刘 臻,杨秀云，宋 丽，米美霞，武小钢

(1.山西农业大学城乡建设学院，山西 太谷 030801; 2.山西农业大学林学院，山西 太谷 030801)

1 研究区概况

太原市位于山西省境中央，太原盆地北端，地理坐标为东经111°30′～113°09′，北纬37°27′～38°25′，海拔最高点 2 670 m，最低点760 m，平均海拔800 m，全市整个地形北高南低，呈簸箕形。太原市属温带季风性气候，冬季少雪干冷、夏季炎热多雨、秋季清凉气爽、春季干旱多风，年均温9.5℃，1月均温-6.8 ℃，7月均温23.5 ℃。年日照时间 2 808 h，无霜期130 d左右。年降水量458 mm。截至2017年，太原市绿地总面积 13 013 hm2，建成区绿化覆盖面积 14 766 hm2，公园绿地面积 4 549 hm2[5]。

2 研究方法

2.1 取样方法

以太原市绕城高速为研究区边界，在ArcGIS软件中布设1 km×1 km网格，按每个网格布设一个采样点的原则，根据太原市公园位置和所覆盖的网格数基本确定每个公园的采样点数量，共选择38个公园的69个采样点，使用美国犀牛S1原状土壤柱芯取样器(取样管内径为3.6 cm，长度为100 cm)进行采样，同时记录采样点坐标、绿地结构类型及植物组成情况。

2.2 试验方法

土样带回实验室，按照0～10、10～20和20～40 cm进行分层，捡出植物根、茎、叶、碎石和垃圾，将部分样品保存鲜样(4℃)，其余风干、研磨，分别过2 mm、1 mm和0.15 mm筛子，测定土壤理化指标。土壤容重采用环刀法进行测定，对土壤饱和含水量的测定，在原状土底端垫滤纸，放在盛有水的盘中，吸水24 h，测定土壤饱和含水量。对土壤田间持水量的测定，使原状土吸水24 h，将土壤底部放在自然土壤上方，8 h后测定土壤田间持水量[6]。

2.3 数据处理

利用SPSS 26.0对数据进行Kolmogorob-Smirnov检验。其中0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土层的土壤容重，10～20 cm、20～40 cm土层饱和含水量，10～20 cm、20～40 cm土层的田间持水量符合正态分布，0～10 cm土层饱和含水量，0～10 cm土层田间持水量数据进行平方根转换后符合正态分布。使用符合正态分布的容重，饱和含水量，田间持水量的数据导入GS+5.0进行半方差函数拟合，获得各项数据的半方差拟合模型，最后将得到的模型及参数在ArcGIS10.2中进行克里金插值，获得研究区土壤不同土层容重、饱和含水量、田间持水量空间分布。

3 结果与分析

3.1 土壤物理性质的描述统计分析

研究表明,太原市城市绿地0～40 cm土层范围的土壤容重随土层深度的增加而增加，饱和含水量和田间持水量随土层深度的增加而减小(表1)。

与其他研究相似[7-9]，本研究中太原公园绿地0～40 cm土层土壤容重的均值为1.28 g/cm3，其中0～10 cm、10～20 cm土层土壤容重均值分别为1.19 g/cm3、1.29 g/cm3，土壤容重能够满足植物生长的基本需要。20～40 cm土层土壤容重为1.36g/cm3，超出了植物正常生长的容重范围(1.1～1.30 g/cm3)[10]，对植物的生长产生不利影响。表层(0～10 cm)土壤容重的变异大于中层和下层土壤。从绿地土壤容重频率分布图看(图1)，65.7%表层(0～10 cm)土壤容重小于1.30 g/cm3。

图1 太原市公园绿地土壤容重频率分布Fig.1 Frequency distribution of soil bulk density of park green space in Taiyuan City

土壤饱和含水量是土壤涵蓄潜力的最大值，并非真实蓄水量，可以反映土壤贮存和调节水分的潜在能力，与土层厚度、土壤孔隙状况密切相关，对地下水资源形成转化和消耗过程也起到重要作用[11-12]。研究结果表明，太原市公园绿地0～10 cm土层土壤饱和含水量均值为40.34%，且随土层深度的增加饱和含水量减小(图2)。

由图2可见，公园绿地0～10、10～20和20～40 cm土层土壤饱和含水量基本均保持在25%～35%范围，分别占40.6%、39.1%和45.6%，饱和含水量在55%以上的土壤占比较少。

图2 太原市公园绿地土壤饱和含水量频率分布Fig.2 Frequency distribution of soil saturated water content of park green space in Taiyuan City

土壤田间持水量是指土壤在达到饱和水分的条件下，除去重力影响，土壤所能保持的稳定的含水量，也是影响植物生产者生产力的重要因子[13-15]，也是植物能有效利用的最高含水量。研究认为，正常人工植被土壤田间持水量应保持在20%～22%[16，17]。太原市公园绿地0～40 cm 土层田间持水量的均值为27.45%，且随着土层深度的变化趋势与土壤饱和含水量相似。52.2%以上的绿地土壤其田间持水量在20%～30%范围内(图3)。

工作室中的成员本质上属于一个“学习共同体”，“学习共同体”是一种关于学习和学习者的社会性安排，它提供给学习者围绕共同的知识建构目标而进行社会交互的机会，以活动为载体的社会交互中蕴含着多种层次的参与：边缘的和核心的，每一个成员从不同水平和不同角度加入到围绕知识的合作、争论和评价中，并且从中获得来自他人和人工制品的支持，在形成共同体的共识性知识的过程中确立自己的身份感[5]。在学习共同体中，学习者彼此尊重，平等地对话交流，形成密切的关联，在共同活动和频繁的交往中，学习者之间很容易产生情感，相互信任，形成轻松愉快的学习氛围，进而能够产生归属感，更有利于学习活动的开展。

3.2 土壤物理性质空间变异特征

3.2.1半方差函数分析

影响土壤物理性质的结构性因素有气候、地形、土壤类型等，随机性因素包括施肥、耕作措施、种植制度等人为活动[18]。本研究各土层物理性质半方差函数分析表明(表2)，不同土层容重、饱和含水量、田间持水量块金值与基台值比值C0/(C0+C)均接近50%，系统具有一般的空间相关性，同时受结构性因素和随机性因素影响。

表2 太原市公园绿地物理性质地统计学分析

图3 太原市公园绿地土壤田间持水量频率分布Fig.3 Frequency distribution of field water holding capacity of park green space in Taiyuan City

变程可表现变量的空间自相关尺度。研究区物理性质容重、饱和含水量、田间持水量变程均为 51 100 m，可见,在本研究公园绿地土壤中，不同土层间物理性质变程未发生分异，空间变异属于同一级结构。

3.2.2空间格局分析

结合各指标对应的最优拟合模型在Arcgis10.2进行空间插值，绘制容重、饱和含水量、田间持水量空间分布图(图4,图5，图6)。

图4 土壤容重空间分布Fig.4 Spatial distribution of soil bulk density

图5 土壤饱和含水量空间分布Fig.5 Spatial distribution of soil saturated water content

图6 土壤田间持水量空间分布Fig.6 Spatial distribution of field water holding capacity

随土层深度的增加，土壤容重的斑块格局分布变得更加复杂，容重高值出现在龙潭公园、迎泽公园、和平公园、晋阳湖公园等，多为年代久远，使用频率与服务时间较长的公园绿地。

随土层深度的增加，土壤饱和含水量和田间持水量在空间格局分布上表现相似的规律，随土层深度的增加，空间格局异质性降低。表层土壤水分复杂的空间分布格局与人工灌溉的方式和频率有很大关系。

4 结论

1)太原市公园绿地土壤容重的均值为1.28 g/cm3，随土层深度的增加土壤容重增加，0～10 cm、10～20 cm土层土壤容重符合植物生长的基本需求，20～40 cm土层土壤容重值为1.36 g/cm3，在管理中需对深层土壤进行提升。公园绿地0～40 cm土层土壤饱和含水量和田间持水量的均值分别为36.41%和27.45%，随土层深度的增加其含水量减少。

2)太原公园绿地容重、饱和含水量、田间持水量为中等程度空间相关性，受到结构性因素的影响，同时也受到随机性因素的干扰。空间分布格局研究表明，土壤容重随土层深度的增加其斑块复杂化，饱和含水量和田间持水量的斑块分布格局在表层更为复杂。