（環(huán)境科學(xué)專業(yè)論文）城市土壤特性與綠化樹長勢衰弱的關(guān)系研究.pdf

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環(huán)境是城市化進程中的共識口】。城市綠化樹是城市的“肺腑”，在城市生態(tài)系統(tǒng)中起著不 可替代的作用，因此，對它的保護尤為重要【2 j 。 但近幾年來，城市綠化樹的生長狀況很讓人擔憂。如北方城市街路綠化樹連續(xù)發(fā)生 了大面積嚴重的病蟲害，并相繼出現(xiàn)綠化樹死亡的現(xiàn)象；園林古樹出現(xiàn)枯梢、死枝等現(xiàn) 象，表現(xiàn)出綠化樹生長明顯的衰弱趨勢。在調(diào)查和分析這一現(xiàn)象發(fā)生的原因時，我們發(fā) 現(xiàn)綠化樹生長勢衰弱的嚴重程度，均與其生長的特定區(qū)域環(huán)境存在密切的相關(guān)性。因此 迫切需要著手從綠化樹的立地條件、以及植物生態(tài)、生理學(xué)和環(huán)境因子的角度做深入探 討，力求了明確綠化樹生長勢衰弱和環(huán)境因素，尤其是與城市土壤特性之問的關(guān)系，爭 取找到解決的辦法。 在植物生長的5 大生態(tài)因子( 陽光、溫度、水分、空氣和礦質(zhì)養(yǎng)分) 中，除光照條 件是由太陽提供的，人為很難改變之外，其他4 大生態(tài)因子都與土壤有著密不可分的關(guān) 系h ”。綠化樹生長的土壤環(huán)境，是其根系生命活動的主要場所，為棲息其中的植物提供 生命繁衍和維持正常生理功能所需的營養(yǎng)、水分與各種理化要素嘲。然而，城市土壤在 服務(wù)城市生態(tài)環(huán)境的同時，自身質(zhì)量發(fā)生了急劇的變化，在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)上都發(fā) 生了退化，常常不能滿足綠化樹生長的需要。 近十幾年來，國際上城市土壤研究目益受到重視。德國土壤學(xué)會在1 9 8 8 年成立了 城市土壤工作組；美國也在紐約等城市開始了一系列有關(guān)城市土壤的研究。國際土壤學(xué) 會于1 9 8 8 年正式成立了“城市、工業(yè)、礦山和交通土壤工作組”，標志著世界范圍內(nèi)城 市土壤研究進入了一個新的階段【4 l 。國外有關(guān)城市土壤理化特性和發(fā)生分類的調(diào)查制圖、 城市土壤對樹木生長的影響等也都有了大量的研究報道。對于城市土壤影響城市生態(tài)環(huán) 境和人類健康問題也日益受至4 關(guān)注【4 j 。在美國。建筑師、城市景觀設(shè)計師和土壤學(xué)家們 正在倡議將土壤作為城市規(guī)劃的“關(guān)注點”，并將土壤的健康狀況作為衡量生活質(zhì)量的 指標f 4 1 。 我國城市土壤研究在2 0 世紀9 0 年代開始有零星的工作。有些關(guān)于城市郊區(qū)蔬菜 地土壤特征和分類的初步研究，在郊區(qū)壤重金屬污染方面也取得了初步成果f 4 】。龔子 同、張甘霖等人曾就城市土壤的概念、特性及其分類等做過初步研究。盧瑛等對南京城 市土壤污染的現(xiàn)狀進行了研究分析。南京、上海、深圳、哈爾濱、沈陽等地的科研工作 者對本地區(qū)城市土壤多集中在城市綠地和工業(yè)污染地區(qū)進行了實地檢測，對城 者對本地區(qū)城市土壤多集中在城市綠地和工業(yè)污染地區(qū)進行了實地檢測，對城 市土壤的特性、分類、污染狀況進行了研究，探討了城市土壤的特性、分類方法、管理 措施，為城市土壤的利用和管理、城市生態(tài)環(huán)境的保護和治理提供了理論依據(jù)。 與此同時，城市綠化、園林研究者們的研究發(fā)現(xiàn)，城市樹木生長衰弱趨勢與土壤條 件有很大的關(guān)聯(lián)。在調(diào)查樹木病蟲害、死亡等發(fā)生的原因時都發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象與特定的生 長環(huán)境有密切的聯(lián)系。針對影響綠化樹生長的各種因素進行了一定的研究，對綠化樹根 際土壤的理化指標進行了部分測量。提出了一些通過改良根際土壤在養(yǎng)分、水分、溫度、 空氣、物理性質(zhì)等方面的條件，改善綠化樹生長的環(huán)境的措施。 但總的來說，我國已有的城市土壤研究主要集中在土壤污染方面，尚處于“點”研 究的層面，還沒有關(guān)注到城市土壤特性與綠化樹生長勢衰弱的關(guān)聯(lián)，沒有建立城市土壤 對綠化樹生長影響的分級評價體系，對城市綠化樹生長勢衰弱的現(xiàn)狀還沒有特別有效的 改善措施。有關(guān)城市土壤和綠化樹生長勢關(guān)系的研究才剛剛起步。 本論文的基礎(chǔ)是深入研究城市土壤特性與綠化樹生長狀況之間關(guān)系，繼而借鑒已經(jīng) 建立的土壤評價理論，篩選土壤特性評價因子，選擇與綠化樹生長最為密切的因素為主 要指標建立城市土壤分級評價體系。這一評價體系分等分級，土壤等級與綠化樹生長勢 相對應(yīng)。在評價體系的基礎(chǔ)上，以北京、長春的土壤特性指標與綠化樹生長勢衰弱的實 際狀況為對象，對土壤等級進行評價，并將評價結(jié)果與綠化樹實際長勢相比較，以驗證 評價體系與實際情況的契合度，并在此基礎(chǔ)上對評價體系提出修正、調(diào)整評價因子權(quán)重 等改進、討論評價結(jié)果。本文探索的土壤評價體系可應(yīng)用于綠地建設(shè)前期，對土壤進行 預(yù)評價，根據(jù)綠化樹品種的需要調(diào)整土壤特性；也可以評價已栽種綠化樹的城市土壤， 根據(jù)評價結(jié)果有針對性的改良土壤特性，達到改善綠化樹生長的狀況的目的。 2 第一章、城市土壤特性與綠化樹長勢衰弱的關(guān)系 一、城市土壤的生態(tài)功能及其特征 1 1 城市土壤的概念及意義 城市土壤是出現(xiàn)在城市和城郊地區(qū)，受多種人為活動方式的強烈影響，原有繼承特 性得到強度改變的土壤的總稱 4 】。從這個概念可以看到，城市土壤是伴隨城市化進程而 出現(xiàn)的產(chǎn)物，是在城市的特殊背景下發(fā)育形成的，從本質(zhì)上講是一類擾動人為新成土。 因此，城市土壤對于以服務(wù)農(nóng)業(yè)為主的傳統(tǒng)土壤學(xué)而言是一個全新的概念。城市土壤廣 泛分布在公園、道路、社區(qū)、體育場、城市河道、城郊、垃圾填埋場、廢棄工廠、礦山 周圍，或者簡單的成為建筑、街道、鐵路等城市和工業(yè)設(shè)施的“基礎(chǔ)”而處于埋藏狀態(tài) 【5 刪。 城市生態(tài)系統(tǒng)是一個特殊的系統(tǒng)，具有生態(tài)系統(tǒng)的一般特征，但人類的生產(chǎn)生活在 其間起著至關(guān)重要的作用。城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)的一個重要組成部分，是城市植物 的生長介質(zhì)和養(yǎng)分供應(yīng)者。是土壤微生物的棲息地和能量來源，是城市污染的匯集地和 凈化器；它關(guān)系到城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和人類健康，對城市的可持續(xù)發(fā)展有重要意義o j 。 1 2 城市土壤的生態(tài)功能 城市土壤的生態(tài)功能是在城市化進程中逐漸演變和確立的，因此，在生態(tài)功能上與 自然土壤既有相當?shù)睦^承性，又有所不同。土壤具有多重功能，概括起來包括如下方面： ( 1 ) 農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)：( 2 ) 過濾、緩沖和轉(zhuǎn)化能力等生態(tài)功能；( 3 ) 生物基因 庫和繁殖場所；( 4 ) 原材料來源；( 5 ) 容納基礎(chǔ)設(shè)麓建設(shè)：( 6 ) 構(gòu)成景觀并保存自然文 化遺產(chǎn)n o j ”。與農(nóng)地和林攮土壤不同，城市土壤的生產(chǎn)功能是次要的，而其過濾、緩沖 和凈化轉(zhuǎn)化能力成為關(guān)鍵。土壤的這種功能在相當程度上是通過其支持的綠色植物和微 生物來實現(xiàn)的。因此，城市生態(tài)系統(tǒng)中，土壤的功能首先是維持綠色植物的生長f 1 0 1 。以 此為基礎(chǔ)，城市土壤才能更好的發(fā)揮其生態(tài)功能。 在當前城市化進程十分迅速的背景下，城市及其輻射地區(qū)最顯著的變化就是土地利 用結(jié)構(gòu)的變化【4 】。已經(jīng)有很多研究揭示了土地利用類型的轉(zhuǎn)變對土壤功能的影響。這種 轉(zhuǎn)變直接導(dǎo)致地表特征的改變，使硬覆蓋成為城市土壤的典型特征。在硬覆蓋條件下， 土壤表面從可滲透的變?yōu)槿斯し忾]的，物理、化學(xué)、生物特性發(fā)生了顯著改變。使得城 市土壤的生態(tài)功能的發(fā)揮受到了很大影響。事實上，有學(xué)者認為土壤的緩沖一凈化功能 有被超越的危險，而其結(jié)果將是長遠的和致命的【4 】。因此，充分認識城市土壤的特性， 改善城市土壤的現(xiàn)狀，使城市土壤更好的發(fā)揮其生態(tài)服務(wù)功能是十分重要的。 1 3 城市土壤的特性 城市土壤強烈地受到人為活動的影響，其形成和性質(zhì)與所處的自然環(huán)境沒有必然的 聯(lián)系，本質(zhì)上是一種泛域的人為士或人為新成土【n 】。城市土壤在空間上變異十分明顯， 3 結(jié)構(gòu)比較混亂，在較短距離內(nèi)會出現(xiàn)完全不同的土壤類型。除自然壤物質(zhì)外，城市土 壤還包含大量的人為物質(zhì)，這些物質(zhì)決定或影響著城市土壤的形態(tài)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、 生物學(xué)等方面的特性及污染狀況【塒。本文重點關(guān)注的是與城市綠化樹生長勢密切相關(guān)的 城市土壤的物理特性、化學(xué)特性及生物特性。 1 3 1 城市土壤的物理特性 l 、土壤無層次、空間變異大：城市土壤在大規(guī)模城市建設(shè)的過程中，經(jīng)過長期、 多次無序的挖掘、搬運、堆積、混合和大量廢棄物填充之后，形成了無層次、無規(guī)律的 土體結(jié)構(gòu)。城市土壤的空間變異性大，土層呈現(xiàn)巖性不連續(xù)特性，土層排列凌亂，許多 土層之間沒有發(fā)生學(xué)上的聯(lián)系，腐殖質(zhì)層被剝離或者被埋藏，土層缺失，有時甚至出現(xiàn) “層倒置”現(xiàn)象。大多數(shù)城市土壤缺少發(fā)生學(xué)的a 層和b 層，土壤剖面中包含不同 顏色和厚度的人造層次，層次之間過渡明顯【13 1 。這樣的狀況導(dǎo)致不同土層在質(zhì)地、有機 質(zhì)含量、n h 值、容重及與其相關(guān)的通氣性、排水性、持水量和肥力狀況等方面有明顯 差異【1 3 l 。 2 、土壤侵入體多：城市土壤中的侵入體多種多樣，主要是礫石、石塊等固體碎屑 狀物質(zhì)和人工粗骨物，如建筑、修路材料殘渣、垃圾填埋物、工業(yè)廢棄物、污染物質(zhì)等 等。有些土壤層次礫石和石塊( 直徑 2 咖) 含量可達8 0 9 0 以上【9 1 ”。而且有學(xué) 者指出，隨著建筑、修路等人為輸入行為，城市土壤中的礫石、石塊等雜質(zhì)還有不斷增 加的趨勢。各類雜質(zhì)進入土壤的途徑各不相同，它們與自然土壤發(fā)生層的碎塊混合在一 起后，往往造成土壤顆粒組成極端( 個別土壤層次甚至完全由固體廢棄物組成) ，改變 了土壤的性質(zhì)【l3 1 。地下構(gòu)筑物和管道也對土壤性質(zhì)有影響。 3 、土壤壓實和板結(jié)狀況嚴重：土壤壓實是土壤物理退化的主要形式i ”j ，對植物生 長的影響很大。引起土壤壓實的因素很多，如為滿足路基穩(wěn)定的機械指標要求而對土壤 進行壓實處理，公園的人為踐踏、道路的車輛壓實等等。土壤壓實直接表現(xiàn)為土壤緊實、 容重大、孔隙度小、結(jié)構(gòu)性差。正常土壤的容重約為1 3 0 9 ，c r n 3 左右，但是大部分城市 土壤的容重都高于此值，尤其是在道路附近、公園和運動場等處【”】。如美國紐約中心公 園的土壤心土層的平均容重超過1 6 9 ，c m 3 【5 】。香港行道樹士壤容重的變異范圍很廣，平 均為1 6 7 9 ，c m 3 【。實測的長春市人民大街行道樹栽種池內(nèi)與地面磚下的容重值分別為 1 7 6 咖m 3 和1 7 2 9 c m 3 ，明顯高于正常值。北京頤和園作業(yè)區(qū)的實驗分析得知，硬覆蓋 條件下土壤容重值很大，在2 0 3 0 c m 的土層中達1 6 7 o 1 1g c m 3 【2 l 。 壓實還嚴重影響了土壤的正常孔隙分配，即總孔隙度降低、大小孔隙比例失調(diào)、大 孔隙比例大大下降【i “。這都不利于土壤的通氣、排水、有效水分的儲存，最終影響植物 根系的生長【5 1 ?？紫兜臏p少、滲透性能的喪失加快了地表徑流的形成，增加了地表徑流 量，使雨水直接進入河流，減少了地下水的自然回補，影響了水循環(huán)及其他依靠水循環(huán) 的過程【1 ”。壓實改變了土壤的固、液、氣三相比，所以土壤的容積熱容量增大、導(dǎo)熱率 增大、熱擴散率增大、溫度也發(fā)生了變化【l5 1 ?？傊瑝簩嵠茐牧顺鞘型寥乐型ㄍ感粤己?的團粒結(jié)構(gòu)，形成了理化性能差的密實、板結(jié)的片狀或塊狀結(jié)構(gòu)，使土壤的通氣和持水 能力差、孔隙度降低。如在哈爾濱市，城市綠化用地2 0 4 0 c m 土壤容重分別比森林土 4 壤和農(nóng)業(yè)土壤高1 7 7 4 3 7 和3 5 4 9 3 9 ，總孔隙度降低1 9 1 3 0 和3 4 1 5 2 4 ，土壤飽和持水量分別降低1 6 6 3 9 ，5 和6 0 o ，田間持水量提高9 8 o 1 0 4 4 和5 9 8 6 9 8 t 1 0 1 。 4 、地表封閉、土壤溫度高：城市區(qū)域中地表封閉的現(xiàn)象普遍存在，在建筑、道路 等“硬覆蓋”條件下，土壤與外界的物質(zhì)和能量交換受到了很大的阻礙，土壤上的生長 植物、過濾水分、交換熱量、凈化污染物等重要的土壤生態(tài)功能減弱甚至消失。這種不 可逆的過程將“活”的土壤變?yōu)椤八馈钡奈矬w，并最終使后代失去這部分資源1 4 】。另外 在壓實和地表封閉的共同作用下，城市土壤可以將更多的熱量傳遞到下層土壤，使土壤 溫度上升，對紐約市中心公園土溫的監(jiān)測表明，城市土壤表層年平均溫度比鄰近的林地 溫度高3 ，1 3 1 1 2 2 【1 6 l 。對長春市人民大街的實測也表明，硬覆蓋路面以下3 0 c m 處的 土壤溫度為2 5 ，較對照林地溫度高出3 4 【2 】。這也使得城市土壤在夜間產(chǎn)生更多的 長波輻射，加劇了城市熱島效應(yīng)【”】。 1 3 2 城市土壤的化學(xué)特性 1 、土壤p h 值：城市土壤因為各種酸、堿物質(zhì)的影響，會出現(xiàn)極端的土壤反應(yīng)，其 p h 值的變異范圍可能在3 1 2 之間【2 】，但總體上向堿性的方向演變，即其p h 值比周圍 自然土壤高，這在熱帶、亞熱帶地區(qū)尤為明顯【1 3 1 。如香港城市行道樹和公園土壤大部分 土層毋i 程堿性。城市土壤堿性增強是因為城市土壤中混有含c a 的泥灰、水泥和其他 建筑材料；雨水從建筑物表面和水泥人行道上沖入土壤中，攜帶了堿性物質(zhì)；北方地區(qū) 使用的融雪劑也促使土壤p h 升高。如上海綠地的p h 的平均值一般在8 0 9 8 6 2 ，高于 土壤背景p h ：南京城市土壤p h 變幅為5 1 9 9 1 5 。中值為8 1 5 ，高于周圍的自然土壤 p h 變幅4 5 1 7 4 0 ；深圳綠地p h 多在5 5 6 5 之間，高于背景值4 7 0 5 6 0 ”，1 引。 高p h 使土壤營養(yǎng)元素有效性降低，影響樹木的生長【1 3 l 。 2 、養(yǎng)分匱乏：由于城市土壤形成過程的特殊性，營養(yǎng)元素在土壤中的分布是無規(guī) 律的，不同地區(qū)的研究結(jié)果有所不同【1 3 l 。但總體來說，城市壤總是缺乏一種或幾種養(yǎng) 分，在營養(yǎng)上處于匱乏狀態(tài)。城市土壤的物質(zhì)循環(huán)不是閉合的。由于防火或清潔的原因， 城區(qū)內(nèi)的植物落葉、殘枝等等，常常作為垃圾被清運走，打破了樹木與土壤間的物質(zhì)循 環(huán)，致使葉片中的有效成分不能回歸土壤，造成土壤有機質(zhì)貧瘠【2 1 。除有機質(zhì)缺乏外， n 、p 、k 等營養(yǎng)元素在城市土壤中的分布也很不均勻，常呈某營養(yǎng)元素匱乏狀態(tài)。如研 究表明我國香港城市土壤的n 、p 、k 的含量很低【5 】；張崇寶通過分析得出長春市街路土 壤有機質(zhì)含量過低，土壤基本不缺k ，輕度缺p ，極度缺乏n 的結(jié)論”9 】。深圳綠地土壤 的有機質(zhì)含量評價為6 7 2 9 ，k g ，屬于中等偏下水平，表層全氮含量平均為0 5 8 9 l ( g ，2 0 4 0 c m 處全氮平均值為o 3 6 拈g ，屬于很低的水平1 1 8 】。植物在基本沒有養(yǎng)分補給的情況 下生長，勢必使城市土壤更加貧瘠f 2 們。 3 、養(yǎng)分富集：在城市土壤中，養(yǎng)分富集現(xiàn)象與養(yǎng)分匱乏現(xiàn)蒙同時存在，養(yǎng)分富集 也是城市土壤的一個重要特征【4 1 。有研究表明1 4 1 ，由于人工施肥等人為影響因素的影響， 部分城市土壤如郊區(qū)菜園等，出現(xiàn)氮、磷等營養(yǎng)元素富集的現(xiàn)象，其中磷富集現(xiàn)象比較 嚴重。如南京城市土壤中，全磷含量為o 7 4 1 1 4 1 9 k g ，平均值為3 1 5 眺g ，各土層含 磷量都很高，基本都超出南京市農(nóng)業(yè)土壤全磷平均值的上限值1 2 4 9 瓜g ，最高的超出8 倍以上，全磷富集現(xiàn)象明顯【切。城市土壤的磷富集超過一定的臨界值，其向水體釋放磷 的危險性會大幅度升高，成為引起水體磷富營養(yǎng)化重要原因。研究表明，大部分城市土 壤和城郊土壤的磷含量都已超過了這樣的臨界值【l ”。 4 、土壤污染嚴重：由于多種途徑的人為干擾，如家庭活動、廢棄物處置、交通運 輸、礦產(chǎn)開發(fā)、制造業(yè)、加工業(yè)等的影響，使城市土壤的化學(xué)性質(zhì)顯著偏離同區(qū)域背景 土壤的特征1 1 ，坫】。如各種酸、堿物質(zhì)的輸入，使土壤的酸堿度比較極端。嚴重的重金屬 污染成為城市土壤的又一重要特征。h g 、p b 等重金屬污染狀況時有報道。城市土壤的 重金屬含量高，可移動態(tài)占比例大，生物有效性高【1 3 】，對食品安全和人體健康等影響很 大。因此重金屬污染閶題日益受到研究者的關(guān)注。另外。伴隨工業(yè)生產(chǎn)和高強度的農(nóng)業(yè) 利用進入土壤【“】，有機物污染問題也日益嚴重。有機物污染的作用機理復(fù)雜，污染物多 種多樣，尚不明確有些有機物的使用是否會造成污染，這些問題都需要深入和詳細研究。 凈化功能本來是土壤的一個十分重要的生態(tài)功能，但目前城市化進程給土壤的負擔過 重，當污染超過土壤的凈化功能時，土壤本身就會轉(zhuǎn)變?yōu)槲廴驹?，這種影響將是長期的。 1 3 2 城市土壤的生物特性 土壤是一個重要的地下物種庫和基因庫，擁有種類豐富、數(shù)量巨大的土壤生物。主 要包括土壤微生物、土壤動物和一些低等植物。它們在壤有楓合成、分解、礦化和養(yǎng) 分循環(huán)以及土壤結(jié)構(gòu)的形成與保持方面均起著至關(guān)重要的作用【l o 】。城市化的發(fā)展使得原 有自然生境消失，由于人為擾動、壓實和污染等，城市土壤中生物多樣性降低、生物的 生物量減少、微生物群體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，且有危害人體健康的病原生物的侵染。如作為 土壤污染敏感指示生物的蚯蚓。在污染脅迫下就出現(xiàn)了種群結(jié)構(gòu)單一，種類減少，體內(nèi) 污染物富集等現(xiàn)象【2 1 】。與農(nóng)村土壤相比，城市土壤的生物學(xué)特性是比較薄弱的，土壤的 生態(tài)服務(wù)功能弱化。 = 、城市綠化樹的生態(tài)功能、生長現(xiàn)狀及生長勢衰弱的原因 2 1 城市綠化樹的生態(tài)功能 2 1 。l 城市綠化樹的橛念及特征 城市綠化樹是指有規(guī)律地種植在城市道路、分車帶、公園、社區(qū)等城市不同區(qū)域的 喬木，可根據(jù)種植區(qū)域具體分為行道樹、園林樹、社區(qū)綠化樹等。城市綠化樹形成了一 個綠色的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對改善城市環(huán)境起著積極的作用，是城市環(huán)境的保護者吲。植物生 長受光照、溫度、濕度、土壤條件、空氣成分等多種因子的影響，因此，某一城市往往 有綠化樹優(yōu)勢種( 某種綠化樹優(yōu)勢種也可能是人為選擇的結(jié)果) ，各地的綠化樹種類構(gòu) 成也有各自的特征。如，長春市行道樹優(yōu)勢樹種有楊樹、松樹等；河南省城市行道樹優(yōu) 勢種有法桐、大葉貞等口2 】，上海綠化樹優(yōu)勢種有香樟、雪松、楊樹掣1 6 j 福州市綠化樹 優(yōu)勢種有小葉榕、大葉榕、高山榕等田】。我國地域遼闊。因此各地在選擇綠化樹上都各 自結(jié)合本地域特點，結(jié)果差異也非常大。越來越多的城市綠化工作者認識到，過去單純 6 追求綠化樹的美化功能，大量引進外來樹種并不是增強城市綠化效果的正確途徑。城市 綠化樹的選擇應(yīng)該體現(xiàn)該城市地帶性植被的特色和物種的多樣性田j 。 2 1 0 城市綠化樹的生態(tài)功能 城市化是當今全球經(jīng)濟社會發(fā)展的主旋律。目前，世界上一半以上的人口生活在城 市”】。我國城市化進程自改革開放以來飛速發(fā)展。目前我國的城市化率為3 l ，到2 0 2 0 年。我國的城市化率將達到6 0 ，年增速率為1 5 ，且有加速的趨勢【4 】。城市化發(fā)展 和人口的高度集中已經(jīng)帶來了用地緊張、交通擁擠、環(huán)境污染等一系列問題。 城市生態(tài)系統(tǒng)具有生態(tài)系統(tǒng)的一般特征，即由物質(zhì)循環(huán)和能量傳遞為核心構(gòu)成的系 統(tǒng)發(fā)生和發(fā)展過程【1 5 】。同時，作為社會一經(jīng)濟一自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的城市是一個極不穩(wěn) 定的人工生態(tài)系統(tǒng)人類生產(chǎn)和生活活動在其聞起著至關(guān)重要的作用，城市生態(tài)系 統(tǒng)的特點是消費者占優(yōu)勢，分解功能不充足，自我調(diào)節(jié)和自我維持能力很弱。所以說城 市生態(tài)系統(tǒng)是以人類為中心的自然和社會相結(jié)合的生態(tài)系糾”】。 城市生態(tài)系統(tǒng)是人工的生態(tài)系統(tǒng)，因此城市綠化樹的生態(tài)功能在這個脆弱的系統(tǒng)中 顯得尤為重要，有著不可替代的生態(tài)功能。綠化樹的生態(tài)功能主要有：( 1 ) 凈化空氣、 土壤，防治污染；( 2 ) 吸收二氧化碳，生產(chǎn)氧氣；( 3 ) 殺死細菌，阻滯塵土；( 4 ) 改善 城市小氣候，調(diào)節(jié)空氣的溫度和濕度，改變風向和風速，減少土壤水分蒸發(fā)，緩解城市 熱島效應(yīng)；( 5 ) 活化土壤和養(yǎng)分循環(huán)；( 6 ) 維持生物多樣性；( 7 ) 減少噪聲；( 8 ) 減少 空氣放射性物質(zhì)含量和輻射的傳播；( 9 美化環(huán)境【2 4 筇】。在凈化空氣方面：樹木是二氧 化碳的天然吸收系統(tǒng)和氧氣的加工廠，通常一公頃樹林每天吸收1 0 0 0 千克的二氧化碳， 放出7 5 0 千克氧氣郾】。1 h m 2 落葉闊葉林、常綠闊葉林和針葉林每年可分別釋放氧氣1 0 噸、2 0 噸和1 6 噸田j 。在阻滯粉塵方面：據(jù)測定，距污染源2 0 0 2 5 0 m 處測得每平方米 葉片上的滯塵量為，榆樹1 2 2 7 9 ，木槿8 1 3 9 ，樸樹9 3 7 9 ，懸鈴木3 7 3 9 【2 踟。在降低溫 度方面：據(jù)南京市測定，在高溫季節(jié)，有行道樹的公路處最高溫度比無行道樹的低3 以上，空氣相對濕度增加1 0 2 0 【2 剮。在降低噪聲方面；據(jù)北京測定，行道樹減噪 效果為5 5 分貝1 2 7 j 。有文獻稱，廣州某工廠附近受放射性污染的空氣經(jīng)過竹叢阻擋吸收 后，放射性含量降低l 3 左右【2 5 1 。 另外，綠化樹還與其他綠色植物一起構(gòu)成了有“城市之肺”之稱的城市綠地。當前 世界城市規(guī)劃正朝著“天人合一”構(gòu)建合理的綠色空間網(wǎng)絡(luò)體系”等建設(shè)園林城市的 方向發(fā)展【刪。在城市環(huán)境問題日益突出，城市居民渴望回歸自然，渴望居住地成為“生 態(tài)城市”的驅(qū)動下，城市綠地建設(shè)受到了普遍重視。城市綠地的主要功能有【2 9 】：( 1 ) 組 織城市空間功能：( 2 ) 生態(tài)功能；( 3 ) 游憩休閑功能：( 4 ) 文化歷史功能；( 5 ) 教育功 能；( 6 ) 社會功能；( 7 ) 城市防護和減災(zāi)功能等，對城市生態(tài)、自然環(huán)境和人群心理都 起著重要的調(diào)節(jié)作用1 2 9 】。 要使城市綠地能更好的發(fā)揮生態(tài)作用，必須改善綠化樹的生 長環(huán)境，使其正常發(fā)揮生態(tài)作用。 2 2 城市綠化樹韻生長現(xiàn)狀 隨著城市化進程的推進，城市綠化樹的生長狀況不容樂觀。據(jù)有限的資料調(diào)查表明 ( 國內(nèi)許多城市均存在此類問題，但沒有具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)根據(jù)) ：自1 9 9 5 年以來，長春市 7 街路連續(xù)大范圍發(fā)生嚴重的楊柳爛皮病，城市街路以及環(huán)城公路所栽的各品種楊柳樹出 現(xiàn)大面積死亡，并伴隨枯梢、死枝等早衰和長勢不良的現(xiàn)象【1 9 1 。據(jù)統(tǒng)計，近幾年來長春 市街路上栽種的楊樹、柳樹存活率不足3 5 ，為建國以來歷史的最低水平u ”。再如北 京長安街人行道上的油松，普遍顯得針葉發(fā)黃，生長衰弱。在沈陽市的7 條主要街路， 綠化樹生長狀況最差的北京街上，9 4 1 7 的銀杏樹出現(xiàn)黃葉。北陵大街上樹葉枯黃的銀 杏樹也超過了9 0 。在黃葉現(xiàn)象最輕的滂江大街上，也有4 9 的銀杏樹出現(xiàn)了問題。專 家認為，銀杏樹發(fā)病主要是由于汽車尾氣、建筑垃圾及道路硬覆蓋等原因造成的。其他 城市也有類似現(xiàn)象發(fā)生。( 葉楓新華網(wǎng)h t t p ： 棚w s i i l a c o m c n 來源于遼沈晚 報2 0 0 4 ，9 ，2 5 ) 行道拷如此，園林樹的生長狀況也不好。據(jù)調(diào)查，武漢市現(xiàn)存古樹2 0 種8 0 株，衰 弱株占2 0 ；南京市現(xiàn)存古樹8 種4 0 株，衰弱株占7 5 ：蘇州市現(xiàn)存古樹3 0 種5 9 2 株，衰弱株占6 2 5 【3 0 1 。北京各公園中存留下來的古松柏有萬株以上。但近幾十年來， 各公園不斷出現(xiàn)古柏死亡，生長普遍衰弱的現(xiàn)象。如天壇公園，僅1 9 6 7 年至1 9 7 0 年這 三年中，古柏死亡數(shù)近3 0 0 株，占四百年以上古柏總數(shù)的3 。在頤和園長廊邊的綠化 樹，北側(cè)全部是百年以上的古樹，樹葉發(fā)黃，枝條較稀，葉面積小，長勢衰弱；南側(cè)栽 有較多幼樹，長勢也不好?？偟膩碚f，大量的城市鋪裝，人為的頻繁踐踏及施工機械的 碾壓，造成土壤通氣性不良，是造成園林樹生長衰弱的普遍原圓d 小。 2 3 城市綠化樹生長勢衰弱的原因 2 3 1 地上環(huán)境因子對綠化樹生長的影響 城市綠化樹主要受到光照條件、空氣溫度、空氣污染等地上環(huán)境因子的影響，還會 遇到機械損傷等入為破壞。( 1 ) 光照條件。由于城市建筑大量應(yīng)用玻璃、瓷磚等反光率 商的表面材料，使環(huán)境中的光強大大增加。光照強度過大超過綠化樹的光飽和點時，可 以引起光合活性的降低，出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象。光強過大還會對綠化樹內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損傷， 對綠化樹生長不利1 2 5 j 。另外，路燈、戶外廣告、景觀照明等人工光照造成的光污染還會 使綠化樹的生理機能發(fā)生混亂，個別綠化樹由于路燈大照射而發(fā)生推遲落葉的現(xiàn)象，結(jié) 果因此在進入冬季時死亡。( 2 ) 空氣溫度。城市建筑的外裝飾材料，人行道鋪設(shè)的磚、 水泥塊，行車道的水泥或柏油路面等對陽光的反射、吸收、輻射形成了一個干熱的小環(huán) 境，雖然在冬天可能有利于耐寒性較差的樹木越冬，但在夏天則會因干熱、灼傷而有害 于樹木的生長【2 2 j 。( 3 ) 空氣污染。城市空氣中有多種污染物，如二氧化硫、氮氧化物、 氟化氫、懸浮顆粒物等。這些污染物對綠化樹的生長有負面影響，會使植物葉肉組織受 傷害，影響氣孔的正常開啟或關(guān)閉，影響正常的代謝生理和光合作用。并對細胞產(chǎn)生毒 性1 2 ”。( 4 ) 機械損傷。綠化樹的生長空間與人的活動空間往往有重疊，在這個空間里， 可能有設(shè)攤經(jīng)營的，有車輛?？康?，有運動娛樂的等等。搖拽、撞擊、攀登、拉線、打 釘?shù)葯C械損傷行為的普遍存在，給綠化樹造成傷害田】。 這些因子對綠化樹的不良影確可以通過治理大環(huán)境、提高人們的環(huán)保意識和規(guī)范市 政管理等方法逐步改善【2 2 】。 2 3 2 地下環(huán)境因子對綠化樹生長的影響 影響城市綠化樹生長的地下環(huán)境因子主要是指綠化樹生長的土壤條件。土壤對植物 的生理生態(tài)作用主要有機械支持、提供礦物質(zhì)、水分等。城市土壤的質(zhì)地與結(jié)構(gòu)( 包括 容量、孔隙度等) 、水分狀況、土壤空氣、土壤溫度、土壤化學(xué)性質(zhì)( 包括酸堿度、腐 殖質(zhì)和非腐殖質(zhì)的有機質(zhì)、礦質(zhì)元素等) 等都影響著綠化樹的生長，這些將在下一部分 做重點的討論。另外，城市建設(shè)，建筑物的基礎(chǔ)、道路基礎(chǔ)和地下管網(wǎng)的布設(shè)等都機械 地限制了綠化樹根系的生長空間閻。植樹坑內(nèi)的土壤經(jīng)過挖掘回填而造成的坑內(nèi)外土壤 密實度的差別阿，也是對綠化樹地下生長空間的限制，這常常造成植物根系畸形分布， 不利于綠化樹的生長。值得注意的是，由于人類活動，城市土壤的污染情況也日益嚴重， 土壤的酸堿度、重金屬含量、有機污染物等也影響城市綠化樹的生長。 三、城市土壤對綠化樹生長的影響 3 1 城市土壤的生理作用 城市土壤對綠化樹的生理作用主要體現(xiàn)在：( 1 ) 為綠化樹提供機械支持。土壤為綠 化樹根系提供賴以生存和棲息的場所，起到固定綠化樹的作用。( 2 ) 提供礦物質(zhì)。綠化 樹從土壤中吸收礦物質(zhì)并在礦物質(zhì)有合適比例時生長最好。( 3 ) 提供水分。植物的一切 正常生命活動只有在一定的細胞水分含量的情況下才能進行。綠化樹主要依靠根系從土 壤中吸收水分以保證水分供應(yīng)f 2 5 】。 3 2 城市土壤的物理特性對綠化樹生長的影響 3 0 ，l 城市土壤緊實度對綠化樹生長的影嚷 土壤緊實度又稱土壤堅實度和土壤密實度，是指土壤緊實或疏松的程度，般用土 壤容重和土壤硬度來表示。城市土壤由于壓實比較嚴重，往往緊實度很大，造成植物根 系穿透能力差，毛根死亡。菌根減少。綠化樹無法穿透密實的土層，往往形成環(huán)繞樹坑 壁生長的畸形分布【2 d 】。土壤緊實還會使土壤有機物分解減慢，土壤有效養(yǎng)分大大減少， 形成團粒結(jié)構(gòu)困難。特別是致使土壤微生物減少，如菌根數(shù)量的銳減，既減少了可吸收 水分和礦物質(zhì)營養(yǎng)的根表面積( 主要是根毛) ，又減少了對空氣中n 的固定，造成n 素 缺乏，使綠化樹生長普遍較差，一些搪木生長勢衰弱，甚至桔死。 3 2 2 城市土壤孔隙度對綠化樹生長的影響 土壤孔隙是土壤中除固相部分所占容積以外的空間。土壤孑l 隙的多少用土壤孔隙度 來表示?？偪紫抖仁亲匀粻顟B(tài)下單位體積土壤中孔隙所占的百分率【2 7 1 。一般適于植物生 長發(fā)育的土壤總孑l 隙度為5 0 5 6 ，通氣孔隙度在l o 以上；而城市土壤的孔隙度通 常都低于5 0 ，通氣孔障度低于l o ，這也是土壤壓實的后果【3 2 】。土壤孔隙度分為毛 管孔隙和非毛管孔隙兩類。實測表明，非毛管孔隙度是影響根生長的關(guān)鍵因素，土壤孔 隙變小，就會導(dǎo)致通氣性差。易于c 0 2 氣體的積累，土壤氧氣含量少。影響樹本根系的 正常生理活動j 。 9 3 2 3 城市土壤溫度對綠化樹生長的影響 城市土壤大多處在硬覆蓋條件下，調(diào)節(jié)溫度的能力較差，裸露的地面可以直接吸收 大量的陽光輻射，致使街路最高溫度可以比大氣溫度高出1 2 之多【3 3 l 。綠化樹只有在適 宜的溫度下才能達到旺盛的代謝活力，超過限度的溫度變化會對綠化樹造成損害田ja 實 驗數(shù)據(jù)表明，硬覆蓋下的城市土壤溫度具有滯后性，即土壤凍期晚，解凍期也晚。在夏 季，土壤溫度過高使樹木代謝紊亂，引起焦葉和樹皮灼傷，嚴重引起干枯死亡1 1 3 刪。而 解凍期晚使樹木易凍傷，影響樹木的生長。同時，土壤溫度也是影響土壤呼吸的主要因 素，并直接決定著土壤有機質(zhì)的氧化分解速率m 。這也影響著綠化樹的生長發(fā)育。 3 2 4 城市土壤含水量對綠化樹生長的影響 水是植物體的重要組成部分，其主要功能是用于光合作用和蒸騰作用。植物所需的 水分主要來源于土壤。適應(yīng)植物生長的土壤含水量應(yīng)是田間持水量的6 0 8 0 。土壤 含水量與土壤渣礫含量、土壤密實狀況、地面鋪裝和距地表水遠近、地下水位高低等有 關(guān)【3 5 1 。城市土壤密實度大、地表常常被硬覆蓋，自然降水很難滲透進土壤，大部分排入 下水道，無法有效的供給綠化樹的生長【3 6 】。城市管線、地鐵和其他地下設(shè)施也往往阻礙 樹木的根系吸收地下水，造成植物缺水，導(dǎo)致植物萎蔫、早期落葉，甚至死亡【2 0 1 。另外， 在土壤緊實區(qū)，由于植樹坑內(nèi)土壤經(jīng)過挖掘回填，與坑外土壤密實度有較大區(qū)別在雨 后容易造成積水，引起綠化樹爛根、生長不良甚至死亡瞰j 。 3 2 5 城市土壤空氣對綠化樹生長的影響 土壤中的空氣來自大氣?？諝膺M入土壤非毛管孔隙后，供植物根系呼吸，產(chǎn)生能量 用以吸收養(yǎng)分和水分，促進根系生長和發(fā)育【3 5 】。城市土壤由于受硬覆蓋較多，與大氣進 行氣體交換受到影響，呼吸作用增強，往往土壤0 2 含量減少，c 0 2 含量增多。0 2 減少 使根系受到傷害，生理活動受到抑制。當0 2 含量低于1 時，會引起根死亡剛。根系 生長具有明顯的趨氧氣性，如土內(nèi)局部渣礫多的地方，馬路牙的縫隙與土界面的縫隙等 地方都有大量根系，但因為水肥不足，又往往有部分根系桔死【3 5 】。土壤中c 0 2 積累過多 時，則會產(chǎn)生毒害作用，對根系的呼吸作用和吸收機能產(chǎn)生不利影響，會抑制種子萌發(fā) 延緩根系發(fā)育，嚴重時會使根窒息死亡阱j 。 3 3 城市土壤的化學(xué)特性對綠化樹生長的影響 3 3 1 城市土壤酸堿性對綠化樹生長的影響 土壤的p h 在很大程度上是由土壤母質(zhì)、氣候( 降水總量) 、植被、土壤有機質(zhì)含量 和主要營養(yǎng)元素含量等決定的。城市土壤的p h 一般高于自然土壤。如上海市新建綠地 的土壤p h 8 0 ，個別綠地 8 5 1 1 6 j ；南京城市土壤中值為8 1 5 ，土壤基本上呈堿性，部分 里強堿性u7 】；深圳市山地丘陵土壤的背景p h 值多在4 7 5 6 之間，而深圳市土壤的p h 基本上都在5 5 以上，p h 明顯偏高【l 引。城市土壤堿性的原因可能有：融化道路積雪使 用的含鹽融雪劑隨地表徑流積累在土壤中；用富鈣的水灌溉植物；建筑廢棄物、水泥、 磚塊和其他堿性混合物中鈣的釋放；大量含碳酸鈣和碳酸鎂的灰塵的沉降；流經(jīng)瀅凝土 和石灰石表面的徑流攜帶堿性物質(zhì)；土壤中碳酸鹽與碳酸反應(yīng)形成重碳酸鹽等【”】。 土壤p h 能影響到養(yǎng)分的活化和離子交換，在很酸的土壤中，c a 2 + 、m 孑+ 、k + 及p 0 4 3 1 0 被消耗殆盡，而在堿性土壤中，f e 和m n 離子、p 0 4 3 和某些微量元素被固定成不溶解 的化合物，難以供植物生長使用【2 5 1 ，從而直接或間接地影響植物的生長。土壤p h 還直 接影響植物的生理活力，當p h 9 時，多數(shù)維管植物的根細胞的原生質(zhì)會受到嚴重 損害，根系受到毒害口5 1 。長期生活在p h 過高的土壤中，植物會出現(xiàn)葉片變小，葉片枯 黃，嚴重時出現(xiàn)整枝或整株枯死的情況i j ”。 另外，土壤p h 也通過影響微生物的活動而影響有機質(zhì)的降解。大多數(shù)細菌活動的 最適宜p h 在中性附近( p h ：6 5 7 ，5 ) ，過低( 8 5 ) 對一般的微生物 都不大適宜p “。 3 3 2 城市士壤養(yǎng)分對綠化樹生長的影響 土壤養(yǎng)分主要包括礦物質(zhì)元素和有機質(zhì)。大量植物必需的礦質(zhì)元素由土壤提供，如 c 、h 、0 、n 、p 、k 、s 、m g 、c a 、f e 、c l 、m n 、z n 、b 、c u 、m o 、n i 等。其中8 種 為微量元素( f e 、c l 、m n 、z n 、b 、c u 、m o 、n i ) 植物需要量極微，稍多即發(fā)生毒害； 其他為植物需要量較大的元素。礦物質(zhì)特別是n 、p 、k 三要素對光合作用的影響特別 明顯。有機質(zhì)是植物礦質(zhì)營養(yǎng)的重要來源，并可增加元素的有效性，對植物十分重要。 有機質(zhì)還可以改善土壤物理、化學(xué)性質(zhì)，促進植物的生長和養(yǎng)分吸收【2 5 】。 由于人為的原因，城市土壤中的養(yǎng)分和有機質(zhì)循環(huán)受阻，往往同時存在養(yǎng)分匱乏和 養(yǎng)分富集現(xiàn)象。養(yǎng)分匱乏與養(yǎng)分富集都不利于綠化樹的生長。缺乏養(yǎng)分往往使城市綠化 樹出現(xiàn)生長緩慢、老葉發(fā)黃、枝條生長細弱、部分枝葉死亡、壽命縮短等現(xiàn)象p5 ，”。另 一方面，營養(yǎng)物質(zhì)過多也對植物生長不利，如n 素過高易引起呼吸過剩，導(dǎo)致光合作用 產(chǎn)量降低【2 5 1 。植物生長需求的不僅是某種元素決定的量，還在于各種元素的相對關(guān)系。 在合適比例時植物生長發(fā)育最好瞄】。因此，在改善城市土壤養(yǎng)分狀況以利于綠化樹生長 時，要綜合考慮各種養(yǎng)分物質(zhì)的比例。 3 3 3 城市土壤污染對綠化樹生長的影響 土壤污染就是指人為因素有意或無意地將對人類本身和其他生命體的有害的物質(zhì) 旌加到土壤中，使其某種成分的含量明顯高于原有含量、并引起現(xiàn)存的或潛在的土壤環(huán) 境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。主要分為有機物污染、無機物污染、土壤生物污染、放射性污染等 類型。按照污染物進入土壤的途徑可將污染源可分為污水灌溉、固體廢棄物的利用、農(nóng) 藥和化肥、大氣沉降物等印j 。當前，對城市土壤污染較為突出的是無機物污染( 如重金 屬、酸、堿、鹽類) 和有機物污染。重金屬濃度增加到一定數(shù)值后，可對植物的生長產(chǎn) 生危害，生理、生化過程受阻，生長發(fā)育停滯，甚至死亡f 37 1 。更為嚴重的是，土壤中的 各種污染物還會在一定條件下形成交互作用( 拮抗、加和和協(xié)同) ，對植物的影響要大 于它們各自效應(yīng)之和【3 7 】。 很多污染物會在植物體內(nèi)積累，通過食物鏈危害動物和人體的健康。雖然目前土壤 污染事故多發(fā)生于城郊菜地、礦區(qū)、農(nóng)業(yè)區(qū)等地，污染物通過綠化樹積累危害人體的可 鐫性較低，值城市土壤污染對綠化樹生長的影響也是個不容忽視的問題。土壤污染有隱 蔽性、長期性的特點【3 7 l ，因此，要在施肥、灌溉、固體廢棄物的利用等易造成土壤污染 的環(huán)節(jié)上進彳亍控制，改善城市土壤質(zhì)量，保護好城市綠化樹。 1 l 3 4 城市土壤的生物特性對綠化樹生長的影響 土壤生物是土壤具有生命力的主要成分，包括土壤動物、土壤微生物和病毒等生物。 它們對植物的生長發(fā)育有著重要的作用。如增進土壤的生物活性、制造土壤有機質(zhì)、改 善植物根際環(huán)境、參與土壤物質(zhì)循環(huán)、凈化土壤污染等【3 “。缺少土壤生物對綠化樹的生 長不利，如對于大多數(shù)植物來說，只有通過共生細菌將n 素轉(zhuǎn)化為可利用的氮氧化物才 能被植物吸收，合成氨基酸和蛋白質(zhì)【2 5 1 。城市土壤受人為干擾，生物特性脆弱，不利于 綠化樹的生長。 第二章、城市土壤特性對綠化樹生長影響分級評價的探索 一、評價目的、原則和意義 城市土壤是影響綠化樹生長的重要環(huán)境因子，其物理特性、化學(xué)特性、生物特性等 都影響著城市綠化樹的生長，進而影響城市生態(tài)系統(tǒng)的功能，而城市生態(tài)系統(tǒng)功能的正 常發(fā)揮，對城市居民有著非常重大的意義。面對城市土壤退化和城市綠化樹生長勢衰弱 的現(xiàn)狀，本研究力求在深入研究城市土壤特性與綠化樹生長狀況之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，以 北京、長春的土壤特性指標與綠化樹生長勢衰弱的實際狀況為對象，借鑒已經(jīng)建立的土 壤評價理論，篩選土壤特性評價因子，對城市土壤進行分級評價，并將評價結(jié)果與實際 情況相結(jié)合，提出規(guī)劃綠地建設(shè)、改進綠化樹生長狀況的方向和方法。 在以前的研究工作中，往往沒有將城市土壤特性與綠化樹長勢結(jié)合起來進行系統(tǒng)的 評價。有很多學(xué)者在城市土壤特性的研究方面取得了不少成果，如張甘霖、盧瑛、楊金 玲等從事土壤研究工作的學(xué)者；在北京、上海、深圳、福州、長春、都江堰等地的學(xué)者 對城市綠地進行了廣泛的調(diào)查，并對調(diào)查結(jié)果進行了分析，提出了一些養(yǎng)護綠地的科學(xué) 方法。李玉和對城市土壤形成特點及肥力狀況進行了評價，但主要針對北京土壤而言， 且較集中在肥力狀況，并未進一步深入。近1 0 年來，環(huán)境問題日益突出，環(huán)境保護的 意識也更加深入人心，公眾更加關(guān)注城市生存空間的健康問題，綠化樹生長勢衰弱的問 題也更加突出。在此背景下，本研究對城市土壤特性與綠化樹長勢關(guān)系的探討具有更為 重要的開創(chuàng)性意義。 本評價對城市土壤特性進行的分級所側(cè)重的是其與綠化樹生長勢的關(guān)系，因此在評 價時所選取的參評因素及其評價方法都以與綠化樹生長勢相關(guān)為根本原則。 綠化樹是城市生活中不可缺少的一部分，綠化樹生態(tài)功能的發(fā)揮對城市生態(tài)系統(tǒng)來 說有著重要的意義。近年來，有關(guān)綠化樹生長勢衰弱現(xiàn)狀的調(diào)查和研究，越來越說明綠 化樹生長與環(huán)境因子特別是土壤有著密切的聯(lián)系。然而，在長期的實踐中，由于缺乏科 學(xué)的指導(dǎo)，人們往往是盲目、隨意的栽種綠化樹和進行綠化樹的養(yǎng)護管理。比如，有的 地區(qū)為了美觀或趕“時髦”種植了一些不符合當?shù)胤N植條件的外來樹種，或栽種了不適 合某塊綠地土壤的綠化樹品種。這種類似于“先污染，后治理”的缺乏規(guī)劃意識的不科 學(xué)的態(tài)度帶來的是不必要的損失。這些不適宜的綠化樹往往長勢衰弱，病蟲害多，有的 甚至在栽植幾年之內(nèi)就死亡了，需要重新補種，給社會帶來大量的人力、物力的浪費。 本評價的意義之一就在于根據(jù)實際土壤條件?？茖W(xué)地規(guī)劃城市綠化樹建設(shè)，使綠化樹更 好的發(fā)揮生態(tài)功能。另一方面，可以根據(jù)綠化樹品種設(shè)置標準值。對已經(jīng)栽植綠化樹的 土壤進行評價，了解土壤情況，并根據(jù)評價結(jié)果對土壤進行性質(zhì)改良，有針對性的采用 科學(xué)的養(yǎng)護管理措施，使其更適于某品種綠化樹的種植和維護。 二、評價方法 2 。1 國內(nèi)外土壤評價研究的現(xiàn)狀 迄今為止，由于有關(guān)土壤質(zhì)量的許多理論問題及過程機理尚不清楚，因此還沒有 形成公認的或統(tǒng)一的土壤質(zhì)量指標和定量化的評價方法。但已經(jīng)有前人的一些探索工 作值得我們學(xué)習和借鑒。 2 1 1 土壤評價原則躑j 土壤評價由于土壤類型多樣化，各類型土壤組分的千差萬別及土地利用方式的多 樣化，難于簡單地依靠分析幾個指標而評定質(zhì)量優(yōu)劣。即使是同一種土壤，對于不同 功能或生產(chǎn)所表現(xiàn)出的品質(zhì)優(yōu)劣也可能相差懸殊，因兩沒有確定的標準和固定的評價 方法。 s i m s 等建議以一個無污染的土壤質(zhì)量為判斷標準，稱之為土壤的清潔狀態(tài)，但 是除了幾種單獨的非生物物質(zhì)夕 ，純掙土壤是無法定義的。土壤中自然產(chǎn)生的、土壤 作為過濾介質(zhì)在環(huán)境中捕捉的以及人為產(chǎn)生的毒素和重金屬都會使土壤變得不潔凈， 因而難以作為質(zhì)量判斷標準。d o r 孤等和k 州e 等建議土壤質(zhì)量的評價應(yīng)該以土壤功 能為基礎(chǔ)，著重于一個確定的系統(tǒng)內(nèi)一種特定的土壤功能的完善程度。由于土壤在各 生態(tài)系統(tǒng)的功能不一，如作為森林、草原生態(tài)系統(tǒng)的立地條件的功能，作為城市和工 業(yè)生產(chǎn)中的含各種污染物的副產(chǎn)品的凈化器的功能等，因而該評價也難以提出確定的 標準。 總之，土壤評價應(yīng)綜合考慮土壤的功能及土地利用類型，同時。土壤評價指標體 系也應(yīng)隨不同的地區(qū)、不同種類的土壤而有所不同。 2 1 2 土壤質(zhì)量評價方法 土壤質(zhì)量的評價方法目前國際上尚無統(tǒng)一的標準。國內(nèi)外提出的土壤質(zhì)量評價方 法主要有以下凡種【3 8 】： ( 1 ) 多變量指標克立格法( m v i t ) s m i t h ( 1 9 9 3 ) 利用多變量指標克立格法來評價土壤質(zhì)量。這種方法可以將無數(shù)量限 制的單個土壤質(zhì)量指標綜合成一個總體的土壤質(zhì)量指數(shù)，這一過程稱為多變量指標轉(zhuǎn) 換，是根據(jù)特定的標準將測定值轉(zhuǎn)換為土壤質(zhì)量指數(shù)。各個指標的標準代表土壤質(zhì)量 的最優(yōu)的范圍或閩值。該方法的優(yōu)點是可以把管理措旌、經(jīng)濟和環(huán)境限制因子引入分 豐斥過程，其評價范圍可從農(nóng)場至4 地區(qū)水平。評價的空間尺度彈性大。 ( 2 土壤質(zhì)量動力學(xué)法 l a r s o n ( 1 9 9 4 ) 提出土壤質(zhì)量的動力學(xué)方法，從數(shù)量和動力學(xué)特征上對土壤質(zhì)量進 行定量。某一土壤的質(zhì)量可看作是它相對于標準( 最優(yōu)) 狀態(tài)的當前狀態(tài)，土壤質(zhì)量( q ) 可由土壤性質(zhì)黿的函數(shù)來表示：q ；朐f 彬描述q 的土壤性質(zhì)q f ，是根據(jù)土壤性質(zhì) 測定的難易程度、重視性商低及對土壤質(zhì)量關(guān)鍵變量的反映程度來選擇的最小數(shù)據(jù) 集。例如，土壤生產(chǎn)力指數(shù)( p i ) 是由土壤p h 、容重、有效水容量對根系生長的滿 1 4 足度計算的，用來估計土壤侵蝕對土壤生產(chǎn)力質(zhì)量及其變化的影響。該法適用于描述 土壤系統(tǒng)的動態(tài)性，特別適合于土壤可持續(xù)管理。 ( 3 ) 土壤質(zhì)量綜合評分法 d o r 等( 1 9 9 4 ) 提出土壤質(zhì)量的綜合評分法，將土壤質(zhì)量評價細分為對6 個特 定的土壤質(zhì)量元素的評價。這6 個壤質(zhì)量元素分別為作物產(chǎn)量、抗侵蝕能力、地下 水質(zhì)量、地表水質(zhì)量、大氣質(zhì)量和食物質(zhì)量，根據(jù)不同地區(qū)的特定農(nóng)田系統(tǒng)、地理位 置和氣候條件，建立數(shù)學(xué)表達式，說明土壤功能與土壤性質(zhì)的關(guān)系，通過對土壤性質(zhì) 的最小數(shù)據(jù)集評價土壤質(zhì)量。 ( 4 ) 土壤相對質(zhì)量法 通過引入相