陈 月，杨丽军，胡艳燕，何 琴
（重庆市风景园林科学研究院/重庆市园林土壤质量检测中心/川渝共建乡土植物种质创新与利用重庆市重点实验室，重庆 401329）
城市绿地中存在一定区域的裸露土壤。裸露土壤不仅会产生大量的土壤扬尘，而且会使土壤质量逐渐变差[1]。随着城市化进程的不断加快，城市绿化变得越来越重要。近年来，随着我国城市绿化建设力度的不断加大，绿化覆盖率和人均绿地面积逐年增加。与此同时，城市园林绿化修剪产生了大量的园林废弃物，传统的焚烧或填埋处置不仅会破坏环境，而且会造成资源浪费[2]。
自然界中的枯枝落叶会在土壤表面形成天然的覆盖层，并在其腐熟后为土壤提供有机质等营养物质，从而调节土壤的理化性质。基于此，我们可以将园林绿化废弃物生产加工成有机覆盖物用于地面覆盖。这样一方面可以模拟自然规律，将有机物质反馈回生态链中，为达到废弃物资源化利用的目的，另一方面可以解决园林废弃物的处理问题，降低园林管护成本，对城市绿化品质提升具有重要的辅助作用。
地表覆盖物是指在地表覆盖一层具有一定功能性的材料。地表覆盖物具有保持土壤水分、调节土壤温度、减少土壤侵蚀和紧实度、增加土壤养分、降低土壤盐分、控制杂草、吸滞与降解污染、美化绿地环境等多重作用[7-8]。我国使用的地表覆盖物分为无机覆盖物和有机覆盖物[3-5]，其中有机覆盖物是一种常见园林绿地生态改良主要材料。园林有机覆盖物是将园林废弃物经过筛选、粉碎、无害化、着色等一系列加工后制成的产品[6]。
国外发达国家的城市绿地覆盖已有几十年的应用历史，特别是20 世纪90 年代中期以来，国外园林覆盖技术发展较快，并已形成产业化模式。国内对农田有机覆盖物的研究较多，但对城市绿地覆盖方面的研究较少[9-10]。为给有机覆盖物在园林绿化建设中的应用提供理论依据和技术指导，通过盆栽覆盖试验，将经过筛选、腐熟等工序处理后的园林废弃物作为覆盖材料，与草坪、透水砖等覆盖铺设材料进行比较，探究不同覆盖材料及其不同覆盖厚度对土壤理化性质的影响。
1.1 试验材料
盆栽试验材料有草坪、透水砖和园林有机覆盖物。草坪为结缕草草坪，透水砖为普通建材用透水砖。园林有机覆盖物为枯枝枯叶等园林绿化废弃物经过回收、筛选、无害化、着色、晾干等工序处置后制成，长度为2～5 cm。
1.2 试验设计
设计6 个处理，每个处理设3 个重复（见表1）。覆盖试验用普通的无纺布袋（直径85 cm，高55 cm，面积0.6 m2）作容器，选择具有代表性的紫色土装填在袋内，在袋内的土壤上覆盖材料。
表1 试验处理设置
1.3 数据收集及指标的测定
收集覆盖前土壤本底理化数据和覆盖12个月后土壤理化数据，包含土壤pH 值、土壤容重、土壤非毛管孔隙度、土壤有机质含量、土壤有效氮磷钾含量，覆盖过程中使用土壤温度和水分速测仪在不同季节分4次收集土壤温度和水分数据。
土壤水分、温度：便携式快速测定法；
土壤容重：环刀法（NY/T 1121.4—2006）；
土壤pH 值：玻璃电极法测定（LY/T 1239—1999）；
土壤有机质：重铬酸钾氧化-外加热法（LY/T 1237—1999）；
土壤有效态氮：碱解扩散法（LY/T 1228—2015）；
土壤有效态磷：碳酸氢钠提取—钼锑抗比色法（LY/T 1232—2015）；
土壤有效态钾：醋酸铵提取—火焰光度法测定（LY/T 1234—2015）。
2.1 覆盖处理对土壤含水量的影响
土壤水分含量作为土壤重要的物理特征，在根系生长、土壤有机质分解、养分元素迁移和土壤酶活性等一系列过程中发挥重要作用[11]。如表2 所示，几个覆盖处理的土壤含水量均比未覆盖的处理含水量高；
供试的覆盖材料的保水效果以有机覆盖物覆盖下的土壤含水量最大，说明园林绿化废弃物粉碎物的保水效果最好，然后依次为草坪，透水砖直接覆盖下的土壤含水量。在不同覆盖厚度的覆盖情况下，有机覆盖物越厚，对土壤保水效果越好，与李军保等[9]研究结果相似。由此说明，有机覆盖物可以有效防止土壤水分的蒸发，从而有效提高土壤含水量。从效益角度分析，园林绿化废弃物覆盖物可以节水增效，一定程度上降低园林灌溉管护的频次和成本。从生态角度分析，维持适当的土壤水分含量，是保障植物生长的重要条件，对园林生态景观尤为重要。
表2 覆盖处理对土壤含水量和温度的影响
2.2 覆盖处理对土壤温度的影响
温度是植物生长的重要因子之一，它与水分运输、新陈代谢等植物的一切生理生化过程至关密切，温度的高、低都有可能会对植物的新陈代谢产生胁迫作用从而影响植物正常的生长活动，因此适宜的温度环境可以促使植物更好生长[11]。有机物地表覆盖改变光辐射吸收转化和热量传导过程，从而影响了土壤温度。如表2 所示，几个覆盖处理的土壤温度均比未覆盖处理的低；
供试的覆盖材料覆盖后，对比对照组，土壤温度变化最大的为有机覆盖物覆盖组，然后为草坪组合透水砖覆盖组，说明园林绿化废弃物粉碎后的有机覆盖物对土壤隔热降温效果最好。在不同覆盖厚度的覆盖情况下，随着有机覆盖物覆盖厚度的增加，几次测量结果土壤温度的变化越小，变幅减小，说明随着覆盖厚度增加，土壤温度变化越小，趋近于恒温稳定温度，同魏子雄[12]的研究结果相似。冬季温差较小，夏季温差较大，重庆夏季气温较高，厚的覆盖层可以更好地抵抗光的辐射，从而使得土壤温度可以低于大气环境温度降低土温的波动，为植物生长提供较为稳定的环境。
2.3 覆盖处理对土壤pH值的影响
土壤pH 值即土壤酸碱性，是土壤重要的指标之一，是土壤很多化学性质的综合表现。它对土壤养分元素的存在形态和有效性、对土壤中的生物作用过程（包括酶活性、微生物与植物生长）都有巨大影响。碱性土壤容易导致植物Fe、B、Cu、Mn、Zn等元素的缺乏，且对桂花、香樟、雪松、杜鹃、山茶等喜酸性土壤的园林植物而言，这样的土壤条件会影响其根系生长，进而影响植物正常的生长发育，降低其种植成活率。对比几组覆盖处理对土壤pH 值的变化（表3），发现草坪覆盖和有机覆盖物覆盖组土壤的pH 值低于空白对照，其中有机覆盖物的效果比草坪的效果要好，起到了一定的改良作用。这可能是有机覆盖物在自然覆盖过程中释放出有机酸类成分对土壤的改良作用造成的。对比覆盖厚度的影响，发现有机覆盖物在5 cm、10 cm 厚度时，土壤pH 值降低的幅度大于有机覆盖物15 cm 厚度。透水砖直接覆盖下的土壤pH 值比对照组增加，可见，对于行道树树池土壤硬化铺装透水砖来说，对土壤pH值的影响将是很大的。
表3 覆盖处理对土壤有机质及养分等的影响
2.4 覆盖处理对土壤容重的影响
土壤容重是土壤最基本的物理性状，可反映土壤的透水、透气性，以及保水保肥的能力。覆盖一年后，对比几组覆盖处理对土壤容重的变化（表3），透水砖直接覆盖下的土壤最大，这对土壤物理性状的影响较大。草坪和有机覆盖物覆盖下的土壤容重均较对照组降低，有机覆盖物覆盖组降低幅度更大。对比覆盖厚度的影响，随着覆盖物的厚度增加而减小。可见，无论是草坪覆盖还是有机覆盖物覆盖，其材料类型均为有机类，对土壤容重有积极的作用，而透水砖作为人为合成的无机类材料，其铺装对土壤基础物理性状有不良影响。土壤容重降低明显，说明有机覆盖能有效调节土壤水热气相，为土壤生长发育创造良好的生态环境，使得土体内微环境平衡，有效改善了土壤的基础性状。
2.5 覆盖处理对土壤有机质及养分的影响
土壤有机质和土壤氮素、磷素、钾素是人们用来评价土壤肥力最常用的指标。土壤有机质是土壤最重要的组成成分，是创造土壤肥力最重要的物质之一。它在形成土壤结构、改善土壤理化特性、提高土壤保水保肥能力中不可或缺。覆盖一年后，对比几组覆盖处理对土壤养分含量的变化（表3）。在土壤有机质含量方面，透水砖直接覆盖下的土壤有机质与对照组差异不大，草坪和有机覆盖物覆盖下的土壤有机质含量均较对照组增加，有机覆盖物覆盖组增加幅度更大。对比覆盖厚度的影响，随着覆盖物的厚度增加而增加。在土壤碱解氮含量方面，透水砖直接覆盖下的土壤碱解氮与对照组差异不大，草坪覆盖组土壤碱解氮含量均较对照组减少，有机覆盖物覆盖下的土壤碱解氮含量均较对照组增加，对比覆盖厚度的影响，随着覆盖物的厚度增加土壤碱解氮含量也增加。在土壤有效磷含量方面，透水砖直接覆盖下的土壤有效磷与对照组差异不大，草坪覆盖组土壤有效磷含量均较对照组减少，有机覆盖物覆盖下的土壤有效磷含量均较对照组增加，对比覆盖厚度的影响，随着覆盖物的厚度增加土壤有效磷含量也增加。在土壤速效钾含量方面，透水砖直接覆盖下的土壤速效钾与对照组差异不大，草坪覆盖组土壤有效磷含量均较对照组减少，有机覆盖物覆盖下的土壤有效磷含量均较对照组增加，对比覆盖厚度的影响，覆盖物的厚度对土壤速效钾增加的幅度基本一致。可见，透水砖铺装覆盖并不能提升土壤的肥力，而有机覆盖物的覆盖能显著提升土壤的肥力水平，本试验的研究结果同熊凯毅[13]提出的研究结论相同。
利用园林绿化废弃物生产有机覆盖物，是废弃物资源化利用的有效途径。本研究通过盆栽覆盖对比试验，测定分析了不同覆盖材料和不同覆盖厚度对土壤质量的影响。从试验的结果可知，园林废弃有机覆盖物对土壤有较好的保水、保温效果，对比透水砖覆盖材料，草坪和园林有机覆盖区军可以降低土壤容重和土壤pH 值，透水砖可能会导致土壤偏碱；
透水砖覆盖材料对土壤有机质和速效养分影响较小，但是园林废弃物覆盖物可以明显增加土壤有机质和速效养分。当园林有机覆盖厚度在15 cm 时，土壤保水保肥能力，容重、pH 值和养分含量变化程度要高于5 cm 和10 cm厚度的变化程度。因此，在进行有机覆盖物覆盖应用时，应根据覆盖目的的不同，选择合适的覆盖方案。无论从长远还是现实情况发展来看，利用园林废弃物覆盖城市绿地中的裸露土地提高整体绿化水平都是大势所趋，且园林绿化废弃物的资源化利用在生物碳循环系统中具有重要意义。