水杉不同生長狀態土壤質量分析

吳建英

上海市浦東新區公路管理署

1 前言

軍港公路位于浦東東灘西側，原為人民塘，路幅寬11m，由浦東新區第三公路管理所管養。自拱極路至南港公路路肩范圍有約490株水杉為行道樹。從2019年春季開始部分水杉展葉緩慢，新葉狹小，至5 月夏初已開始落葉陸續死亡100 多株。是何種原因導致水杉死亡是亟待查明的問題，才能針對性地采取措施，防止死亡數量擴大。為此，本文在軍港公路的水杉死亡和水杉存活分別采集了土壤樣品，測試土壤主要因子，通過分析明確水杉死亡原因，以便保護水杉資源和提高軍港公路的生態效應和景觀效果。

2 材料與方法

2.1 采樣方法

本次采樣自拱極路往南至南港公路約1km范圍內的水杉死亡和水杉存活的不同土樣。為摸清土壤剖面的狀況。土壤樣品進行分層采樣。采集深度為0cm～30cm 的表土層，代號“A”，每個采樣單元按連續蛇形采樣法均勻布點，隨機采集10～15 個采土點，用土鉆采集0cm～30cm 深度的土樣，然后將10～15 個樣點的土壤混合成一個樣品，代表一個采樣單元的土壤，并采集了30cm～60cm 和60cm～90cm 的土樣，土樣代號分別為“B”和“C”。按上述方法分別設置已死亡的水杉7個采樣單元，3層共21個土壤樣品，存活的水杉設置5個采樣單元，3層共15個土壤樣品，總計12個采樣單元的36個土壤樣品供測試分析。

2.2 測定項目和方法

按國標LY/T1210-1275-1999《森林土壤分析方法》[1]規定的方法進行土壤樣品測試分析。

pH用水土比為2.5:1浸提，電位法測定，電導率（EC）采用5:1水浸提，選用電導法測定，采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機質。

3 結果與分析

3.1 土壤pH差異比較

3.1.1 土壤pH總體分布差異

圖1表明，軍港公路土壤軍港公路土壤全部為pH＞8.0的堿性土壤，pH＞8.5 的強堿性土壤也占44.1%，按國家住房和城鄉建設部頒布的城鎮建設行業標準CJ/T 340—2016《綠化種植土壤》規定[2]，pH5.0～8.3 為合格，則軍港公路土壤總體合格率僅為8.33%。

圖1 軍港公路土壤pH總體分布差異

3.1.2 水杉不同生長狀態土壤pH比較

圖2顯示，水杉死亡土壤pH合格率為0%，土壤pH平均值為8.66±0.22，變異系數為2.54%（n=21）；水杉存活土壤的pH合格率為20%，土壤pH平均值為8.42±0.11，低于水杉死亡土壤，而且變異系數僅為1.27%（n=15）。

圖2 水杉不同生長狀態土壤pH平均值比較

3.1.3 水杉不同生長狀態土壤pH分布差異

由圖3表明，水杉死亡土壤pH主要為>8.5的強堿性土壤，比例為66.6%；水杉存活土壤pH80%土壤分布pH8.0～8.5 區間內，pH>8.5的強堿性土壤僅占20%。經t檢驗，t值為4.14，均大于t0.01和t0.05，差異極顯著，土壤pH 偏高對水杉生長有影響，是水杉生長的主要障礙因子之一。

圖3 水杉不同生長狀態土壤pH分布差異

3.2 土壤EC值差異比較

3.2.1 土壤EC值總體分布差異

由圖4 可知，44.4%土壤EC 主要分布在0.15mS·cm-1～0.3mS·cm-1區間內，0.3mS·cm-1～0.9mS·cm-1占25.0%，>0.9mS·cm-1占22.2%。國家住房和城鄉建設部頒布的城鎮建設行業標準CJ/T 340—2016《綠化種植土壤》規定土壤EC 值0.15mS·cm-1～0.9mS·cm-1為合格，則合格率為69.4%，表明鹽漬化土壤有一定比例。

圖4 軍港公路土壤EC總體分布差異

3.2.2 水杉不同生長狀態土壤EC值差異比較

由圖5 可知，水杉死亡土壤EC 值合格率為61.9%，土壤EC的平均值偏高，為1.087±0.833mS·cm-1，變異系數較大，為76.6%（n=21）；但水杉存活土壤EC的合格率則達80%，土壤EC平均值為0.188±0.043mS·cm-1，變異系數為22.7%（n=15）。

圖5 水杉不同生長狀態土壤EC值平均值比較

3.2.3 水杉不同生長狀態土壤EC值分布差異

圖6 顯示，水杉死亡土壤EC 值>0.9mS·cm-1的土壤高達38.1%，表明土壤有明顯的鹽分積累，一般認為土壤EC 值在0.15mS·cm-1～0.3mS·cm-1范圍內最為適宜；水杉存活土壤EC 值全部在0.1mS·cm-1～0.3mS·cm-1區間內，其中0.15mS·cm-1～0.3mS·cm-1占80%，土壤EC值在適宜的范圍內，說明水杉存活土壤無鹽分積累，可溶性離子含量適中。經t 檢驗，t 值為4.44，均大于t0.01和t0.05，差異極顯著，水杉死亡土壤EC 值明顯高于水杉存活土壤，土壤EC偏高，土壤積累鹽分，是導致水杉死亡的最主要的原因。

圖6 水杉不同生長狀態土壤EC值分布差異

3.2.4 水杉不同生長狀態土壤EC值剖面差異分布

由圖7 可見，水杉死亡土壤EC 值表土層和心土層的平均值均為1.161mS·cm-1，底土層土壤EC 值也大于合格值的上限0.9mS·cm-1，土壤各剖面層次的EC 平均值偏高，均有明顯的鹽分積累；水杉存活土壤EC 值表土層和心土層的平均值均為0.171mS·cm-1，底土層土壤EC值也大于合格值的下限0.15mS·cm-1，土壤剖面層次的EC 平均值均在適宜的范圍內。

圖7 水杉不同生長狀態土壤EC值剖面差異分布

3.3 土壤有機質

3.3.1 土壤有機質總體分布

從圖8 可知，軍港公路土壤有機質含量61.1%分布在10g·kg-1～20g·kg-1；土壤有機質含量>20g·kg-1土壤也達36.2%；國家住房和城鄉建設部頒布的城鎮建設行業標準CJ/T 340—2016《綠化種植土壤》規定，土壤有機質含量12g·kg-1～80g·kg-1為合格，則軍港公路土壤有機質合格率為86.1%。

圖8 軍港公路土壤有機質總體分布差異

3.3.2 水杉不同生長狀態土壤有機質差異比較

圖9 顯示，水杉死亡土壤有機質合格率為81.0%，平均值為17.88±5.36g·kg-1，變異系數為30.0%（n=21）；水杉存活土壤有機質的全部合格93.3%，平均值為20.07±6.44 g·kg-1，變異系數達32.1%（n=15），有機質含量尚可。

圖9 水杉不同生長狀態土壤有機質平均值比較

3.3.3 水杉不同生長狀態土壤有機質分布差異

圖10 表明，水杉死亡土壤有機質71.4%分布在10g·kg-1～20 g·kg-1區間內，其中40%在5g·kg-1～10g·kg-1之間，>20g·kg-1為28.6%；水杉存活土壤有機質主要分布在10g·kg-1～30g·kg-1區間內，但>20g·kg-1達46.7%，水杉存活土壤有機質含量稍好于水杉死亡土壤有機質。但經t 檢驗，t 值為-1.18，均小于t0.01和t0.05，差異不顯著，土壤有機質含量并非導致水杉死亡的最主要原因。

圖10 水杉不同生長狀態土壤有機質分布差異

4 結論與討論

4.1 土壤pH對水杉生長的影響

土壤pH 總體呈堿性，水杉死亡土壤以強堿性為主，顯著高于水杉存活土壤，土壤pH是水杉死亡的土壤主要的障礙因子之一，需要施用酸性有機改良基質，降低pH值，才能控制水杉死亡繼續蔓延。

4.2 土壤EC對水杉生長的影響

水杉存活土壤的鹽分正常，但水杉死亡土壤存在鹽漬化，鹽分積累明顯，是水杉死亡的最主要原因。

4.3 土壤有機質對水杉生長的影響

水杉存活土壤有機質含量稍高于水杉死亡土壤，但兩者差異不明顯，故土壤有機質含量并非是導致水杉死亡的最主要原因。

4.4 軍港公路水杉死亡應對措施

浦東新區公路管理署養護三所轄區很大一部分屬于原南匯東海之濱，偏鹽堿地區，軍港公路最早就是海塘筑起。近幾年因建設需要，各種建設渣土填埋于附近的填堆場，全市土方車都排隊途徑多條公路，沿線塵土飛揚。加上一年多來浦東東灘的公益林、郊野公園的施工，每天有上百輛土方車進出軍港公路，而浦東東灘的土壤為以濱海鹽漬土為主，土體表現為鹽分高、堿性強、有機質含量低、結構差[3]。根據現場考察和分析，軍港公路的東側水杉死亡率較高，實測土壤EC值較高，土方車離開時，輪胎將鹽堿土帶入軍港公路的東側。養護上采取沖洗噴灑，久而久之路肩土壤環境更為惡劣。從上述結論可以看出土壤pH 與土壤EC對水杉生長影響至關重要，其實后期補種同類品種在養護上已無可取之處，灌水洗鹽等降堿洗鹽措施可以作為應急措施，但針對大面積大長線可操作性并不強，而且長年累月的鹽堿性土壤灰塵污染將一直持續。所以從養護角度考慮局部更換行道樹品種，選擇耐鹽耐堿適生樹種方式為首選。