康凯丽 涂继红 余劲夫 王朴

摘    要：为探讨武汉城市绿地土壤肥力质量，采集了武汉市公园绿地、附属绿地、道路绿地及区域绿地4种绿地类型，186份土壤样本，测定了土壤pH、电导率（EC）、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等6项肥力指标，参照全国第二次土壤普查分级标准和绿化种植土壤标准，利用内梅罗指数法4种绿地类型的土壤肥力质量进行综合评价。结果表明：武汉市绿地土壤pH值在5.05～10.89之间，EC值在0.01～2.04 mS·cm-1之间，有机质平均含量为23.04 g·kg-1，碱解氮、有效磷、速效钾平均含量 分别为60.13，16.41 mg·kg-1;126.76 mg·kg-1;有机质和有效养分含量属中等或偏上水平;不同类型绿地肥力综合评价指数在0.66～2.06，排序为区域绿地>附属绿地>公园绿地>道路绿地，区域绿地、附属绿地土壤肥力评级为良，公园绿地评级为一般，道路绿地评级为差。综上，改善绿地土壤pH值及提升有机质含量仍是武汉市绿地土壤肥力质量提升的重要措施。

关键词：土壤肥力;绿地类型;内梅罗指数法

中图分类号：S153.6           文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.06.014

Soil Quality Evaluation on Urban Green Land in Wuhan

KANG Kaili， TU Jihong， YU Jingfu， WANG Pu

（Wuhan Institute of Landscape Architecture， Hubei， Wuhan 430081， China）

Abstract： In order to explore the soil fertility quality of urban green land in Wuhan， a total of 186 soil samples were collected from regional green land， affiliated green land， park green land and road green land in Wuhan， and six soil fertility indexes were measured. The soil fertility quality was evaluated by nemero index method referring to grading standard of the second national soil census and the planting soil standard. The results showed that the pH value of green soil in Wuhan ranged from 5.05 to 10.89， and the EC value was between 0.01 mS·cm-1 and 2.04 mS·cm-1. The average organic matter content of green soil was 23.04 g·kg-1， and the average contents of hydrolyzed nitrogen， available phosphorus and available potassium were 60.13 mg·kg-1， 16.41 mg·kg-1 and 126.76 mg·kg-1， respectively. The contents of organic matter and available nutrients were medium or above. The comprehensive evaluation index of different types of green land fertility ranged from 0.66 to 2.06， and the order was regional green land > affiliated green land > park green land > road green land. The soil fertility rating of regional green land and affiliated green land was good， park green land was average， and road green land was poor.In conclusion， improving the pH value and increasing the organic matter content of the green land are still important measures to improve the soil fertility and quality of the urban green land in Wuhan.

Key words： soil fertility; types of green land; nemero index method

城市綠地土壤是城市绿化的基础，是城市生态系统的重要组成部分，作为植物生长的介质，其质量直接影响着植物长势、景观功能及生态效益的发挥[1-2]。土壤肥力质量是土壤质量的表现形式之一，是土壤为植物生长供应及协调养分、水分、空气和热量的能力，是土壤物理、化学和生物学性质的综合反应[3-4]，其中土壤有机质、氮磷钾及其有效态、pH等是土壤肥力的重要表现形式，直接影响植被生产力[5]。在城市化过程中，由于人为活动的强烈干扰，城市绿地土壤的性质发生了显著变化，因此有必要对城市绿地土壤进行肥力评价。土壤肥力综合评价的方法主要有综合肥力指数法、内梅罗指数法、主成分分析-聚类分析结合法等[6]。内梅罗指数法多用于土壤污染、水体质量的评价，亦可用于农田、草地、城市绿地等进行土壤肥力质量综合评价[7-8]。伍海兵等[9]构建了城市绿地土壤肥力质量综合评价方法，采用隶属度函数和修正内梅罗指数方法对上海绿地土壤肥力质量进行综合评价，表明该方法与土壤的真实肥力水平、植物生长表现一致。目前国内对城市绿地土壤肥力的研究主要集中在上海、北京、杭州等城市[10-12]，武汉市尚未开展绿地土壤质量评价的相关研究，因此本研究基于土壤肥力特征，对武汉市绿地土壤质量评价方法进行初步探讨，以期掌握武汉市绿地土壤肥力现状及不同绿地类型土壤肥力差异，为武汉市园林基础设施建设与管理提供依据。

1 材料和方法

1.1 研究区域概况

武汉市位于湖北省东部、长江与汉水交汇处，地理位置为北纬29°58′～31°22′，东经113°410′～115°05′。武汉市属北亚热带季风性（湿润）气候，年平均气温15.8～17.5 ℃，年降水量1 150～1 450 mm，降雨集中在每年6—8月份。武汉市地貌属鄂东南丘陵经汉江平原东缘向大别山南麓低山丘陵过渡地区的地貌，主要土壤类型有黄棕壤、潮土和红壤。

1.2 土壤样品采集

采用分层抽样法在武汉市设立186块样地，参照城市绿地分类方法，分别选取公园绿地（综合公园、游园等） 41块、附属绿地（住宅小区、公共服务设施附属绿地）44块、道路绿地（市区主干道及街道绿化带）65块、区域绿地（自然风景区、农田防护林等）36块，每块样地采集0～30 cm土壤，按四分法取混合成1个样品，带回室内分析，待样品自然风干后，粉碎研磨，分别过2 mm和0.25 mm土壤筛备用。

1.3 土壤肥力指标测定

选择pH、电导率（EC）、有机质、碱解氮、有效磷、速效鉀等6项为城市绿地土壤肥力综合评价指标。土壤pH值采用电位法测定，电导率采用电极法测定，有机质含量采用重铬酸钾氧化-外加热法测定，碱解氮含量采用碱解扩散法测定，有效磷含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定[13]。

1.4 绿地土壤肥力指标标准化

为消除各指标间因量纲和数量级引起的差异，需对各肥力指标进行标准化，参照全国第二次土壤普查分级标准和行业标准《绿化种植土壤》进行土壤养分含量分级，采用隶属函数法进行标准化[9]。1.4.1 土壤养分含量指标标准化 土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分级见表1，并按表2隶属函数进行标准化。

1.4.2 土壤pH、EC值标准化 土壤pH、EC值过高或过低均不利于植物生长，土壤pH值按表3隶属函数进行计算，土壤EC值按表4隶属函数进行计算。

1.5 绿地土壤肥力质量综合评价

采用修正的内梅罗法，对武汉市绿地土壤肥力进行综合评价，计算公式如下：

F =

式中，F为土壤肥力质量综合指数;Fi为土壤肥力各指标标准化值的均值;Fimin为各肥力指标标准化值中的最小值;n为土壤肥力评价指标数。依据F值将绿地土壤肥力质量划分为4个等级：F≥2.7，土壤肥力为很肥沃，质量评级为优;1.8 ≤F< 2.7，土壤肥力为肥沃，质量评级为良;0.9≤F<1.8，土壤肥力为中等，质量评级为一般;F<0.9，土壤肥力为贫瘠，质量评级为差。

1.6 数据处理

用SPSS软件进行多重比较及方差分析，用Excel分析土壤肥力指标的统计学特征并绘制表格。

2 结果与分析

2.1 武汉城市绿地土壤肥力指标

由表5可知，武汉城市绿地土壤的pH值在5.05～10.89之间，均值为7.97，pH值在7.5～8.5之间的样点数占49.5%，pH值大于8.5的样点数占27.4%，碱性样点数占比达76.9%，整体有向碱性发展的趋势[14]。pH值对土壤中养分元素的状态和有效性有重要影响，pH值过高或过低都会导致养分的流失或固定，影响植物吸收。绿地土壤的电导率在0.01～2.04 mS·cm-1之间，一般适合绿色植物的EC值在0.35～0.5 mS·cm-1之间，该区域的样点数占比为18.3%，当EC值小于0.1 mS·cm-1，间接说明土壤中可溶性养分较低[10]，植物生长受阻，武汉城市绿地土壤的EC均值为0.13 mS·cm-1，整体偏低。有机质含量在0.37～207.60  g·kg-1之间，均值为23.04 g·kg-1，含量在20 g·kg-1以上的样点数占34.9%，参照养分分级标准，有机质含量为中等偏上水平。碱解氮含量在1.13～620.09 mg·kg-1之间，平均含量为60.73 mg·kg-1，数值大于60 mg·kg-1的样点比例为39.2%，整体属中等水平。有效磷最低含量仅为0.07 mg·kg-1，最高可达120.88 mg·kg-1，均值为16.41 mg·kg-1，含量在15 mg·kg-1以上样点数占33.3%，为中等偏上水平。速效钾含量在21.32～614.32 mg·kg-1之间，平均含量为126.76 mg·kg-1，含量高于100 mg·kg-1的样点比例为45.2%，属中等偏上水平。从变异系数来看，土壤pH值最小，为11.04%，呈弱变异，EC值最高，达171.34%，其他依次为有机质（135.14% ） >有效磷（ 126.24% ） >碱解氮（116.71%），均达强变异，速效钾（86.81% ）为中等变异[15]。

2.2 不同绿地类型土壤肥力质量与评价

武汉不同绿地类型土壤肥力指标见表6。由表6可知，pH值表现为区域绿地<附属绿地<公园绿地<道路绿地，除区域绿地土壤基本呈中性外，其他绿地均呈碱性。EC值最高为区域绿地，平均为0.244  mS·cm-1，显著高于其他类型绿地，道路绿地最低，仅为0.099 mS·cm-1。有机质含量依次为区域绿地（48.06 g·kg-1）>附属绿地（22.56 g·kg-1）>公园绿地（19.14 g·kg-1）>道路绿地（11.96 g·kg-1），区域绿地有机质达优级水平，与其他类型绿地差异显著，附属绿地和公园绿地为中等水平，道路绿地有机质含量最低，处于较差水平。不同绿地类型的碱解氮、有效磷含量变化趋势一致，均为附属绿地>区域绿地>公园绿地>道路绿地。附属绿地各养分含量最高，其中有效磷达优级水平，碱解氮和速效钾为中等偏上水平。区域绿地有效氮、磷、钾含量较高，均在中等水平以上。公园绿地的有效养分含量偏低，属中等偏下水平。道路绿地碱解氮和有效磷含量最低，为较差水平，速效钾含量较高，在中等偏上水平。

基于内梅罗指数法（Pi）的土壤肥力综合评价结果见表7。其中，区域绿地的pH值、EC值、有机质单项指标评价值最高，分别为3.00，2.58，3.00，附属绿地碱解氮、有效磷、速效钾单项指标的评价值最高，分别为2.49，3.00，2.76，道路绿地除速效钾外，其他指标的评价值在0～1.53之间，均处于最低。不同绿地类型的内梅罗指数综合评价值在0.66～2.06之间，由大到小依次为区域绿地>附属绿地>公园绿地>道路绿地，区域绿地土壤肥力最高，其次为附属绿地，综合评价值分别为2.06和1.91，土壤肥力评级为良。通常市区公园土壤比郊区土壤的有机质和速效氮、磷、钾均有显著降低[16]，区域绿地采样范围主要包括郊野公园、森林公园，受人为干扰较少，且植物群落结构复杂，凋落物量大、分解速度快，具有更好的养分归还条件和养分积蓄能力[17]。附属绿地多为居住用地、公共管理与公共服务设施用地，此类绿地面积不大，适合精细化养护，土壤肥力较高。公园绿地综合评价值为1.48，土壤肥力中等，质量评级为一般，道路绿地综合评价值最低，为0.66，土壤肥力貧瘠，评级为差。公园绿地取样点主要为大型公园、新建游园及口袋公园，在建设过程中多用生客土，养分含量缺乏，加之建成年限较短，土壤未完全培肥熟化。道路绿地主要受市政工程的影响，绿化土壤中含有大量外源侵入体，导致土壤肥力下降。

2.3 相关性分析

为更好地了解土壤肥力指标间的相互关系，对不同类型绿地土壤肥力指标进行相关性分析，结果见表8。由表8可知，pH值与EC值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量呈负相关，其中有机质含量与pH值相关系数为-0.988，达显著水平，这与前人研究结果一致[18]。EC值与有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量的相关系数在0.299～0.984之间，其中有机质与EC之间存在显著的正相关关系，相关系数为0.984。有机质含量与碱解氮、有效磷、速效钾含量均呈正相关关系，土壤有机质是维持土壤肥力的核心指标，是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源，对土壤结构、养分有效性及土壤生物多样性均有重要影响[19]。有效磷与碱解氮呈显著正相关关系，相关系数为0.962，速效钾与有效磷含量呈正相关关系，相关系数为0.89，表明速效养分具有明显同源性[20]。3 结论与讨论

武汉市城市绿地土壤pH值平均为7.94，土壤偏碱性，主要是由于在城市建设过程中大量碳酸钙及钙镁碳酸盐等碱性物质进入土壤，导致土壤pH值上升[21]。武汉城市绿地土壤的EC值较低，平均为0.13 mS·cm-1，说明土壤中缺乏一些活性养分离子。土壤有机质和有效养分指标平均含量为中等或偏上水平，但变异性较大，土壤养分含量分布不均衡。通常认为，与自然土壤相比，城市土壤不能提供充足的速效N、P、K供园林植物吸收利用[22]，但在实际调查中发现，速效养分含量并不是限制城市土壤肥力的关键因素[23]。不同土地利用方式可使土壤养分状况发生变化，对土壤肥力有显著影响[24]。

武汉不同绿地类型的土壤肥力质量的内梅罗指数综合评价值在0.66～2.06之间，由大到小依次为区域绿地>附属绿地>公园绿地>道路绿地，区域绿地、附属绿地的土壤肥力质量评级为良，公园绿地评级为一般，道路绿地评级为差。加强城市绿化建设用土及回填土质量管理尤为重要。改善绿地土壤pH值及提升有机质含量仍是武汉市绿地土壤肥力质量提升的重要措施。

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