城市行道树保护中的土壤生态问题Word文档下载推荐.docx
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Treesadjacenttopavedstreetsoftengrowpoorlywithportionsofthetreedyingannually.
Themainreasonfortheseproblemsisthedisturbanceofthenaturalphysicalandchemicalnatureofthesoilduringtheprocessofroadconstruction.
Ourinvestigationsrevealedmanyrocks,piecesoflime,andwastematerialsfromtheconstructionoftheroadinthesoilunderthepavement.
Inaddition,thepavedroadsurfaceisimpervioustothepenetrationofwater,plantnutrients
andair,andtheescapeofgasessuchasCO2totheatmosphere.
Theecologyofthesoilunderpavementbecomesunfavourableforthegrowthofhealthytrees,sotheybecomeweakandeventuallydie.
Toencouragethegrowthofhealthytreesinourcitieswemustprovidesufficient
area
surrounding
eachtreefreefrom
pavementinordertoprovidegoodaeration,moistureandnutrientstotherootsystem.
Toachieveoptimumecologicalconditionsofthesoil
inwhichtreesareplanted,thesoilshouldbefreefromconstructiondebrisandnotbecoveredbypavement.
Soilamendmentscanalsobeaddedtothesoilthathelpprovidegoodsoilaerationandimprovemoistureretention
Keyword
trees,pavement,soilecology,soilchemistry,soilphysics.
1.我国城市绿化建设中行道树的土壤现况
行道树栽培是道路建设不可或缺的，它是我国城市绿化系统中的重要组成部分。
行道树既能加固路基，又净化、美化道路环境，给城市、乡村增加了绿色的风景线。
但是，目前我国各地的行道树栽培状况却十分令人担忧。
城市道路建筑时，往往对栽培行道树所需要的土壤基本条件考虑不周；
栽种后，又忽视对它的水、肥管理。
以致它生长不良，甚至形成年年栽、年年死的状况。
难于形成优良的绿化道路环境，也直接影响城市的绿化、净化和美化。
因此，改善行道树的立地土壤生态条件，是当前道路绿化建设中紧迫而不可忽视的任务。
行道树生长在道路两旁，它的地上枝叶，每天都受到尘埃、废气的污染，病、虫、机械等的伤害和困扰。
它的地下根系，除了受到交通运输中各种废弃物质的污染外，还要承受行人、车辆等各种交通工具的碾压，其所处的立地条件原本就非常恶劣。
筑路时，又由于人为的忽视，不在意地遗留下石块、沙石、石灰等大量建筑垃圾，更大大的恶化土壤的理、化性状。
路面设置时，过多的铺盖了坚硬、密实的不透气路面，妨碍了行道树根系的土壤和地上大气间的物质、能量交流。
这些不合理的措施，严重恶化了行道树根系土壤的生态环境，使它难以正常生长，只能在行道旁挣扎、早衰、死亡。
2003年六月，吉林省森茂绿化工程公司对长春市三条典型大街进行了行道树现状抽样调查。
调查结果如表B1。
在长春市人民大街栽种的1964个行道树的树坛中，从1997年新栽树后，经年年死亡、补栽，至2003年春，只留存下了680株。
当年新补栽树为1284株，占调查树的65.40%。
新民大街全程共241株树，全部是当年的补栽树。
吉林大路一段路上，2002年新栽的600株行道树，2003年全部死亡。
甚至一些街路上的行道树五年内补栽了六次。
长春市行道树现状调查表
B1李守备、李娜、赵丹红、唐山翠、刘雷、贺凤华单位：
株,2003.6.
地址
调查树总量
留存树总量
2003年新补栽树量
2003年新补栽树%
备注
长春站—
卫星广场
1964
680
1284
65.40
留存树总量为四年内补栽五次
新民广场—
解放大路
241
0
----
吉林大路
600
2002年新植树全部死亡
长春市行道树的这种状况，在全国各城市都或多或少地普遍存在。
我们于2003年11-12月对北京市行道树生长状况进行了一般的观察，同样看到了它们生长衰弱，需要补栽树木的数量很大的情况。
在长安街人行道上的油松，普遍显得针叶发黄，生长衰弱。
据估计，2004年仅长安街需要补栽的行道树数量就在200株以上。
在天安门广场周围的油松、国槐、杨柳，凡生长在坚硬、不透气路面的道旁者，其生长状况都比生长在建筑物前庭裸地中的差。
主要表现为主枝少，树冠死顶，树形残缺、畸形，枯枝多、新枝生长量小，针叶和叶片较小，叶色发黄等等。
天安门广场西侧人行道的油松的补栽率为22%，而人民大会堂旁侧庭院中裸地上为0。
更值得注意的，在广场两边人行道上有上水窨阱与行道树相间设置的行中，凡靠近上水窨阱的行道树，都比没有上水窨阱在旁边的行道树生长的好。
这些情况充分说明：
土壤的通气的障碍严重地制约了这些行道树的生长。
2.长春市行道树土壤的剖面形态和物理性状
行道树的土壤属于园艺土类，园林土亚类，扰动土属，树坛土种。
1
园林土和自然土壤及一般耕作土壤的剖面形态和理化性状大不相同，它受到人为活动的强烈干扰，土壤的熟化程度和熟化速度都很低。
一般肥力比较低下，只有一些人工配制的园林土会有极高的肥力（如营养土种）。
行道树土壤是园林土亚类中性状最差的土种。
它的土壤剖面中的侵入体含量更多，物理、化学性状方面也更为恶劣。
尤其在地表面被不透气硬质路面过多地大面积覆盖以后，土壤的生态环境已难以容许所承载的树木的正常生长发育。
杨士弘（1996）对北京车公庄东段的毛白杨行道树生长情况作过调查2。
在没有覆盖路面下生长的毛白杨比有覆盖路面下生长的毛白杨树高高2.8m,干茎大8.9cm,冠幅大25.01m2。
2003年我们以长春人民大街人行道为试验基点，对其土壤的理化性状和生态条件作了一系列测定，其结果如下。
2.1长春市人民大街行道树的土壤剖面，物理、化学性状和生态条件
2.1.1土层剖面状况
长春市人民大街的土层直观图如T2.1.1a，T2.1.1b。
它的表面是一层厚8cm的水泥路面砖,砖下是沙土垫层2-5cm，水泥垫层10-15cm,三合土垫层8-10cm（T2.1.1a,T2.1.1b,T2.1.1c）。
三合土垫层下面，才是能够种植树木的土壤。
因此在路面形成一层厚20-30cm的坚硬不透气层。
在此范围内，不但根系不能生长，连下面的土体也不能与上面的大气交流物质和能量。
人行道土壤剖面实体图长春市人民大街人行道的路面砖和水泥、三合土垫层图
T2.1.1aT2.1.1b
长春市人民大街人行道土壤上的覆盖路面剖面示意图
T2.1.1c
2.1.2土壤物理性状
长春市人民大街行道树土壤的物理性状如T2.1.2。
可以看到：
行道树土壤的容重极大，30cm以下的容重已经达到1.5-1.6T/m3，接近白杨根系不能够生长的极限值（1.7-1.8T/m3）3。
它的土壤结构很差，为极紧的坚硬片状结构。
土壤中空隙较少，占土体容积41.05-42.39%；
土壤毛管空隙的比重较大，占总孔隙度64.39-74.82%；
对气体和水分的通透性很差，容易缺水缺氧。
把它的这些性状和一般公园的园林土比较，不论哪种物理性状都比园林土的差，所以行道树会因为土
壤空气和水分缺乏而正常生长比较困难。
（见图T2.1.2）
T2.1.2
2.1.3土壤化学（养分）性状
长春市人民大街行道树土壤的化学（养分）性状见图T.2.1.3。
按照一般果园土壤的肥力标准衡量，行道树土壤的pH值很好（7.44-7.96），达到一级肥力标准。
它的有机质含量为1.69—2.04%，属4级肥力，但比李伟测定的五个公园一般园林土的平均有机质含量（1.16%）高。
速效N含量比公园一般园林土的含量几乎高一倍。
速效P和速效K含量虽然比公园一般园林土的含量低，但都各在3级肥力和2级肥力范围之中。
所以，作为行道树土壤来说，长春市人民大街的行道树土壤肥力应该属于良好或优良水平，能够满足一般树木的正常生长要求。
T2.1.3
从长春市人民大街人行道样点所看到的土壤理、化性状可知：
行道树土壤的化学性状，比较能满足行道树正常生长发育的要求。
但是它的物理性状，因为结构不良（坚硬片状），土体紧实、容重过大，土壤孔隙太少、毛管孔隙所占的比例又太多，渗透水、气的性能太差。
所以行道树根系的呼吸和吸收水分、养分等正常功能难于进行，行道树不能正常生长，以致死亡。
3.长春市人民大街行道树土壤的微生物数量
长春市人民大街行道树土壤0—70cm土层的微生物数量分布如T3.。
数据表明，在无坚硬、不透气路面覆盖的树坛中,不同深度土层中的微生物数量都比有路面砖覆盖下各土层的高。
在40cm土层中，无坚硬、不透气路面覆盖的树坛中为18.389x104个/克干土，有坚硬、不透气路面覆盖的路面砖下为4.1x104个/克干土，甚至相差四倍以上。
说明树坛中没有坚硬、不透气路面覆盖下的土壤生态条件比树坛外人行道上有坚硬、不透气路面覆盖下的土壤生态条件好，较适合微生物生长。
而树坛外在坚硬、不透气路面覆盖层下的土壤，因土壤生态环境恶化，微生物生长繁殖很差。
但是,进一步将长春市人民大街行道树土壤的微生物含量数与耕地土壤的微生物含量数比较。
由T3.4可知，玉米耕地土壤各层次所含有的微生物数量，都显著比前者高很多（5-7倍）。
说明由于人行道土壤恶劣的物理性状和坚硬、不透气路面的覆盖层，妨碍了它与大气的交流渠道。
使行道树整体土壤的生态条件都恶化了，土壤微生物生长、繁殖困难。
整体上，微生物数量都达不到能够与大气自由交流物质和能量的开放耕地中的微生物数量。
土壤中微生物的数量减低，必然会降低土壤中许多物质的生物转化过程，进而危及树木所需要的很多营养物质的供应。
轻者会引起行道树养分缺乏，生长势严重削弱；
重者会造成土壤生态环境极度恶化，甚至引起植物中毒、死亡。
这与长春市及各城市的行道树大量死亡有直接的关系。
T3.
4.土壤的CO2状况
土壤空气中CO2的释放速率和浓度变化状况是土壤生态系统营养物质循环与能量转化情况的重要指标，是研究土壤生态系功能动态的重要途径。
比较行道树土壤和其它土壤空气中的CO2释放速率，能够推断行道树土壤空气与大气气体间的交换是否正常，行道树土壤的微生物和植物根系的生活状态是否正常。
知道了土壤空气中的CO2浓度，能够确定树木根系能否呼吸正常。
有利于我们适当的评估行道树土壤的生态状况及制定恰当的栽培措施。
4.1土壤的CO2释放速率
长春人民大街行道树土壤的CO2的释放速率如T4.1。
在人行道上20-30cm土层中，栽种行道树的树坛内（没有硬质路面覆盖）土体中的CO2释放的速率和树坛外（有硬质路面覆盖）的土体中的CO2释放的速率都很高（分别为3.97，4.0，4.01g/m2·
h）。
都比对照树土体中的CO2释放速率（1.8g/m2·
h）高一倍以上。
但是前者间相互的差异却很小（<
1%）。
就是说，在行道树树坛中（1.5m见方），虽然没有坚硬、不透气路面覆盖，CO2释放速率也很快。
这种状况不能与它同土层中的微生物含量相对应（两者微生物含量的差异为30-130%）。
我们认为，这种通体较高的CO2释放速率是由于人行道上铺盖了过多面积的坚硬、不透气路面，大面积阻断了土体与大气的透气渠道，使路面下土体中积累了大量的CO2气体所致。
因此，只靠1.5m见方的可透气树坛,不足以将这些CO2通畅排出。
在新钻孔的测定洞中，就会有较高浓度的CO2向外扩散，都能测量到较高的CO2释放速率。
而在水泥及三合土垫层上方的路面砖下（8cm处），由于上下都是不透气的隔离层，所测得的CO2释放量就非常小（0.11g/m2·
h）。
我们的推论在坑外窨阱旁30cm土层中所测到的数据较低（1.17g/m2·
h）可为旁证。
由于窨井早就存在，土体透气良好，所以CO2的释放量相对较低。
此外，把我们人民大街人行道所测得的30cm土层的CO2释放量与不同类型土壤中的CO2释放量4相比较，也可以看到，有不透气硬质路面隔离层下土体的CO2释放量，比无不透气层的三种裸露土体所排出的释放量都高很多倍（T4.1）。
因此，可以认定，修筑道路如果不留出足以使土体与地面大气有足够面积的交流窗口，就可能会造成土壤中CO2的积聚，以至会积累较高的CO2浓度，妨碍其中的微生物和植物根系生长。
T4.1
4.2土壤中的CO2浓度状况
进一步测定了长春市人民大街人行道土壤的CO2浓度值如T3.5.2。
所测得的数据正如我们所料，在行道树土壤中，20-30cm土层中的CO2浓度（分别为：
43648，29969.66，26385.75ppm），都比没有坚实不透气层覆盖的对照树下土壤的CO2浓度（8605ppm）高三倍以上。
而在人行道路面砖下，土层8cm深处，因为上下都被坚实的不透气层所阻隔，缺乏微生物的生存场所，CO2浓度最低（409ppm）。
T4.2。
如上所述，行道树的吸收根系主要分布在在行道树土壤的20-60cm土层中，如今在此土层中积累的CO2浓度，最高竟达到4.3%。
比一般耕地土壤的CO2的正常浓度（0.15--0.65%）5高数倍到数十倍。
众所周知，CO2浓度在1—5%时，果实呼吸作用受到抑制。
CO2浓度超过1%时，会抑制植物种子萌发，延缓植物根系发育6。
所以行道树在这种土壤气体条件下，生长发育必然会受到很大的抑制，严重时就会当年死亡。
5.增加土壤通透性，改良行道树土壤的生态条件是挽救当前行道树衰弱、死亡的首要措施
从我们的调查、实验得知，当前行道树的死亡的主要原因是土壤生态条件太恶劣，不能满足它们正常生长发育的需要所致。
行道树土壤生态条件恶劣的主要原因是道路修建时，第一没有给它们留足它们生长所需要的土壤空间；
其次是人为破坏、污染了行道树生长所需要的土壤生态条件。
道路规划设计时，给行道树留下的土体容积就不够。
筑路时，还往往遗留下一些污染土壤的筑路垃圾。
碾压时，又不加区分地把属于行道树的根部土壤压得太紧实。
最后，还过多地铺盖了不透气的坚硬路面面积，在应属于行道树的土壤表面也覆盖上一层不透气硬壳，阻挡了土体与大气的交流。
因此，大大地恶化了行道树土壤的物理性状；
土壤空隙太小、太少，土壤通气性能很差。
引起土壤空气的数量和质量严重下降。
加以大气降水难以渗入，土壤含水量经常不能满足树木的渴求，以致土壤生态条件严重恶化，土壤中生物活性大大降低，根系功能不能正常发挥，树木生长发育受阻。
造成树势逐渐被削弱，病虫不断侵扰、滋生的局面，最后招致早期衰亡。
所以，针对我国目前行道树早衰、死亡率高的这种原因，挽救行道树这种恶性局面的首要措施是必须首先增强土壤的通透性，改良土壤的生态条件，给行道树创造一个良好的土壤生态环境。
让它的根系能发挥正常功能，树势得以能恢复强健。
新建道路时，应该强调：
1.道路建筑设计时，要纠正不注意行道树所需要的生长条件的思想，必须要给每株行道树留下足够的土壤空间。
在所留给行道树的土体中，尽量少地干扰、破坏自然土壤状态。
2.铺设路面时，不要过分扩大硬质、不透气层的路面覆盖面积，侵占行道树的表土面积。
尽量保持裸地面积。
3.对无法避免行人踩踏的地面，要铺设透气性地面覆盖材料，设置土壤通气装置。
对既已建成的不合理路面，应该积极采取措施：
1.除去过大的硬质、不透气、不合理路面的覆盖面积。
给行道树让出足够的裸土表面。
保证土壤能与大气正常地交流物质和能量。
2.采用打孔、充气或埋设通气装置等措施，改善深层土壤的通透性能。
3.合理补充水分和养分，为行道树建立良好的土壤生态条件。
目前，市面上已开始出现打孔、充气、灌水、补充养分等技术措施的宣传品。
它是一种切实可行的挽救行道树衰亡的好办法。
我们认为，只要能因地制宜的积极推广、施行，便能在短期内改善行道树的不良土壤生态环境，促进它们正常生长。
使行道树欣欣向荣，为我们创造出优美的绿化道路环境。
参考文献
1．李伟等。
重庆园林土壤性状及分类研究[J].西南农业大学学报.1990,8（12）：
401-405.
2．杨士弘等编著。
城市生态环境学（M）。
北京：
科学出版社，1996，72.
3．北京林业大学主编。
土壤学。
中国林业出版社，1982，134页
4．赵景波等。
西安地区土壤CO2释放量和释放规律（J）。
环境科学。
2002，23
（1）：
22-26。
5．E.W.Russell编,谭世文等译。
土壤条件与植物生长。
科学出版社，1979，319页
6．熊顺贵主编。
基础土壤学（M）。
北京中国农业大学出版社，2001，154页。
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