扬州茱萸湾风景区森林土壤质量状况

万 欣，李文斌，黄海涛，江 浩*，祝亚云

(1.江苏省林业科学研究院，江苏 南京 211153； 2. 江苏扬州城市森林生态系统国家定位观测研究站，江苏 扬州 225000；3.扬州市茱萸湾风景区管理处，江苏 扬州 225000； 4.扬州市志远绿化景观设计有限公司，江苏 扬州 225100)

城市森林土壤是城市生态系统的重要组成之一，对维持可持续的城市生态环境具有重要作用[1]。随着我国城市绿化进程的快速发展及人们对城市生态环境质量要求的提高，城市森林建设成为城市建设和评价的重要内容。有研究报道，土壤理化性质的退化是导致城市植物长势不佳的主因[2-3]。土壤理化性质不仅影响植物生长，而且会影响城市地表径流、城市洪涝和雨洪利用效果，从而影响城市土壤生态功能的发挥[4-5]。

江苏省扬州市是长江下游平原水网型中等城市森林建设的典型代表。2015年国家林业和草原局正式批复了江苏扬州城市生态系统国家定位观测研究站，主站点选择在扬州市广陵区茱萸湾风景区，并选择6个不同植被种类的林地作为长期固定监测样地，开展该区域内城市森林的长期定位观测与研究。城市森林土壤是研究城市生态系统的重要内容，土壤理化性质是了解土壤质量状况的重要和唯一途径。本研究以这6个样地土壤为研究对象，通过测定其土壤pH、有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷、速效钾等7个指标，分析土壤理化性质特征，阐明该区域内不同植被种类的土壤质量状况，以期为该区域今后的城市森林长期定位观测和研究以及该区域的土壤养护管理提供最基础的理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 样地概况

本研究地点设在江苏扬州市城市生态系统国家定位观测研究站的主站(茱萸湾风景区内)，坐标为东经119°28′56″，北纬32°26′24″，属于长江下游平原地区，面积约50 hm2，该区域属于亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡区，平均海拔2 m，年均气温15.8 ℃，年均降水量864 mm。该区域的植被为地带性次生林植被，林分生长良好，在长江下游平原水网地区具有典型性和代表性。经实地调查取点，确定6个不同植被种类的城市森林样地作为本研究的样点，每个样点各设置样地1个。样地的具体位置和概况见图1，2和表1。

图1 研究样地的地理位置

表1 样地概况

图2 1—6号固定样地照片

1.2 土壤样品采集和处理

在每个样地内的四角与中心选取采样点5个，将表面的腐殖质层移除后，用土钻采集土壤深度0—20 cm的土层，挑出凋落物、细根和小石块等杂物(以减少异质性带来的影响)后充分混合。土壤样品过2 mm尼龙筛放入自封袋密封，以备测定土壤理化性质。

1.3 土壤理化性质的测定[6]

土壤pH值的测定采用pH酸度计法；土壤有机质(OC)测定采用重铬酸钾容量法；土壤全氮(TN)的测定采用全自动凯氏定氮法；土壤全磷(TP)的测定采用钼锑抗比色法；土壤水解氮(HN)的测定采用碱解蒸馏法；土壤有效磷(AP)的测定采用双酸浸提法；土壤速效钾(AK)的测定采用火焰光度计法。

1.4 数据处理与统计分析

土壤理化的数据采用SPSS17.0软件进行统计分析。数据处理过程中,先对全部的数据进行方差同质性和正态分布检验，如发现其中有非正态分布数据，则需要进行开方转换。然后通过单因素方差分析方法,对全部的数据进行分析，确定不同林型间所有变量的差异。

2 结果与分析

6种植被种类的土壤理化性质测定结果如表2所示。在各植被类型中，土壤pH值存在显著性差异，除了5号松柏林和6号杂阔林的土壤偏酸性(pH<7)值之外，其他类型土壤都偏碱性，3号茱萸林土壤碱性最大；土壤有机碳(OC)和全氮(TN)存在差异性显著，6号杂阔林的土壤有机碳(OC)和全氮(TN)含量最高；其他指标如全磷(TP)、水解氮(HN)、有效磷(AP)、有效钾(AK)均无显著差异。

表2 6种植被种类森林土壤理化性质

采用Pearson法对6种植被种类的森林土壤理化性质指标进行相关分析，结果如表3所示。从表3可以看出，土壤pH值与土壤有效钾(AK)呈极显著负相关(P<0.01)，与土壤总氮(TN)和水解氮(HN)呈显著相关(P<0.05)。土壤有机碳含量(OC)与全氮量和水解氮(HN)呈极显著正相关(P<0.01)，与有效钾(AK)呈显著正相关(P<0.05)。土壤全氮(TN)与水解氮(HN)和有效钾(AK)呈极显著正相关(P<0.01)。

表3 土壤理化指标的相关系数

3 结论与讨论

在2016年中华人民共和国住房和城乡建设部颁布的标准《绿化种植土壤》[7]中，针对绿化种植土壤肥力的技术要求制定了相应标准，即土壤pH值应在5.0和8.3之间，土壤有机碳(OC)含量应在20—80 g/kg范围内，有效磷(AP)含量应在5—60 mg/kg范围内，有效钾(AK)应在60—300 mg/kg范围内。将此标准与本研究的6种植被种类的森林土壤理化指标(见表2)进行比对，可得出这6种林型城市森林土壤均有不同程度的营养匮乏和不达标情况。具体如下：

(1)pH值。比较6种林型的土壤pH值，6种植被种类的森林土壤pH值在6.26与8.91之间，其中3号山茱萸林的土壤pH值超过了标准最高值，碱性程度偏大，分析原因，可能是山茱萸的种植年限较长，没有定期翻土从而导致土壤表层盐分累积造成的。因此，针对3号山茱萸林的碱性土壤，应进行深耕深翻，使分布在表土层的盐翻到耕层下边，把下层含盐较少的土壤翻到表面。同时翻耕能疏松耕层，切断土壤毛细管，减弱土壤水分蒸发，可有效地控制土壤返盐[8-10]。此外，还应定期增施有机肥。偏碱性的土壤一般有低温、结构差的特点，有机肥经微生物分解、转化形成腐殖质，能提高土壤的缓冲能力，并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠，从而降低土壤碱性[11-12]。

(2)土壤有机碳(OC)。土壤有机碳是影响土壤理化性质、改善土壤结构和提高土壤肥力的关键因子。由表2所示，这6种林型的土壤有机碳含量均未达到标准的最低值20 g/kg，说明该区域内土壤最基本的营养物质有机质极度匮乏，可能是近年来该地区绿化养护和施肥管理水平欠缺导致的。因此，建议及时施用有机肥。施用有机肥不仅可增加土壤有机质含量，促进团粒结构的形成，改善土壤的物理性状，还能提高土壤的蓄水保水能力和改善其温度状况，从而提高土壤蓄积和调节养分的能力[13]。

(3)土壤有效磷(AP)和有效钾(AK)。在标准《绿化种植土壤》[7]中，有效磷(AP)含量应在5—60 mg/kg范围内。虽然6种不同植被种类的森林土壤有效磷和有效钾的含量均在标准范围内，但其中有效磷的数值均偏低，在10.11—27.72 mg/kg之间，均在标准均值以下。土壤有效磷是检验土壤肥力的重要标志，而且与土壤微生物的活性和土壤磷矿化过程密切相关[14-15]。针对有效磷含量偏低的现状，应对其合理施用磷肥。通常将磷肥划分为水溶性磷肥、弱酸溶性磷肥和难溶性磷肥3大类。土壤酸碱度对不同品种磷肥的作用不同，弱酸溶性磷肥和难溶性磷肥应施在酸性土壤上，而水溶性磷肥则应施在中性及石灰性土壤上。因此， 1号竹林、2号水杉林、3号茱萸林和4号杂阔林土壤偏碱性，需要施用水溶性磷肥；5号松柏林和6号杂阔林土壤呈酸性，需要施用弱酸性磷肥。

由扬州茱萸湾风景区内6种植被种类的森林土壤理化性质分析指标可知，pH值在6.26与8.91之间，其中3号山茱萸林的土壤pH值超过了标准最高值，碱性程度偏大；土壤有机碳含量均未达到标准的最低值；有效磷的数值均偏低，在标准均值以下。由此可见，土壤偏碱、土壤有机质的缺乏及有效磷含量偏低是限制该区域森林土壤健康发展的重要因子。建议在今后的城市森林养护中，应更加重视土壤的养护管理，根据土壤理化指标的实际情况进行合理施用有机肥和磷肥。