1、城市土壤特点及其改良措施摘要在人类长期活动过程中,城市土壤自然、物理、化学属性遭到破坏,形成了不同于自然土壤和耕作土壤的特殊土壤,具有结构凌乱、紧实大、通透性差、pH 值偏高、固体入侵物多、有机质含量低、矿质元素缺乏、生物群落结构单一和污染严重等特点,针对这些特点提出改良措施,以为保护和改良城市土壤提供借鉴。 关键词城市土壤;特点;改良措施 城市是人类活动的重要场所,随着社会生产的不断发展,城市化进程越来越快,人类活动量日益增加。在城市发展和建设过程中,虽然取得了很大成绩,但由于人口密度大、废弃物的堆积、环境设施不足、绿地的丧失及城市特有的气候特点等,使得城市生态环境受到破坏,园林绿化植物赖以
2、生存的土壤发生了很大变化,自然土壤变成了独特的城市土壤,如污染严重、养分缺乏、性能下降,造成园林植物生长不良,园林绿化生态、景观等各种功能得不到充分发挥。 1 城市土壤特点 城市土壤的形成是人类长期活动的结果,主要分布在公园、道路、体育场馆、城市河道、郊区、企事业和厂矿周围,或者简单地成为建筑、街道、铁路等城市和工业设施的“基础”而处于埋藏状态。城市土壤与自然土壤、农业土壤相比,既继承了原有自然土壤的某些特征,又由于人为干扰活动的影响,使得土壤的自然属性、物理属性、化学属性遭到破坏,原来的微生物区系发生改变,同时使一些人为污染物进入土壤,从而形成不同于自然土壤和耕作土壤的特殊土壤1。 1.1
3、城市土壤结构凌乱 城市土壤土层变异性大,呈现岩性不连续特性,这导致不同土层的结构、质地、有机质含量、pH 值、容重及与其有关的通气性、排水性、持水量和肥力状况有显著差异。城市土壤土层变异性大,土层排列凌乱,许多土层之间没有发生联系。此外城市生产和生活中常产生一些废物,如建筑和家庭废弃物、碎砖块、沥青碎块、混凝土块等,需要进行处理,其中填埋是处理废物的常用方法,其和自然土壤发生层的土壤碎块混合在一起,改变了土层次序和土壤组成,也影响了土壤的渗透性和生物化学功能。 1.2 城市土壤紧实度大,通透性差 紧实度大是城市土壤的重要特征。城市中由于人口密度大,人流量大,人踩车压,以及各种机械的频繁使用,土
4、壤密度逐渐增大,特别是公园、道路等人为活动频繁的区域,土壤容重很高,土壤的孔隙度很低,在一些紧实的心土或底土层中,孔隙度可降至 20%30%,有的甚至小于 10%。压实导致土壤结构体破坏、容重增加、孔隙度降低、紧实度增加,持水量减少。 此外,土壤紧实度大还会对溶质移动过程和生物活动等产生影响,从而对城市的环境产生显著的影响。如城市公园游人较多,地面受到践踏,土壤板结,透气性降低,有的树干周围铺装面积过大,仅留下很小的树盘,影响了地上与地下的气体交换,使植物生长环境恶化。城市土壤容重大、硬度高、透气性差,在这样的土壤中根系生长严重受阻,根系发育不良甚至死亡,使园林植物地上部分得不到足够的水分和养
5、分,长期这样下去,必然导致树木长势衰弱,甚至枯死。 城市地面硬化造成城市土壤与外界水分、气体的交换受到阻碍,使土壤的通透性下降,大大减少了水分的积蓄,造成土壤中有机质分解减慢,加剧土壤的贫瘠化;根系处于透气、营养及水分极差的环境中,严重影响了植物根系的生长,园林植物生长衰弱,抗逆性降低,甚至有可能导致其死亡。1.3 城市土壤 pH 值偏高 城市土壤向碱性的方向演变,pH 值比城市周围的自然土壤高,并以中性和碱性土壤所占比例较大。土壤反应多呈中性到弱碱性,弱碱性土不仅降低了土壤中铁、磷等元素的有效性,而且也抑制了土壤中微生物的活动及其对其他养分的分解。例如河南太昊陵内由于土壤中含有石灰及香灰等侵
6、入物,许多古柏根部土壤的 pH 值在 8.5 左右,使古柏长势衰弱,亟待进一步采取有效措施改善其生长环境,促进古树健壮生长。而某些工业区附近可出现土壤的强酸性反应。 1.4 城市土壤固体入侵物多,有机质含量低,矿质元素缺乏 由于城市土壤很多是建筑垃圾土,建筑土壤中含有大量建筑后留下的砖瓦块、砂石、煤屑、碎木、灰渣和灰槽等建筑垃圾,其常常会使植物的根无法穿越而限制其分布的深度和广度。土壤中固体类夹杂物含量适当时,能在一定程度上提高土壤(尤其是粘重土壤)的通气透水能力,促进根系生长;但含量过多,会使土壤持水能力下降,缺少有机质。例如卓文珊等2对广州市 7 个功能区绿地土壤肥力进行了研究,结果表明与
7、自然土壤相比,城市土壤有机质和全氮含量偏低,磷含量则略高,土壤肥力以新居住区为最好,其次为公园,其后依次为老工业区、新开发区、老居住区、交通区,商业区。 1.5 城市土壤生物 城市化的发展使得原有自然生境消失,取而代之的是沥青、混凝土地面和建筑物等人工景观。城市土壤表面的硬化、生物栖息地的孤立、人为干扰与土壤污染的加重等,造成城市土壤生物群落结构单一,多样性水平降低,生物的种类、数量远比农业土壤、自然土壤少,且受到病原生物的侵染,危害人体健康。 1.6 城市土壤污染严重 工业废气、废液、废渣的排放,人们乱排污水,乱倒垃圾,乱堆水泥、石灰、炉渣等废物残渣,导致土壤酸化、盐碱化,理化性质变坏,土壤
8、污染日益严重,直接影响土壤的组分和性质。城市污染物主要有污水、污泥和固体废物等3-4。污水成分复杂,其含有的悬浮物、有机物、可溶性盐类、合成洗涤剂、有机毒物、无机毒物、病原菌、病毒、寄生虫等成分,进入土壤后可以改变土壤水的性质或成为土壤的组分,影响土壤水分功能的发挥,抑制生物种群数量和生物活性及物质循环。固体废弃物大都含有重金属,甚至含有放射性物质,这些物质经过长期暴露,被雨水冲洗和淋溶后,溶入水中,通过地表径流进入水体从而对土壤造成污染,长期以往将导致城市土壤污染日益严重。 2 城市土壤改良 城市土壤污染严重,固体进入物多,土壤紧实度大,导致城市土壤质地发生改变,有效土体深度降低,土壤持水能
9、力下降,缺少有机质,从而限制园林树木根系生长,并使不少深根系树种变为浅根系,根量减少,使园林树木的抗逆性大大降低5-6。如 2009 年 6 月 14 日傍晚河南省周口市遭遇大风、冰雹和暴雨等飚线强对流天气袭击,市内多条街道的行道树如楸树、悬铃木、泡桐、国槐等被连根拔起,而市内养护较好的绿地及郊区的树木则无此现象。因此,对城市绿地土壤进行改良,有利于园林植物良好的生长和城市环境的改善。 城市土壤的改良应以预防为主,全面规划、合理和可持续利用,防止土壤遭受污染。建立健全土壤污染防治法律法规体系,认真治理工业“三废”,对排放的“三废”要净化处理,控制污染物的排放数量和浓度,控制和消除土壤污染源。禁
10、止或限制使用剧毒、高残留农药;合理施用硝酸盐和磷酸盐等肥料;对粪便、垃圾和生活污水进行无害化处理,以减少城市土壤污染。 对已被污染的城市土壤,针对其不良性状采取相应的物理或化学措施进行改良、治理,如可以通过深翻土壤、增施有机肥、客土改良、施用改良剂等方法,改善土壤性状,提高土壤肥力,促进园林植物良性生长,以改善人类生存的土壤环境。 3 参考文献 1 章明奎,王青美,符娟林.杭州城市土壤研究M.北京:中国农业科学技术出版社,2006. 2 卓文珊,唐建锋,管东生.城市绿地土壤特性及人类活动的影响J.中山大学学报:自然科学版,2007,46(2):32-35. 3 李丽雅.城市土壤特性与绿化长势衰弱的关系研究D.长春:东北师范大学,2006. 4 黄勇,郭庆荣,万洪富,等.城市土壤重金属污染研究综述J.热带地理,2005(1):14-18. 5 章家恩,徐琪.城市土壤的形成特征及其保护J.土壤,1997(4):189-193. 6 孙志英.城市化对土壤质量演变的影响研究以郑州为例D.郑州:河南农业大学,2004.
