同綠地類型土壤肥力差異，為武漢市園林基礎設施建設與管理提供依據。

1 材料和方法

1.1 研究區域概況

武漢市位于湖北省東部、長江與漢水交匯處，地理位置為北緯29°58′～31°22′，東經113°410′～115°05′。武漢市屬北亞熱帶季風性（濕潤）氣候，年平均氣溫15.8～17.5 ℃，年降水量1 150～1 450 mm，降雨集中在每年6—8月份。武漢市地貌屬鄂東南丘陵經漢江平原東緣向大別山南麓低山丘陵過渡地區的地貌，主要土壤類型有黃棕壤、潮土和紅壤。

1.2 土壤樣品采集

采用分層抽樣法在武漢市設立186塊樣地，參照城市綠地分類方法，分別選取公園綠地（綜合公園、游園等） 41塊、附屬綠地（住宅小區、公共服務設施附屬綠地）44塊、道路綠地（市區主干道及街道綠化帶）65塊、區域綠地（自然風景區、農田防護林等）36塊，每塊樣地采集0～30 cm土壤，按四分法取混合成1個樣品，帶回室內分析，待樣品自然風干后，粉碎研磨，分別過2 mm和0.25 mm土壤篩備用。

1.3 土壤肥力指標測定

選擇pH、電導率（EC）、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀等6項為城市綠地土壤肥力綜合評價指標。土壤pH值采用電位法測定，電導率采用電極法測定，有機質含量采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定，堿解氮含量采用堿解擴散法測定，有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定[13]。

1.4 綠地土壤肥力指標標準化

為消除各指標間因量綱和數量級引起的差異，需對各肥力指標進行標準化，參照全國第二次土壤普查分級標準和行業標準《綠化種植土壤》進行土壤養分含量分級，采用隸屬函數法進行標準化[9]。1.4.1 土壤養分含量指標標準化 土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量分級見表1，并按表2隸屬函數進行標準化。

1.4.2 土壤pH、EC值標準化 土壤pH、EC值過高或過低均不利于植物生長，土壤pH值按表3隸屬函數進行計算，土壤EC值按表4隸屬函數進行計算。

1.5 綠地土壤肥力質量綜合評價

采用修正的內梅羅法，對武漢市綠地土壤肥力進行綜合評價，計算公式如下：

F =

式中，F為土壤肥力質量綜合指數;Fi為土壤肥力各指標標準化值的均值;Fimin為各肥力指標標準化值中的最小值;n為土壤肥力評價指標數。依據F值將綠地土壤肥力質量劃分為4個等級：F≥2.7，土壤肥力為很肥沃，質量評級為優;1.8 ≤F< 2.7，土壤肥力為肥沃，質量評級為良;0.9≤F<1.8，土壤肥力為中等，質量評級為一般;F<0.9，土壤肥力為貧瘠，質量評級為差。

1.6 數據處理

用SPSS軟件進行多重比較及方差分析，用Excel分析土壤肥力指標的統計學特征并繪制表格。

2 結果與分析

2.1 武漢城市綠地土壤肥力指標

由表5可知，武漢城市綠地土壤的pH值在5.05～10.89之間，均值為7.97，pH值在7.5～8.5之間的樣點數占49.5%，pH值大于8.5的樣點數占27.4%，堿性樣點數占比達76.9%，整體有向堿性發展的趨勢[14]。pH值對土壤中養分元素的狀態和有效性有重要影響，pH值過高或過低都會導致養分的流失或固定，影響植物吸收。綠地土壤的電導率在0.01～2.04 mS·cm-1之間，一般適合綠色植物的EC值在0.35～0.5 mS·cm-1之間，該區域的樣點數占比為18.3%，當EC值小于0.1 mS·cm-1，間接說明土壤中可溶性養分較低[10]，植物生長受阻，武漢城市綠地土壤的EC均值為0.13 mS·cm-1，整體偏低。有機質含量在0.37～207.60? g·kg-1之間，均值為23.04 g·kg-1，含量在20 g·kg-1以上的樣點數占34.9%，參照養分分級標準，有機質含量為中等偏上水平。堿解氮含量在1.13～620.09 mg·kg-1之間，平均含量為60.73 mg·kg-1，數值大于60 mg·kg-1的樣點比例為39.2%，整體屬中等水平。有效磷最低含量僅為0.07 mg·kg-1，最高可達120.88 mg·kg-1，均值為16.41 mg·kg-1，含量在15 mg·kg-1以上樣點數占33.3%，為中等偏上水平。速效鉀含量在21.32～614.32 mg·kg-1之間，平均含量為126.76 mg·kg-1，含量高于100 mg·kg-1的樣點比例為45.2%，屬中等偏上水平。從變異系數來看，土壤pH值最小，為11.04%，呈弱變異，EC值最高，達171.34%，其他依次為有機質（135.14% ） >有效磷（ 126.24% ） >堿解氮（116.71%），均達強變異，速效鉀（86.81% ）為中等變異[15]。

2.2 不同綠地類型土壤肥力質量與評價

武漢不同綠地類型土壤肥力指標見表6。由表6可知，pH值表現為區域綠地<附屬綠地<公園綠地<道路綠地，除區域綠地土壤基本呈中性外，其他綠地均呈堿性。EC值最高為區域綠地，平均為0.244? mS·cm-1，顯著高于其他類型綠地，道路綠地最低，僅為0.099 mS·cm-1。有機質含量依次為區域綠地（48.06 g·kg-1）>附屬綠地（22.56 g·kg-1）>公園綠地（19.14 g·kg-1）>道路綠地（11.96 g·kg-1），區域綠地有機質達優級水平，與其他類型綠地差異顯著，附屬綠地和公園綠地為中等水平，道路綠地有機質含量最低，處于較差水平。不同綠地類型的堿解氮、有效磷含量變化趨勢一致，均為附屬綠地>區域綠地>公園綠地>道路綠地。附屬綠地各養分含量最高，其中有效磷達優級水平，堿解氮和速效鉀為中等偏上水平。區域綠地有效氮、磷、鉀含量較高，均在中等水平以上。公園綠地的有效養分含量偏低，屬中等偏下水平。道路綠地堿解氮和有效磷含量最低，為較差水平，速效鉀含量較高，在中等偏上水平。

基于內梅羅指數法（Pi）的土壤肥力綜合評價結果見表7。其中，區域綠地的pH值、EC值、有機質單項指標評價值最高，分別為3.00，2.58，3.00，附屬綠地堿解氮、有效磷、速效鉀單項指標的評價值最高，分別為2.49，3.00，2.76，道路綠地除速效鉀外，其他指標的評價值在0～1.53之間，均處于最低。不同綠地類型的內梅羅指數綜合評價值在0.66～2.06之間，由大到小依次為區域綠地>附屬綠地>公園綠地>道路綠地，區域綠地土壤肥力最高，其次為附屬綠地，綜合評價值分別為2.06和1.91，土壤肥力評級為良。通常市區公園土壤比郊區土壤的有機質和速效氮、磷、鉀均有顯著降低[16]，區域綠地采樣范圍主要包括郊野公園、森林公園，受人為干擾較少，且植物群落結構復雜，凋落物量大、分解速度快，具有更好的養分歸還條件和養分積蓄能力[17]。附屬綠地多為居住用地、公共管理與公共服務設施用地，此類綠地面積不大，適合精細化養護，土壤肥力較高。公園綠地綜合評價值為1.48，土壤肥力中等，質量評級為一般，道路綠地綜合評價值最低，為0.66，土壤肥力貧瘠，評級為差。公園綠地取樣點主要為大型公園、新建游園及口袋公園，在建設過程中多用生客土，養分含量缺乏，加之建成年限較短，土壤未完全培肥熟化。道路綠地主要受市政工程的影響，綠化土壤中含有大量外源侵入體，導致土壤肥力下降。

2.3 相關性分析

為更好地了解土壤肥力指標間的相互關系，對不同類型綠地土壤肥力指標進行相關性分析，結果見表8。由表8可知，pH值與EC值、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量呈負相關，其中有機質含量與pH值相關系數為-0.988，達顯著水平，這與前人研究結果一致[18]。EC值與有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量的相關系數在0.299～0.984之間，其中有機質與EC之間存在顯著的正相關關系，相關系數為0.984。有機質含量與堿解氮、有效磷、速效鉀含量均呈正相關關系，土壤有機質是維持土壤肥力的核心指標，是土壤中各種營養元素特別是氮、磷的重要來源，對土壤結構、養分有效性及土壤生物多樣性均有重要影響[19]。有效磷與堿解氮呈顯著正相關關系，相關系數為0.962，速效鉀與有效磷含量呈正相關關系，相關系數為0.89，表明速效養分具有明顯同源性[20]。3 結論與討論

武漢市城市綠地土壤pH值平均為7.94，土壤偏堿性，主要是由于在城市建設過程中大量碳酸鈣及鈣鎂碳酸鹽等堿性物質進入土壤，導致土壤pH值上升[21]。武漢城市綠地土壤的EC值較低，平均為0.13 mS·cm-1，說明土壤中缺乏一些活性養分離子。土壤有機質和有效養分指標平均含量為中等或偏上水平，但變異性較大，土壤養分含量分布不均衡。通常認為，與自然土壤相比，城市土壤不能提供充足的速效N、P、K供園林植物吸收利用[22]，但在實際調查中發現，速效養分含量并不是限制城市土壤肥力的關鍵因素[23]。不同土地利用方式可使土壤養分狀況發生變化，對土壤肥力有顯著影響[24]。

武漢不同綠地類型的土壤肥力質量的內梅羅指數綜合評價值在0.66～2.06之間，由大到小依次為區域綠地>附屬綠地>公園綠地>道路綠地，區域綠地、附屬綠地的土壤肥力質量評級為良，公園綠地評級為一般，道路綠地評級為差。加強城市綠化建設用土及回填土質量管理尤為重要。改善綠地土壤pH值及提升有機質含量仍是武漢市綠地土壤肥力質量提升的重要措施。

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