宁波植物园土壤改良修复关键技术实践

作者:未知

  摘要:在以往的城市园林绿地建设过程中,地下部分的土壤环境常常被人忽视,而地下土壤作为植物生长的基础,其质量已经成为限制植物园以及其他城市绿地发展的重要因素,极大地影响着植物的正常生长和绿地景观生态功能的发挥。在宁波植物园土壤改良修复实践中,通过土壤配方改良和配套排水系统等关键技术的实践,有效改善了园区土壤的理化性质,提高了土壤质量,形成了良好的植物景观和生态环境,为植物园及其他城市绿地的土壤改良修复提供有效的技术参考和经验借鉴。
  关键词:植物园;土壤;改良修复;排水系统
  植物园是集优美的景观外貌、良好的生态效益和丰富的科学内涵为一体的城市园林绿地,是城市经济、文化和科技发展的重要体现,对现代城市的生态环境建设和可持续发展具有重要的作用。但是,在植物园的营建过程中,相比于地上部分植物的收集配置和景观外貌的营造,地下部分的土壤环境却常常被人忽视。土壤是植物根系生长的物质和环境基础,其质量情况直接影响植物的健康生长,并进一步影响植物园的景观及生态效益。由于受城市建设及人为活动的影响,城市土壤普遍存在土壤压实严重、建筑垃圾较多等缺陷,严重制约了植物的正常生长,影响了绿地功能正常发挥。土壤质量已经成为影响植物园以及其他城市绿地发展的主要限制因素之一。因此,关注地下部分土壤质量,通过有效的改良修复技术来改善土壤环境,是植物园及其他城市绿地实现生态景观功能和可持续发展的重要需求。
  1宁波植物园土壤概况
  宁波植物园位于宁波市镇海区,总体占地面积322hm2,包含了科普观光植物区、体育休闲植物区和花卉园艺植物区三大片区。宁波植物园是宁波市城市生态带中的重要一环,在生物多样性保护、植物科研、生态防护和科普休闲等方面发挥了重要的作用。宁波植物园为实现良好的景观、生态和科研功能,对绿化种植土壤提出了较高的质量要求。但是,由于受到自然条件的制约,园区土壤普遍存在质地黏重、土壤容重大、渗透性差、pH值高、有机质含量低等质量缺陷。
  2土壤改良修复策略
  2.1土壤配方改良修复
  通过参考国内关于土壤改良技术的研究,并结合其他植物园建设及土壤改良的相关经验,针对宁波植物园土壤质地黏重、肥力不足等问题,以改善土壤结构,提高土壤肥力为主要目标,制定出“4~5份原土+2份发酵砻糠+4份黄土+0.2~0.5份有机肥”的基本改良配方。通过添加发酵砻糠、有机肥,可以降低土壤容重,改善土壤通气透水特性,提高土壤有机质含量,改善土壤肥力;通过外来优质黄土的使用,可以改善土壤质地,促进土壤良好团粒结构的形成。同时,根据植物园不同的专类植物需求,在基本改良配方的基础上,进一步添加适量的草炭、珍珠岩、硫酸亚铁等改良材料,并适当调整其他配方材料的比例,形成适宜专类植物生长的土壤。例如,在蕨类植物区通过进一步添加草炭和硫酸亚铁,形成肥水特性良好的弱酸性土壤;在东方本草园和四季百花园土壤配方中提高有机肥的比例,并进一步添加珍珠岩和草炭,形成既排水良好,又保水保肥的肥沃土壤(表1)。
  在进行土壤改良修复施工前需先完成场地清表整理、土方平衡等工作,然后按照:原土翻松除杂——土壤晾晒破碎——添加改良材料翻拌——改良土填铺——排水布置及植物栽植的流程进行(图1)。(1)原土翻松除杂。用挖机对原土约40cm深的土壤进行翻松,在翻松过程中,将土壤中的石头、砖块等建筑垃圾挑拣清除。(2)土壤晾晒破碎。土壤翻松除杂后,利用晴好天气对土壤进行晾晒,降低土壤含水率。待土壤含水率低于25%左右,利用挖机配合旋耕机对晾晒好的土壤进行破碎。(3)添加改良材料翻拌。根据各区域土壤配方,将相应比例的发酵砻糠、黄土、有机肥、草炭等材料均匀摊铺在晾晒破碎好的原土上,利用挖机配合旋耕机进行翻拌混合。(4)改良土填铺。根据现场地形设计要求,将改良好的土壤进行分层填铺,填铺时宜用小型机械进行适当压实,应避免大型机械反复碾压,注意地形平整和坡度控制,以利于排水。(5)排水布置及植物栽植。根据现场排水及绿化设计要求,进行排水盲管、盲沟、雨水井、雨水口、集水井等排水管路的布置及绿化植物的栽植,创造适宜的土壤排水条件,形成良好的地下土壤环境。
  2.2配套排水系统
  质地黏重的土壤常常因为非毛管孔隙度较少,渗透性差而进一步导致土壤积水问题严重。因此,有效的排水系统是良好的地下土壤环境基础,也是土壤改良修复的另一个关键。
  宁波植物园的排水系统主要由地表排水和地下排水两部分构成。地表排水主要通过“地表汇流——雨水口——雨水井——集水井”的方式进行排水;地下排水主要通过“土壤渗水——盲管——雨水井——集水井”的方式进行排水。根据园区设计地形及植被条件,利用地表汇流收集和地下渗水收集相结合的方式,从点到线,由线及面的形成有效的排水系统。其中,盲管主要布置在树穴底部及草坪、地被等植物有效栽植土层下方(图2),具体为开孔塑料管环绕填充2~3cm粒径的碎石,并包裹200g/m2土工布构成倒梯形。盲管和雨水口分别汇流地下土壤渗水及地表径流,经雨水井汇入集水井后排出。
  3改良修复实践效果
  宁波植物园一期建设自2015年开工,至2016年9月建成开园。通过在一期项目范围内进行全面的土壤环境调研和土壤改良修复实践,形成了以土壤配方改良、排水系统优化布置为主的土壤改良修复技术。园区经土壤改良修复,为园内植物提供了良好的地下土壤环境,经较短时间就形成了良好的景觀效果。同时,通过整理分析改良前后的土壤质量检测数据(表2)可见,土壤容重、pH值、有机质、水解性氮、有效磷、速效钾指标较改良前均有明显的改善。一方面,通过各种改良材料的添加改善了土壤质地、优化了土壤pH、提高了土壤肥力;另一方面,完善的排水系统改善了种植土层内部积水的的状况,使土壤保持良好的水气平衡,进一步促进了良好土壤结构的形成和土壤肥力的释放。
  4不足与思考
  现阶段,宁波植物园土壤改良修复工作取得了一些不错的成果,但是对城市绿地建设的可推广性及可持续性而言,仍存在一些需要进一步提升的地方。
  宁波植物园在土壤改良修复中使用了大量外进优质黄土,对土壤的质地结构、水肥性能均有明显的改善作用。但是,天然黄土在区域分布上具有一定的局限性,作为一种难再生的自然资源,大量黄土的使用和开发也容易引起滥采滥用,破环原产地的生态环境。因此,在其他地区的土壤改良实践中,应该根据本地区的实际情况,因地制宜地选择合适的改良材料,如黄砂、石屑、火山石、沸石等,合理考量其经济性和生态性,形成各地区差异化材料的土壤改良配方。
  短期的改良修复可以较为明显地提升土壤的质量,但是土壤改良的工作并不是一劳永逸的。改良时添加的发酵砻糠、草炭、有机肥等有机材料在土壤中会慢慢分解,同时,随着植物的不断吸收利用,再加上淋溶流失等作用,土壤中的有机质及氮磷钾等会逐渐减少。因此,还要做好土壤的长期培育规划,采取可持续的土壤培育措施,如“落叶化土”“枯枝还田”,通过园林绿化废弃物的资源化利用,促进土壤的可持续健康发展。
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