张骅，王心语，张骏达，曲炳鹏，王小平，龚小强，张璐，孙向阳†

(1.北京林业大学，100083，北京；2.北京市园林绿化局，100081，北京)

北京地区五环内冬季园林绿地中裸土调研及其分布特征

张骅1，王心语1，张骏达1，曲炳鹏1，王小平2，龚小强1，张璐1，孙向阳1†

(1.北京林业大学，100083，北京；2.北京市园林绿化局，100081，北京)

在中国北方地区，伴随阔叶植物冬季落叶造成大量土地出现季节性裸露。土壤在裸露情况下极易造成扬尘污染和空气污染，进而成为中国北方城市雾霾污染逐渐加重的重要组成部分；因此，准确掌握冬季裸露土地的分布情况和建立合理的治理方案，对中国北方城市的环境保护和生态建设具有重大意义。本文以北京城区五环内园林绿化用地中的裸地为调查对象，采用《全国土壤调查技术规程》中要求的调查方法，根据棋盘式布点法布设100个调查样点，调查总面积25万m2，占北京地区五环总面积的3.73%，按照草坪裸地、灌木裸地、树穴裸地3种类型进行分类研究。园林绿化用地总面积为8万7 539.84 m2，仅占总样方面积的35.02%，可见，北京城区内仍是以建筑、公路等硬化用地组成。在园林绿化用地调查样点中，草坪绿地、灌木绿地、树穴绿地面积分别为6万6 647.30、1万6 329.64和4 562.91 m2，证明北京城区五环内园林绿化用地以草坪绿地为主。裸地分布调查结果显示草坪裸地对裸地面积的贡献率达78.11%，是北京地区五环内主要裸地类型。在100个全部的调查样地中，43.42%的草坪绿地以及24.25%灌木绿地冬季变成裸地，而树穴裸地比例达到90.91%，证明北京城区五环内树穴在冬季基本无覆盖。通过对裸地区域分布研究发现，裸地面积排序前20个样点中有13个样点分布在南四环到南五环之间，裸地面积占总裸地面积的51.66%。裸露的土地不仅造成北京城区内水土流失和土壤养分下降，也加重雾霾污染程度，降低城市空气质量，建议在北京地区五环内推广种植具备抗寒性的冷季型草坪草品种替代现在易枯萎草坪草品种，使用园林绿化废弃物加工产物作为覆盖物对其余裸土类型进行有效覆盖，严格控制北京城区冬季裸地面积，为北京冬季城市生态环境发展保驾护航。

北京城区； 冬季裸地； 草坪绿地； 地面覆盖； 生态效益

北京位于N 39°54′20″，E 116°25′29″，阔叶植物多在冬季常以落叶和干枯形式存在，因此易在自然条件下造成土地大面积裸露，并且土地裸露情况明显高于其他季节。土壤在裸露情况下极易造成扬尘污染[1]和空气污染。近年来，中国主要发展城市(如北京)的雾霾污染逐渐加重，研究[2]显示：霾是由空气中的灰尘、硫酸盐、硝酸盐、有机碳氢化物等粒子组成。霾的形成主要有以下要素：生成颗粒性扬尘的物理基源；运动差造成扬尘的基源，以及扬尘基源和运动差过程集聚在一定空间范围内与水分子结合集聚成霾[3]；同时，气象条件也影响环境中PM10的污染程度。雾霾中颗粒物质量浓度随气温下降而上升，随着逆温层的生成、增强而增高。扬尘是雾霾组成的一部分，由于地表裸露、气候干燥、风力强度较大等因素，各种沉降在地面的颗粒物、气溶胶粒子也会再进入空气[4]，进而形成雾霾。同时造成土壤中水分和多种养分如N、P、K等的流失，降低土壤质量，阻碍植物生长[5]；因此，准确掌握冬季裸露土地的分布情况和建立合理的治理方案，对北京城区的环境保护和生态建设具有重大意义[6]，但目前相关研究较少。

本文基于对北京地区五环内冬季裸露土地的调查，总结北京城区五环内冬季裸露土地的现状，详细分析城区园林绿化用地中裸地的分布情况，并对解决和治理北京冬季裸露土地的问题提出相关建议。

1 研究区概况

北京西部为西山属太行山脉；北部和东北部为燕山山脉，其气候为典型的北温带半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。北京辖东城区、西城区、朝阳区、丰台区、石景山区、海淀区、顺义区、通州区、大兴区、房山区、门头沟区、昌平区、平谷区、密云区、怀柔区、延庆区16个区，笔者研究区域为北京城区五环内的园林绿化用地，北京城区五环内面积约670.24 km2，据统计北京五环内园林绿化用地占地317.59 km2，占北京城区五环内总面积的47.38%。

调查对象主要为北京园林绿化用地中在冬季未被植被覆盖的裸露土地，其中包括园林绿化用地中的灌木裸地、行道树(乔木)树穴裸地、冬季草坪(草本)裸地等。通过土壤现场分类方法对主要的3种裸露土地分别进行概念的界定：

灌木裸地是指长势较为高大的灌木，基径部位无覆盖造成地表裸露的土地，对于基径部位有较为茂盛的枝叶的低矮灌木由于枝叶可以覆盖于地面，其生长的土地区域属于冬季城市绿地，不属于冬季裸地。

树穴裸地指街道两侧行道树树穴地表无任何覆盖物而导致地表裸露的土地，如果行道树树穴已添加人工覆盖物，则属于城市树穴绿地。

草坪裸地是指冬季由于气候因素使草坪草枯萎造成地表裸露的土地；但是部分草坪草品种或宿根植被不因气候因素等发生枯萎其附着土地不裸露，不属于裸地。

2 研究方法

土壤调查依据《全国土壤调查技术规程》，采用精度最高为1:20万的比例尺，用棋盘式布点法布设100个标准取样点，按照从下到上排列字母从左到右排列数字的方式进行编号。每个标准取样点划分出50 m×50 m(2 500 m2)的样方作为调查区域。北京城区五环内面积670.24 km2，取样面积占北京城区五环内面积的0.373‰，样点分布如图1所示。在每个样区采取全查方式，调查内容包括：经纬度、草坪绿地面积、灌木绿地面积、树穴绿地面积、树干基径、绿地面积、草本裸地面积、灌木裸地面积、树穴裸地面积等。

图1 调查样点分布Fig.1 Distribution of surveyed plots

相关计算公式如下：

S基=π(d÷2)2；

(1)

S树=S穴-S基；

(2)

S总=S草+S灌+S树。

(3)

式中：d为树干基径，m；S基为树干基部面积，m2；S穴为树穴面积，m2；S树为树穴裸地面积，m2；S草为草坪裸地面积，m2；S灌为灌木裸地面积，m2；S总为总裸地面积，m2。

3 结果与分析

3.1 园林绿地的面积分析

总调查面积为25万m2。其中：调查样区的园林绿化用地总面积为8万7 539.84 m2，占总样方面积的35.02%；调查区域内非园林绿化用地(如建筑、公路、乡间土路、废弃垃圾场等)面积为16万2 460.16 m2，占总样方面积的64.98%(图2)。可见，北京城区内仍是以建筑、公路等硬化用地居多，由此可见园林绿化用地占北京五环内城区面积较少。

图2 北京市城区的土地利用方式Fig.2 Land use pattern within the 5th Ring of Beijing

3.2 绿地类型与分布

如图3所示，在园林绿化用地调查样点中，草坪绿地、灌木绿地、树穴绿地分别为6万6 647.30 m2、1万6 329.64 m2和4 562.91 m2，分别占园林绿化用地76.13%、18.65%和5.22%的比例。其中，草坪绿地约占园林绿化用地总面积的76%，说明北京城区五环内园林绿化用地以草坪绿地为主。

图3 北京市城区园林绿化用地中各类型绿地分布Fig.3 Distribution of various types of green land in gardens and greenbelts within the 5th Ring of Beijing

3.3 裸地类型和结构

如图4所示，本次调查裸露土地面积共3万7 049.62 m2，其中，草坪裸地、灌木裸地、树穴裸地面积分别为2万8 941.66、3 959.69和4 148.27 m2，草坪裸地对裸地面积的贡献率达78.11%，说明北京主要裸地类型为草坪裸地。

图4 北京市城区的各类绿化裸地分布Fig.4 Distribution of various types of bare land within the 5th Ring of Beijing

3.4 各类型裸地的分布

如图5所示，在调查的100个样点中：有61个样点含有草坪裸地，面积为2万8 941.66 m2，分别占草坪绿地面积和园林绿化用地总面积的43.42%和33.06%；有38个样点含有灌木裸地，面积为3 959.69 m2，分别占灌木绿地面积和园林绿化用地总面积的24.25%和4.52%；有56个样点含有树穴裸地，树穴裸地面积为4 148.27 m2，分别占树穴绿地和园林绿化用地总面积的90.91%和4.74%。研究表明，草坪裸地在所有裸地中面积最大，灌木在所有裸地中占比最小，灌木裸地中未裸露地区多种植冬青、小叶黄杨等，对于难以草坪裸地中难以治理区域可以考虑种植灌木。研究中树穴裸地占树穴绿地90%以上，说明北京城区五环内树穴基本无覆盖。

图5 北京市城区园林绿地中各类型裸地分布Fig.5 Distribution of various bare lands among gardens and greenbelts within the 5th Ring of Beijing

3.5 区域裸地面积分布

根据调查的数据显示绿地面积按顺序排列主要分布于A5、A7、B1、B3、B4、B8、B9、C8、I6、D4、A3、C9、B2、I3、E7、A1、F11、J9、G2、J4、I10、J7、C5、J2、F5、F10、F1、J3、I4等30个样点，其余样点的园林绿化用地分布较少。将各样点绿地裸地的面积由大到小排列得出，在前20个样点中有13个样点分布在南四环和南五环之间，裸露面积达1万9 134.53 m2，占总裸地面积的51.66%，说明南四环到南五环区域内土地冬季裸露情况严重。

4 结论与讨论

1)本研究调查北京市裸地面积为3万7 049.62 m2，占总调查样区的14.82%。根据调研推算，北京五环内冬季裸土面积可达99.33 km2，冬季土地裸化现象已经十分明显，这不仅影响冬季的城市景观，而且由裸土外露造成的扬尘、水土流失等问题对北京城区的生态环境将造成严重破坏；因此，对于北京城区冬季裸露土地的治理尤为重要。

2)北京冬季草坪裸地对裸地面积的贡献率最大，是现阶段冬季裸露土地治理的重点，在调研过程中发现部分草坪草冬季耐寒型较强并没有发生枯萎等情况，建议大力开展耐寒型草坪草[9]的种质资源筛选，同时利用基因编辑等技术培育新型具备抗寒性的冷季型草坪草品种并在北京城区推广应用。治理北京冬季灌木裸地，应在兼顾北京增彩延绿要求下多采用抗寒性较强小花溲疏、紫叶小檗、太平花、小叶黄杨等灌木品种。对于暂时没有条件种植抗寒性较强草坪草的区域，需要种植冬季落叶宿根花卉[10]、花灌木的区域和北京冬季树穴裸地应使用对环境友好的覆盖物及时对裸土进行覆盖，避免裸土外露。

3)建议选择园林绿化废弃物加工产物作为覆盖物对北京冬季裸土进行覆盖。国外相关研究表明，使用园林绿化废弃物生产出的有机覆盖物不仅解决了园林废弃物大量堆积问题，也降低了土地的裸化率[7-8]。例如美国许多地区推广“落叶化土”的循环利用模式，加拿大也利用同样的方法，不仅使园林废弃物得到高效循环再利用，也可以改善扬尘，增加土壤肥力，为植被新一年的生长奠定良好基础[11]。相关研究表明，在土壤上铺设厚度8厘米的园林绿化废弃物处理物可以使土壤保水保墒效率大幅提高并使作物生长达到较优状态[13]，如果对北京市五环内50%的冬季裸土铺设园林绿化废弃物处理物可以有效消纳园林绿化废弃物397万m3，合132.4万t，按照2012年我国处理1 t的垃圾平均花费151元的标准，可以有效节约1.99亿元垃圾处理费用。由此可见，使用园林绿化废弃物加工产物治理冬季裸地不仅可以有效减少冬季裸露土地提升人居环境质量[12]还可以为国家节约垃圾处理成本。

总之，对于北京城区冬季裸地治理已经刻不容缓，在先进技术的保障下还需要政府出台相应政策严格控制北京城区冬季裸地面积，为北京冬季城市生态环境发展保驾护航。

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Investigation and distributions of the bare lands among gardens and greenbelts in winter within the 5th Ring of Beijing

ZHANG Hua1，WANG Xinyu1，ZHANG Junda1，QU Bingpeng1，WANG Xiaoping2，GONG Xiaoqiang1， ZHANG Lu1，SUN Xiangyang1

(1.Beijing Forestry University, 100083, Beijing, China; 2.Beijing Landscaping Bureau, 100081, Beijing, China)

[Background] In the north of China, large area of bare land accompanied with leaf dropping of broad leaved plant in winter, easily resulting the dust pollution and air pollution. It is important reason for the gradually worse of haze pollution in the northern cities of China. Thus, accurately grasping the distribution of bare land in winter and establishing a reasonable management plan is of significance for environmental protection and ecological construction of northern cities of China. [Methods] Beijing, as one of the most representative cities in the north of China, was taken as the survey object in this study. The bare lands of gardens and greenbelts within the 5th Ring of Beijing were investigated using survey method defined in theNationalSoilSurveyTechnicalRegulation. Total 100 survey samples were set up with board type location method. And 250 000 m2, accounting for 3.73% of the total area of 5th Ring of Beijing, were investigated. The study was carried out by 3 types of bare lawn, bare shrubs, and bare tree-pit land. [Results] Area of greenbelts was 87 539.84 m2, accounting for 35.02% of total area of this survey, suggesting that the majority within 5th Ring of Beijing occupied by hardening land such as buildings and roads. Among the surveyed greenbelts, the area of lawn green, shrubs green, and tree-pit green was 66 647.30 m2, 16 329.64 m2, and 4 562.91 m2, indicating the lawn green was the main proportion of greenbelts within the 5th Ring of Beijing. The results for bare land demonstrated that the contribution rate of bare lawn to total bare land was 78.11%, i.e., it was the major type of bare land within the 5th Ring of Beijing and corresponding measures should be firstly taken to improve bare lawn in future. Among 100 surveyed samples, 43.42% lawn green and 24.25% shrubs green became bare land in winter; moreover, the proportion of tree-pit green becoming bare land was up to 90.91%, indicating that there was no coverage for most tree-pits in winter. The regional distribution of bare land showed that 13 of top 20 surveyed plots of bare land were distributed in the area between the South 4th Ring and the South 5th Ring, accounting for 51.66% of the total surveyed bare land. This indicated that the area between South 4th Ring and the South 5th Ring exposed to severe bare land in winter. [Conclusions] Bare land not only caused soil erosion and soil nutrient loss with the 5th Ring of Beijing, but also increased haze pollution degree and deteriorated urban air quality. From the results that lawn green occupied a large proportion of gardens and greenbelts within the 5th Ring of Beijing, we suggest that we may strictly control the area of bare land in winter and ensure the protection of the ecological environment in Beijing in winter by planting cold-resistant turf grass varieties within the 5th Ring of Beijing to replace easy wilt turf grass, and using cut branches and bushes from maintaining gardens and greenbelts as cover materials to efficiently cover the bare land.

Beijing urban area; bare land in winter; green lawn； ground cover; ecological benefit

2016-10-17

2017-02-09

张骅(1985—)，男，博士，助理研究员。主要研究方向：土壤学、土壤分类和园林绿化废弃物综合利用。E-mail: bjlydxzh@163.com

†通信作者简介： 孙向阳(1965—)，男，博士，教授。主要研究方向：土壤学、土壤分类和园林绿化废弃物综合利用。E-mail: sunxy@bjfu.edu.cn

S159.2

A

2096-2673(2017)02-0079-06

10.16843/j.sswc.2017.02.010

项目名称： 北京市科技计划项目；北京市绿地林地土壤质量提升关键技术研究与示范(Z161100001116061)；北京市园林绿化局青年科技专项任务书；新常态下园林绿化科研创新管理体系研究(2015-01)