天津市中心城區周邊綠地土壤質量綜合評價

李碩 劉永濤 程緒江

摘要 通過野外調查與室內分析，研究天津市中心城區周邊綠地表層土壤現狀，利用改進內梅羅指數法綜合評價綠地土壤質量。結果表明，天津市環城四區綠地土壤pH在6.5～8.5的占84.71%，屬堿性土;0～20 cm土壤中全鉀、全磷、速效鉀等含量充足，能夠滿足植物生長需要;土壤中有機質含量大部分小于12.000 g/kg，含量很低;電導率>1.000 mS/cm占比達10.22%，土壤鹽分含量較高，不利于植物生長;天津市環城四區綠地總體肥力屬中等，主要表現在有機質積累不足，全氮、堿解氮、有效磷等營養成分不足。

關鍵詞 綠地;土壤肥力;鹽漬化;土壤養分;綜合評價

中圖分類號 X825? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）05-0061-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.05.016

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Comprehensive Evaluation on Soil Quality in the Green Land Around the Central Area of Tianjin

LI Shuo，LIU Yong-tao，CHENG Xu-jiang

（Tianjin Institute of Geological Survey， Tianjin 300191）

Abstract Through field investigation and indoor analysis， the status of the surface soil of the green land around the central area of Tianjin was studied， and the improved Nemero index method was used to comprehensively evaluate the soil quality of the green land.The results showed that 84.71% of the green soils pH in the four districts around the city in Tianjin was 6.5-8.5， which belonged to alkaline soils.The content of total potassium， total phosphorus， and available potassium in 0-20 cm soil was sufficient to meet the needs of plant growth.The organic matter content in the soil was mostly less than 12.000 g/kg， which was very low.The electrical conductivity>1.000 mS/cm accounted for 1022%， and the soil salt content was high， which was not conducive to plant growth.The overall fertility of the green land in the four districts around the city of Tianjin was medium， which was mainly manifested in the insufficient accumulation of organic matter and insufficient nutrients such as total nitrogen， alkali-hydrolyzable nitrogen and available phosphorus.

Key words Green space;Soil fertility;Salinization;Soil nutrition;Comprehensive evaluation

基金項目

天津市地質礦產勘查開發局項目（津地任〔2018〕3號）。

作者簡介 李碩（1988—），男，山東青島人，工程師，碩士，從事勘查地球化學及應用地球化學研究。

收稿日期 2021-06-25

城市綠地與人類生活關系密切，不僅在凈化空氣、防沙防塵、城市美化方面起重要作用，而且與城市生態系統良性發展以及人類可持續發展都存在重要意義[1-4]。隨著城市化擴張，工業發展和人類活動對城市綠地產生許多不利影響，針對綠地科學的質量評價，不僅能夠有助于人們正確認識綠地，同時也為管理者提供重要科學參考，進而不斷提高綠地質量，推進和落實綠色可持續發展[5-7]。筆者通過對天津市中心城區周邊不同類型的綠地土壤容重、pH、電導率、有機質、速效養分、全量養分等指標進行綜合分析，對綠地土壤質量進行評價，為天津市綠地土壤管理和質量提高提供可靠的依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區主要位于天津市環城四區（北辰區、東麗區、西青區、津南區），地理坐標是116°55′53.47″～117°33′43.24″E、38°50′35.55″～39°21′24.65″N，交通便利，屬暖溫帶半濕潤季風型大陸性氣候，季風顯著，四季分明，地貌形態主要為海積沖積低平原，僅北辰區西部為沖積低平原、津南區東南部為海積低平原，全區地形平緩，海拔較低。

1.2 綠地采樣分類及分布

依據國家城市綠地分類標準（CJJ/T 85—2002），結合天津市環城四區的綠地實際情況，共采集綠地土壤樣品200組，共采集具代表性綠地6類。其中，防護綠地主要分布于天津市城市主干道，如天津外環、快速路旁綠地、鐵路防護林等;街旁綠地主要分布于小型道路周邊的綠地，還有部分廣場綠地;公園綠地主要分布在葉子公園、華明鎮公園及一些居民小區內公園等;居住綠地主要是居民小區內的綠地，如明湖苑內小區綠地、溪堤郡小區內綠地、云錦世家內綠地等;公共綠地為主要分布在天津交通職業學院、天津商業大學、天津工業大學、天津師范大學等大學綠地;工業綠地主要為工業用地內綠地，如天津供熱廠內綠地、天津華潤燃氣公司內綠地、紡織廠內綠地等。

1.3 綠地采樣與測試

綠地土壤采樣點采用混合采樣法，共采集5個分樣點，每個分樣點取樣深度在0～20 cm，混合后重量在1.5 kg左右，現場取好混合樣放入干凈布袋中，布袋上標明樣品號，盡快送至樣品加工基地進行樣品加工，加工完成后一次性送至實驗室進行檢測。每個采樣點配套采集2件土壤容重樣品，樣品土壤質地須能代表整個綠地地塊，容重樣品用環刀采取，采集完后環刀兩端立即加玻璃蓋，用尼龍繩將容重樣品捆好以免水分蒸發。樣品采集完成后，按批次將樣品送至實驗室進行檢測。

綠地土壤樣品測試工作由天津市地質礦產測試中心承擔，依據國家標準方法和相關行業標準分析方法[8-10]，結合實驗室的實際技術儲備情況，采用X射線熒光光譜法（XRF）測全磷、全鉀;采用等離子體質譜法（ICP-MS）測速效鉀;采用容量法（VOL）測有機質、全氮、堿解氮;采用發射光譜法（ES）測pH、電導率;采用比色法（COL）測有效磷;采用環刀法測容重和含水量。

1.4 綠地土壤質量研究

1.4.1 評價指標選取。

由于綠地土壤質量評價研究相對較少，不同學者對此有不同的評價方法及評價指標，綠地土壤本身也受人類活動影響較大，該研究主要選取能夠反映土壤肥力質量的容重、pH、電導率、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、全氮、全磷、全鉀等進行評價。

1.4.2 評價方法。

綠地土壤評價方法有很多，如加和法、平均值法、因子分析法、層次分析法、加權平均法等[10-11]，該研究采用改進的內梅羅綜合指數法進行綜合評價。公式如下：

P=P iave2+P imin22×（n-1n）（1）式中，P為土壤肥力綜合系數;P iave為土壤各屬性的平均值;P imin為單因子土壤質量分肥力系數中的最小值;n為土壤評價指標個數。公式（1）用P imin代替了原內梅羅公式中的P imax，并加上修正項（n-1）/n。P imin主要突顯土壤評價指標中最差的一個對土壤質量的影響;修正項（n-1）/n則反映了該評價結果的可信度，參與評價的屬性越多，（n-1）/n就越接近于1，可信度越高[12]。根據P值定量評價土壤質量：P<1.0，差;1.0≤P<1.5，中等;1.5≤P<2.0，良好;P≥2.0，優。

為消除指標量綱的差別，對各指標進行標準化處理。當土壤質量與土壤屬性呈正相關時，如有機質、速效鉀等，P i 可用下列公式來表達：

P i=P i=C i/X a（C i≤X a）

P i=1+（C i-X a）/（X c-X a）（X a<C i≤X c）

P i=2+（C i-X c）/（X p-X c）（X c<;C i≤X p）

P i=3（C i>X p）（2）

當土壤質量與土壤屬性呈負相關時，如容重或pH>7，則P i 可用下列公式來表達：

P i=P i=3（C i≤X p）

P i=2+（X c-C i）/（X c-X p）（X p<C i≤X c）

P i=1+（X a-C i）/（X a-X c）（X c<C i≤X a）

P i=X a/C i（C i>X a）（3）

式中，P i 稱為分肥力系數;C i 為指標的測試值;X為指標分級標準[主要參考第二次全國土壤普查、《天津市園林綠化土壤質量標準》（DB/T 29-226—2014）]，其中 X a、X c 和 X p 分別為“差”級、“中等”級和“良好”級分級標準，具體標準值見表 1。

2 結果與分析

2.1 土壤容重

土壤容重是指在自然狀態下單位容積土壤的烘干質量[11，13]。土壤容重隨空隙狀況而變化，多數土壤容重在1.0～1.8 g/cm3，其數值大小與土壤質地、結構、松緊和有機質含量等有關，在理論和生產實踐中具有多方面的實用意義[14]。土壤容重增加會導致土壤通氣蓄水能力變差，也不利于植物的生長。

由表2可見，綠地土壤容重變化范圍在0.890～1.695 g/cm3，平均值為1.234 g/cm3，各代表性綠地土壤容重含量平均值從大到小依次為居住綠地>公共綠地>公園綠地>工業綠地>街旁綠地>防護綠地。多重比較結果顯示，除防護綠地容重含量較低外，其余幾種綠地土壤容重無明顯差異;主要原因是人流量小、踩踏不嚴重，而其余幾種綠地人流量大、土壤稍緊實。

統計分析表明（表2），天津市環城四區綠地土壤中，78.63% 的土壤容重≤1.350 g/cm3，符合《天津市園林綠化土壤質量標準》（DB/T 29-226—2014）的要求;21.37% 的土壤容重>1.350 g/cm3，土壤通氣性差，土壤緊實硬而缺少團粒結構，植物扎根困難。

2.2 土壤有機質 土壤有機質是土壤養分的主要來源，是土壤肥力的一個重要指標。統計結果顯示（表3），有機質含量在表層土中變化范圍為3.072～65.177 g/kg，有機質含量≤12.000 g/kg的占63.54%，屬于較低水平，原因在于城區周邊大部分綠地開發時間較短，有機質積累較少。居住綠地有機質含量相對較高，平均值為16.020 g/kg，公共綠地相對較低，平均值為10.350 g/kg，有機質含量平均值從大到小依次為居住土地>工業綠地>防護綠地>街旁綠地>公園綠地>公共綠地。

2.3 土壤電導率

土壤電導率是能夠反映土壤信息的一個重要指標，電導率高低能夠反映土壤中含鹽量的多少，是土壤是否適合植物生長的重要因素。

由表4可見，天津市環城四區綠地土壤中，電導率平均值為0.475 mS/cm，變化范圍在0.140～3.180 mS/cm，多重比較結果顯示，工業綠地電導率平均含量相對最高，為0.649 mS/cm，街旁綠地電導率平均含量相對最低，為0.337 mS/cm，防護綠地、公園綠地、公共綠地之間無明顯差異。統計分析表明（表4），天津市環城四區綠地土壤中，土壤電導率≤1.000 mS/cm 占比達89.78%，符合《天津市園林綠化土壤質量標準》（DB/T 29-226—2014），電導率>1.000 mS/cm 占比達10.22%，土壤鹽分含量較高，不利于植物生長。其中工業綠地中電導率>1.000 mS/cm 占比最高，達21.43%，土壤質量有待進一步提高。

2.4 土壤pH

土壤pH是評價土壤質量的一個重要指標，pH過大或過小都不利于植物生長和發育[15]。天津市環城四區土壤的酸堿度共分為5級：pH≤5.0，強酸性;5.0<pH≤6.5，酸性;6.5<pH≤7.5，中性;7.5<pH≤8.5，堿性;pH>8.5，強堿性。

由表5可見，天津市城區周邊綠地土壤pH均大于7，變化范圍為7.360～8.990，平均值為8.171，標準差為0318，變異系數為0.039;多重比較分析顯示，不同綠地類型的土壤pH平均含量無明顯差異，防護綠地pH符合《天津市園林綠化土壤質量標準》（DB/T 29-226—2014）占比最高，達到97.44%。統計特征表明（表5），環城四區綠地土壤中，pH在6.5～8.5的占84.71%，符合《天津市園林綠化土壤質量標準》（DB/T 29-226—2014）;pH>8.5的占15.29%，屬于強堿性，不利于植物生長。

2.5 土壤養分元素 土壤養分元素主要有速效養分及全量養分，速效養分是可供農作物直接吸收的，全量養分雖不能直接供植物吸收，卻能體現土壤可供養分的潛力，兩者均是評價土壤質量的重要因素[16-19]。

2.5.1 土壤全量養分。

由表6可見，天津市環城四區綠地土壤中，全氮含量平均值為1.025 g/kg，變化幅度在0.385～2.140 g/kg;多重比較分析顯示，居住綠地全氮平均含量最高，達1.112 g/kg，防護綠地、街旁綠地、工業綠地三者無明顯差異;公共綠地與公園綠地之間也無明顯差異。各代表性綠地全氮含量平均值由高到低依次為居住綠地>工業綠地>防護綠地>街旁綠地>公園綠地>公共綠地。

天津市城區周邊綠地全鉀含量全部大于15.00 g/kg，平均值為21.42 g/kg，標準差為1.5，變異系數為0.07，各綠地之間全鉀含量相差不大。

天津市環城四區綠地土壤中全磷含量平均值為0.854 g/kg，標準差為0.3，變異系數為0.35;多重比較分析顯示，居住綠地土壤中全磷平均含量最高，為0.953 g/kg，公共綠地土壤中全磷平均含量最低，為0.788 g/kg，其余幾種綠地無明顯差異。

據全國第二次土壤普查養分分級標準，天津市環城四區綠地中全氮含量在中等偏上（>1.0 g/kg）的占51.56%，環城四區綠地土壤中全氮含量一般;全磷含量在中等以上（>0.6 g/kg）的占96.35%，環城四區綠地中的磷供應含量較充足;天津市城區周邊綠地全鉀含量在中等以上的占100%，綠地土壤中全鉀含量充足。

2.5.2 土壤速效養分。

從表7可以看出，

環城四區綠地堿解氮平均值為65.19 mg/kg，變化范圍在18.90～168.00 mg/kg，堿解氮平均含量順序為居住土地>防護綠地>工業綠地>街旁綠地>公園綠地>公共綠地;根據天津市園林綠化土壤質量標準，天津環城四區綠地土壤中堿解氮含量≥40.00 mg/kg占比達85.00%，能夠滿足符合天津市規范要求，但仍有15.00%綠地土壤中堿解氮含量<40.00 mg/kg，供氮不足。

天津市環城四區綠地土壤中速效鉀含量變化在99.44～1 145.00 mg/kg，平均值317.43 mg/kg，整體含量較高;根據天津市園林綠化土壤質量標準，綠地土壤中速效鉀含量均超過80.00 mg/kg，全部符合天津市規范要求，土壤中速效鉀含量豐富。

天津市環城四區綠地土壤中有效磷含量變化在4.42～121.65 mg/kg，平均值為20.36 mg/kg;綠地土壤中有效磷含量≥8.00 mg/kg達到91.00%，滿足《天津市園林綠化土壤質量標準》（DB/T 29-226—2014），有效磷含量<8.00 mg/kg占比為9.00%，供磷能力不足。

2.6 綠地質量綜合評價 統計計算發現（表8），天津市城區周邊綠地土壤總體肥力為中等（P=1.413），不同類型綠地肥力指數（P）大小依次為防護綠地（1.464）>居住綠地（1461）>工業綠地（1.427）>街旁綠地（1.406）>公園綠地（1.389）>公共綠地（1.332），分析其原因主要是環城四區近幾年發展迅速，但缺乏養分積累，整體肥力較低，城市綠地缺乏有效管理與保護也是造成肥力降低的一個重要方面。評價發現防護綠地和居住綠地肥力較高，原因是防護綠地附近人流量小，踩踏不嚴重，并且防護綠地植被多為喬灌草組合，枯枝落葉有效地補充了土壤，使其營養組分較為充足;居住綠地較好的原因是大部分小區物業完善，管理和維護到位，人為踩踏較少;而公共綠地等肥力較低是因為未受到充分保護，警示或欄桿等保護措施不足，人為踐踏較多，甚至出現大面積綠地退化而未及時整治現象。為進一步提高城市綠地總體質量，建議加強城市綠地土壤的管理和保護，避免人為踐踏導致容重增加，另一方面針對有機質等營養元素不足的情況，可以通過施加有機肥或者將掉落的樹葉殘枝等翻耕后埋入土壤，用以提高土壤肥力。

3 結論與建議

通過野外調查和室內分析，系統分析了天津市中心城區周邊綠地土壤基本指標和營養指標，對綠地土壤進行了綜合評價，結果發現，天津市環城四區綠地土壤pH在6.5～8.5的占84.71%，屬堿性土;0～20 cm土壤中全鉀、全磷、速效鉀等含量充足，能夠滿足植物生長需要;土壤中有機質含量大部分小于12.000 g/kg，含量很低;電導率>1.000 mS/cm 占比達10.22%，土壤鹽分含量較高，不利于植物生長;天津市環城四區綠地總體肥力屬中等，主要表現在有機質積累不足，全氮、堿解氮、有效磷等營養成分不足。

為更好維護綠地土壤、提高土壤質量，提出以下幾點建議：①針對鹽漬化土壤，可通過施加化學改良劑、淋洗脫鹽、深翻松耕、換土以及栽種耐鹽植物等綜合治理措施來進行改良;②提高綠地保護意識，注重綠地土壤保護，避免人為踩踏壓實導致容重增加;③綠地土壤有機質、堿解氮等營養成分含量較低，可針對性施加有機肥料或落葉腐爛后翻入土壤來增加土壤營養。

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