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长春市重要园林植物群落土壤肥力特征分析与评价

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杨义波王菲

摘要：采集长春市155个重要园林植物群落表层（0～30 cm）土壤样品，测定并分析9个土壤指标统计特征，根据全国第二次土壤普查分级标准和内梅罗指数法评价不同绿地重要园林植物群落和不同类型重要园林植物群落土壤肥力。结果表明，长春市重要园林植物群落土壤pH值在6.91～8.12，土壤容重在1.06～1.58 g/cm3。根据全国第二次土壤普查分级标准，全磷、全钾和速效钾的含量为1级，有机质和速效磷的含量为2级，全氮和碱解氮的含量为3级。不同类型绿地重要园林植物群落土壤肥力综合指数在1.74～2.10，庭院绿地>公园绿地>学校绿地>工厂绿地>道路绿地>广场绿地;不同类型重要园林植物群落土壤肥力綜合指数在1.60～1.94，针阔叶树混交群落>阔叶树混交群落>单纯阔叶树群落>针叶树混交群落>单纯针叶树群落。

关键词：长春;重要园林植物群落;土壤肥力;评价

中图分类号： S158文献标志码： A文章编号：1002-1302（2021）02-0193-06

收稿日期：2020-04-23

基金项目：长春市园林局重点支持项目（编号：2018JBH27L19）。

作者简介：杨义波（1965—），男，吉林伊通人，硕士，副教授，主要从事园林植物应用研究。 E-mail：1467101780@qq.com。

重要园林植物群落是指具有古树名木后备资源和珍稀树种的城市园林植物群落，古树名木后备资源是指年龄在50～99年和具有历史、文化意义的树木，珍稀树种是指国家一级和二级保护树种[1]。古树名木后备资源和珍稀树种（以下简称重要树种）是一个城市绿地建设的重要成果，具有宝贵的生态、历史、文化和艺术价值。城市土壤是城市生态系统的重要组成成分，对园林树木生长发育起着决定作用。国内目前对城市绿地土壤肥力的研究主要集中在杭州、长春、哈尔滨、上海和北京等城市[2-6]，研究方向主要集中于城市绿地土壤肥力分析与评价、城市绿地土壤理化性质研究等几个方面[7-8]，关于重要园林植物群落土壤肥力方面的研究至今鲜见报道。

为了更好地保护和利用城市珍贵树木资源，2018年4月至2019年10月长春市开展了古树名木后备资源群落和珍稀树种群落综合普查，本研究从调查结果中筛选出155个具有代表性的重要园林植物群落，利用全国第二次土壤普查分级标准及内梅罗综合指数法对长春市重要园林植物群落土壤肥力进行分析和评价，以期为重要园林植物群落保护提供理论依据。

1材料与方法

1.1研究区域概况

长春市位于124°18′～127°05′E 、43°05′～45°15′N，属于温带大陆半湿润季风气候，年平均气温4.8 ℃，年降水量在522～615 mm，年日照总时数2 688 h。长春市地势平坦，海拔在250～350 m，主要土壤为黑土、草甸土和黑钙土。长春市绿地率365%，绿化覆盖率41.5%，人均公园面积11.6 m2，绿地总面积达180 km2。

1.2样品采集与处理

根据长春市重要园林植物群落分布和结构特征，把采样区绿地分为公园绿地、广场绿地、道路绿地、学校绿地、工厂绿地和庭院绿地六大类，每类绿地再根据重要树种组成，分为单纯针叶树群落、针叶树混交群落、单纯阔叶树群落、阔叶树混交群落、针阔叶树混交群落。本研究从2019年5月开始进行土样采集和分析，共设立了31个采样区和155个采样点，对每个采样点进行GPS定位（图1）。在每个采样点用取土器进行梅花形采样，采集0～30 cm的土壤样品，而后按四分法取舍并装袋1 kg左右，土样拿回室内后，制成0.1 mm粒径待测样。

1.3测定方法

pH值测定采用电位法;土壤容重测定采用环刀法;有机质含量测定采用重铬酸钾-硫酸氧化法;全氮含量测定采用半微量凯氏定氮法;全磷含量测定采用氢氧化钠熔解-钼锑抗比色法;全钾含量测定采用氢氟酸、高氯酸溶解-原子吸收分光光度计（AA6880原子吸收分光光度计）法;碱解氮含量测定采用氢氧化钠碱解扩散法;速效磷含量测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法;速效钾含量测定采用醋酸铵浸提-火焰光度法[9]。

1.4评价方法

1.4.1土壤肥力单项指标评价根据第二次全国土壤普查及CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》相关标准，对长春市重要园林植物群落土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量等进行单项指标评价（表1）。

1.4.2土壤肥力综合评价利用改进的内梅罗指数对长春市重要园林植物群落土壤肥力进行综合评价[10]，计算公式如下：

P=P2i+P2imin2×n-1n。

式中：Pi为i类土壤单项肥力指数的平均值;Pimin为i类土壤单项肥力指数中的最小值;n为参评土壤肥力因子数。

根据第二次全国土壤普查中的土壤各属性分级标准（表2）对所选指标参数进行标准化处理[11]，方法如下：

当属性值属于差的一级，即ci≤xa时，Pi=ci/xa（Pi≤1）;（1）

当属性值属于中等一级，即xa

当属性值属于较好一级，即xc

当属性值属于好一级，即ci>xp时，Pi=3。（4）

式中：Pi为属性分系数;ci为该属性测定值;xa、xc、xp 为分级指标。

根据P值将土壤肥力分为4级：P>2.7，为1级，土壤肥力为很肥沃;1.8<P≤2.7，为2级，土壤肥力为肥沃;0.9<P≤1.8，为3级，土壤肥力为中等;P≤0.9为4级，土壤肥力为贫瘠[12]。

1.5数据处理

采用 Excel 2016和SPSS 21.0进行数据分析，包括均值、标准差、变异系数、单因素方差分析、相关显著性检验，采用ArcGIS 10.0绘制采样点定位图。

2结果与分析

2.1长春市重要园林植物群落土壤肥力指标统计特征

由表3可知，土壤pH值的均值为7.43，pH值>7.5的样点数占23.2%，变异系数小。土壤容重均值为1.32 g/cm3，树木生长适宜容重在1.10～125 g/cm3之间[12]，超出这个适宜范围的样点数占74.6%。有机质的平均含量为32.00 g/kg，大于30.00 g/kg的样点数占66.0%。全氮含量的均值为1.39 g/kg，样点数值在0.8～1.5 g/kg之间占78%。全磷含量的均值为2.38 g/kg，全部样点数值>1 g/kg。全钾含量的均值为68.24 g/kg，全部样点数值>25 g/kg。碱解氮含量的均值为 108.65 mg/kg，数值在90～120 mg/kg的样点数占66.7%。速效磷含量的均值为25.77 mg/kg，数值在20 mg/kg以上的样点数占72.6%，变异系数3524%，根据变异程度划分标准属于强变异（CV>30%）[13]。速效钾含量的均值为239.08 mgkg，数值大于200 mg/kg的占78.67%。从峰度和偏度数据来看，数据都偏离正态分布，表明外界因素干扰对土壤肥力影响较大[14-15]。

为更好了解各肥力指标之间的相互关系，对长春市重要园林植物群落土壤肥力指标进行Pearson相关显著性（双侧）检验。由表4可知，pH值与有机质、全氮含量之间呈显著负相关（P<0.05），土壤容重与全氮、全磷、碱解氮含量之间呈极显著负相关（P<001），这与一些城市的研究结果[16-17]基本相同。有机质含量与全氮含量之间呈极显著正相关（P<0.01），有机质含量与全磷、全钾、碱解氮、速效钾含量之间呈显著正相关（P<0.05），这说明有机质在土壤肥力中起着十分重要的作用[18-19]。全氮含量与全磷含量、全氮含量与全钾含量、全氮含量与碱解氮含量、全氮含量与速效钾含量、全磷含量与全钾含量、全磷含量与碱解氮含量、全磷含量与速效钾含量、全钾含量与速效钾含量、碱解氮含量与速效磷含量、速效磷含量与速效钾含量之间呈极显著正相关（P<001），表明它们具有明显的同源性[20-21]。有机质与碱解氮含量、有机质含量与速效钾含量、全磷含量与速效磷含量、碱解氮含量与速效钾含量之间呈显著正相关（P<0.05）。

2.2长春市不同类型绿地重要园林植物群落土壤肥力指标分析与评价

由表5可知，pH值表现为庭院绿地<公园绿地<广场绿地<学校绿地<工厂绿地<道路绿地，道路绿地和工厂绿地重要园林植物群落土壤为弱碱性，其他绿地为中性。庭院绿地容重最小，广场绿地容重最大，这和人流活动强度密切相关[22-23]。庭院绿地枯枝落叶自然归还干扰小，所以有机质含量最高，与其他绿地之间无显著差异。全氮的含量表现为庭院绿地>学校绿地>公园绿地>工厂绿地>道路绿地>广场绿地。全磷含量在各绿地之间变化明显，广场绿地最小，庭院绿地最大，这与有机质的含量基本一致。碱解氮含量公园绿地最大，广场绿地含量最小，其他绿地之间差异不显著。公园绿地速效磷含量大，其他绿地之间含量差异并不显著。绿地之间全钾和速效钾的含量差异不显著，都达到了很高含量水平。

不同类型绿地土壤肥力综合评价结果（表6）表明，长春市不同类型绿地重要园林植物群落土壤肥力综合指数在1.74～2.10之间，由大到小的顺序为庭院绿地（2.10）>公园绿地（2.06）>学校绿地（201）>工厂绿地（1.94）>道路绿地（1.83）>广场绿地（1.74），除广场绿地土壤肥力为中等水平外，其他绿地土壤肥力均为肥沃水平。

2.3长春市不同类型重要园林植物群落土壤肥力指标分析与评价

由表7可知，单纯阔叶树群落的pH值最大，其余4个群落之间的pH值差异并不显著。土壤容重表现为阔叶树混交群落<针阔叶树混交群落<针叶树混交群落<单纯阔叶树群落<单纯针叶树群落。针阔叶树混交群落土壤有机质含量最小，属于中等水平，其他4种群落之间差异不显著，均达到高含量水平。全氮含量各群落之间差异显著，这与氮的来源密切相关[24]。全磷含量表现为单纯针叶树群落<针阔叶树混交群落<阔叶树混交群落<针叶树混交群落<单纯阔叶树群落，各群落含量均达到很高水平。阔叶树混交群落碱解氮的含量明显高于其他4种群落，其他4种群落之间差异并不显著。不同类型群落之间速效磷含量差异显著，阔叶树混交群落最大，单纯针叶树群落最小。各群落全钾含量差异不显著，针阔叶树混交群落速效钾含量最高，单纯针叶树群落含量最低，其他群落之间差异不显著。

不同类型重要园林植物群落土壤肥力综合評价结果（表8）表明，长春市不同类型重要园林植物群落土壤肥力综合指数在1.60～1.94之间，土壤肥力综合指数由大到小顺序为针阔叶树混交群落（194）>阔叶树混交群落（1.81）>单纯阔叶树群落（1.80）>针叶树混交群落（1.65）>单纯针叶树群落（1.60），单纯阔叶树群落、单纯针叶树群落和针叶树混交群落土壤肥力中等，针阔叶树混交群落、阔叶树混交群落土壤肥力水平很高，这和近些年人们对森林树种肥力研究的结果[25]基本一致。

3结论与讨论

土壤pH值与通透性是影响园林树木生长的重要因子[26]，长春市重要园林植物群落土壤pH值主要以中性为主，适宜园林树木生长，但有74.6%的取样点土壤容重超出适宜范围，最大值达到 1.58 g/cm3，说明大部分重要园林植物群落土壤通透性较差，应及时采取有力措施改善土壤的通透性，确保这些宝贵树木资源良好生长发育。古树名木后备资源随着年龄的增加，对肥料的需求会逐渐减少[27]，从本研究结果来看，广场绿地综合肥力指数为1.74，土壤肥力接近肥沃水平，公园绿地、道路绿地、学校绿地、工厂绿地和庭院绿地的综合肥力指数均大于1.8，土壤肥力为肥沃;单纯阔叶树群落、单纯针叶树群落和针叶树混交群落的综合肥力指数分别为1.80、1.60、165，土壤肥力为中等;阔叶树混交群落和针阔混交群落的综合肥力指数分别为1.81、1.94，土壤肥力为肥沃，所以，长春市重要园林植物群落土壤肥力水平可以很好地满足古树名木后备资源生长发育的需求。

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