融雪剂对城市绿化危害及治理措施探讨
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融雪剂对城市绿化危害及治理措施探讨
逄好胜1,文超2,李晓奇1,徐倩2,赵学乾2,王吉栋3
(1济南市园林和林业科学研究院,山东济南250102;2济南市公园发展服务中心,山东济南
250100;
3济南市园林和林业绿化局,
山东济南250099)摘要:近年来,北方城市强降雪天气频发,
使用融雪剂已成为清除城市道路积雪的有效手段之一。
然而,长期使用融雪剂,给城市绿地土壤及园林植物带来的问题也愈发突出。
分析了使用融雪剂后土壤质量变化以及对植物生长生理的影响,并针对性地提出了防治措施,以期为规范使用融雪剂和保护园林绿化植物提供参考依据。
关键词:融雪剂;城市绿化;
危害;治理措施和花叶假连翘的土壤pH 值呈下降趋势,原因可能是
植物体多以NH 4+形式吸收外界氮素,
为了保持机体电荷稳定,植物同步释放H +造成临近土壤酸化;而种植朱蕉的土壤pH 呈现上升趋势,出现这种情况可能是由于高浓度的Na +限制了植物根系吸收K +,继而释放OH -或HCO 3-引起土壤碱化。
2.2土壤通水透气性降低
土壤结构是影响土壤透气性的重要因素,而土壤团聚体的数量和空间分布直接反映土壤结构的稳定
性。
Na +是一种土壤分散剂,盐胁迫作用下,
土壤中活跃的一价钠离子很容易置换掉土壤有机、无机胶体复合物中起搭桥作用的Ca 2+、Mg 2+、Fe 2+,破坏土壤团粒结构,土壤的非毛管孔隙度降低,保水、保肥性能降低。
另外,高pH 值环境会加快土壤中Ca 2+、Mg 2+等金属离子及含
磷化合物的沉淀,造成土壤板结,
降低土壤通透性。
2.3影响土壤微生物活跃度
土壤微生物既可以作为库来储存养分,又可以作为源释放养分。
土壤微生物量越高,代表土壤微生物越活跃,生态系统的物质循环能力越强,因此,土壤微生物量可以作为评价土壤质量的有效指标。
当土壤电导率超过5mS/cm ,土壤微生物活性受到抑制。
周玲
玲等[4]研究发现,随着土壤盐分浓度的升高,
土壤中的细菌、真菌和放线菌的数量逐渐降低。
土壤微生物对
高盐环境非常敏感,微生物的群落复杂性、
活性与盐分含量呈现负相关趋势。
2.4降低土壤酶活性
土壤酶的主要作用是催化土壤生化反应,与土壤的肥力有很大关系。
过氧化氢酶可以促进多种化合物
的氧化,尤其是可以快速分解土壤中过量的过氧化氢,防止对植物产生毒害作用。
脲酶可以促使土壤中的有机氮转化为速效氮,保障生物体氮素供应。
磷酸酶促进有机磷向磷酸盐转变,对于生态系统的磷素循环至关重要。
盐胁迫条件下,高浓度的盐离子通过渗透胁迫和离子毒害直接降低土壤酶的活性。
土壤酶活性降低进一步造成土壤有机物矿化进程减慢,降低土壤有
随着我国城市化进程的快速推进,降雪带来的安全隐患越发凸显,保障雪后道路安全已成为重要的民
生问题。
尤其是我国北方城市降雪量大,频次高,加之冬季漫长,人工除雪和机械除雪已远远达不到快速除雪、恢复交通功能的要求,融雪剂作为更高效的除雪手段,越来越多地在各地区推广使用。
我国自20世纪80年代开始使用融雪剂,20世纪90年代中后期全面普及[1],融雪剂的产品类型和施用技术逐步升级。
然而,融雪剂的不规范使用也给城市生态环境带来了严峻挑战,融雪剂进入城市绿地,将降低土壤质量,进而危害绿地内植物生长。
如何破解这一难题,已成为城市园林绿化工作关注的焦点。
1
融雪剂的类型及作用机理
融雪剂主要分为氯盐型、非氯盐型和混合型三类。
氯盐型融雪剂以氯化钠、氯化钙、
氯化镁为主,非氯化物型融雪剂包含醋酸钙、醋酸镁、醋酸钾或以醇类、胺类等为有效成分的有机化合物,混合型融雪剂一般是由氯盐型和非氯盐型融雪剂按照一定比例混合而成。
相比其他两类融雪剂,氯盐型融雪剂具有冰点低、
价格低廉、速效性好的优点,因此,被广泛用于城市道路除雪,占比超过90%[2],这其中又以NaCl 使用最为广泛。
根据拉乌尔定律,冰雪中加入盐溶质,凝固点降低。
因此,使用融雪剂除雪的过程属于物理变化,而非化学反应,不会产生其他新物质。
以NaCl 为例,35%左右浓度的NaCl 溶液的冰点是-19℃,只要气温高于该冰点,积雪就会融化。
2融雪剂对城市绿地土壤质量的影响
融雪剂对城市绿地土壤的危害最为直接,施用的融雪剂融化后随水分运移进入土壤,并且可以长期滞留在土壤中,造成土壤环境污染。
Na +和Cl -土壤溶解度较高,容易在土壤中积聚,从而导致土壤理化性质发生变化。
2.1干扰土壤酸碱平衡
邹晓君等[3]对4种园林植物在NaCl 胁迫下土壤表征的研究中发现,随着NaCl 浓度升高,狗牙花、红背
桂
现代园艺2023年第15期
1
94〇
效养分含量,最终影响生态系统的物质循环效率。
3融雪剂对园林植物的影响
3.1渗透胁迫
植物依靠其根系渗透作用吸收土壤中的水分和营养物质,并借助与叶片蒸腾作用的拉力将水和营养物质输送至地上部分。
融雪剂中的盐类物质融化后进入土壤,引起土壤水分中的离子浓度升高,植物根系细胞水势低于外界溶液水势,水分外渗,造成细胞失水,同时影响植物对养分和矿物质元素的吸收。
另外,如果此时外界空气湿度较低,在蒸腾作用对水分需求的刺激下,植物体失水更为严重,极易引发生理干旱,甚至造成植物死亡。
3.2离子毒害
为了维持体内水分平衡,植物细胞会主动积累渗透调节物质,以提高溶质压力势,降低内部水势,防止细胞过度失水。
胞内渗透调节物质一般通过两种渠道积累,一是吸收外界Na+和Cl-等;二是促使细胞合成各类有机质,如游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等。
植物吸收过多的Na+,高浓度的Na+本身会对植物体产生毒害性,具体表现为对细胞膜和一些蛋白质的稳定性造成破坏,干扰细胞增殖和生长,造成初级、次级代谢及矿物质元素的动态平衡紊乱。
高浓度的Na+会影响细胞对K+的吸收,干扰胞内Na+/K+平衡[5]。
K+吸收不足,造成生物蛋白体异构,影响功能发挥。
另外,Na+的富集会限制细胞对Ca2+的吸收,破坏原生质层的选择透过性,致使细胞信号转导通道受阻。
3.3光合作用受损
盐胁迫引发的渗透胁迫和离子毒害作用进一步加剧活性氧(ROS)的生成和积累,大量的活性氧物质积累会引起细胞膜质过氧化,中断光合作用电子传递链进程,影响植物的光合作用。
另外,盐胁迫条件下,PEP 羧化酶和RUBP羧化酶活性降低[6],破坏叶绿素结构。
Zhao等[7]通过试验发现,300mmol/L NaCl处理使胡杨净光合速率减少了48.5%,这也说明了高盐作用下,植物光合系统受到严重损伤。
3.4植物表型变化
盐胁迫作用下,植物组织和器官生长受到抑制,通常表现为叶片萎蔫、叶面积减少、叶边缘干枯、生物量减少,株高降低等。
研究数据表明,土壤盐分超过0.2% ~0.5%,大多数植物会表现出吸水困难,生长速率显著下降[8]。
程淑娟等[9]使用NaCl处理黄花忍冬发现,高盐胁迫致使黄花忍冬出现叶片枯黄、脱落甚至植株死亡症状,与此同时,根冠比增加。
生物量是反映植物健康状况的重要指标,NaCl的大量累积必然会抑制植物的生长发育和有机物的累积,并且,植物不同器官对于盐胁迫的耐受响应不一致,一般情况下,植物的地上部分相比地下部分抑制效应更为明显。
4降低融雪剂对城市绿化危害的措施
4.1规范融雪剂使用
在融雪剂类型选择上,根据区域位置和生态影响,适当增加非氯盐型和混合型使用比例,减少氯盐型融雪剂用量。
制定融雪剂质量和使用的地方标准,对使用后的融雪剂及雪水统一收集处理,严禁向道路两侧绿地内堆积或排放。
同时,对施工作业人员加强技术培训,严格按照产品说明书规定的配比和方法作业,避免出现浓度过高、紧贴绿化带喷洒的情况,将环境污染降到最低。
4.2安装挡盐板
根据气象预报信息,在强降雪来临前沿绿化带外围安装挡盐板,使用支撑加固,可以很好地预防融雪剂喷施过程或者随雪水融化进入绿化带,还能起到防寒防风的作用,有利于园林植物安全越冬。
在挡盐板材质、颜色、外观选择上,应充分考虑内部植物生理特性和外部景观效果,保持整体景观协调。
4.3使用融雪剂代替物
机械除雪后,可以在路面投放煤渣、有机质、碎木屑等深色物质,一方面可以提高道路防滑性能,另一方面,深色物质可以快速吸热促进冰层融化。
此外,这些物质使用完毕后,可以就近收集到城市绿地内,用于改良土壤,增强绿地土壤肥力。
4.4工程排盐
根据土壤水分、盐分运移规律,一是使用打孔设备在受污染绿地内打孔,孔内大水浇灌,盐分随水下移至地下水位,随地下水运动排出绿地;二是选择在城市绿地地表适当深度,埋设排水盐管系统,使土壤中多余的盐分随水分排出有效土层。
实施过程中,应充分考虑园林植物生长所需土层厚度,同时注意暗管的埋深和间距,避免发生二次返盐现象。
4.5栽植耐盐性植物
加强摸排,精准掌握易发生融雪剂流入的绿地区域,根据周边景观特点适度调整种植结构,选择耐盐性能好的植物。
如乔木可选择塔柏、榆树、油松、黄金槐、柽柳、紫穗槐等;灌木可选择千头柏、金叶女贞、夹竹桃、珠美海棠、亮丽忍冬等;地被可选择高羊矛草、黑麦草、马蔺、大花萱草、玫瑰萱草等。
另外,要加强耐盐树种培育,尤其是对乡土树种进行驯化,筛选耐盐优种,规模化培育,进一步提高园林植物整体盐分耐受性。
5结语
使用融雪剂对于快速恢复雪后交通功能具有一定的必要性,然而,融雪剂的滥用对园林植物危害颇多,不仅影响短期的绿化美化效果,更会限制城市绿化长远发展。
本研究提出了5条治理措(下转第199页
)
195〇
(上接
第195页)施,但想彻底消除融雪剂对城市绿化
的危害,还要从源头治理,规范融雪剂生产、使用标准,加强施工作业人员技术培训,避免在绿化带内排放和堆积,才能为园林植物创造良好的生长环境,真正实现园林绿化事业的高质量发展。
(收稿:2023-03-21)参考文献:
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作者简介:逄好胜,男,汉族,山东青岛人,硕士,工程师,研究方向:城市园林绿化、植物生理生态研究等。
能化、标准化的新农科人才培养模式的形成,推动智慧农业装备和农业信息化建设全面发展。
3.4顶岗实习和订单培养
顶岗实习是在校学生实习的一种方式,是《国务院关于大力发展职业教育的决定》中的“2+1”教育模式,前2年在校学习2年,第3年到企业从事专业对口有职业技能要求的带薪工作,高等职业院校要求学生顶岗实习实训时间不少于半年,纳入了学生培养方案和毕业考核标准。
顶岗实习是专业学习必不可少的环节,是应用型人才培养的重要组成,是学生了解工作环境和企业文化,掌握生产现场,独立完成生产任务,培养学生职业素养、创新能力和社会责任感的重要途径,推动校企合作、工学结合的深入,进一步深化教育教学改革,实现职业院校培养人才和服务社会的统一。
学校的管理制度需要“企业化”,对于订单班学生实行“准员工”管理,实现学校管理制度与企业规章制度的有机融合[8]。
校企双方联合推出人才培养方案,并创建一个专业的课程开发团队,通过对行业基本素质能力以及岗位特定核心能力的深入调研与分析,推出一项多层次、多内容的人才培养方案,其中涵盖了学校的培养目标、专业课程设置、课程标准、教学计划进度、学制学年设置、理论实践课比重、学时学分与考核制度等多项内容。
成立一个由高精尖人才组成的“人才培养工作委员会”,为学生职业心理活动提供培训与指导,并对平时的教学活动予以严格监管,严格学校、实习单位、学生三方协议的签订,明确三方的权利义务和责任,保障学生顶岗实习的合理报酬和权益,从而全面推进“订单式”人才培养方案的有效落实,订单生的考核更加严格,需通过学校和企业的双重考核方为合格[8]。
秉承依托产业办专业的宗旨,产学研协同育人,设立企业订单培养模式,依托园艺行业、现代都市园艺与省内外20余家企业开展紧密合作,探索筹建企业订单培养班、学徒班和业余专科班,筹备成立以乡村振兴和农业发展为宗旨的智慧农业产业学院。
4结语
校企合作重构了“能力本位”的人才培养模式,注重综合素质和就业能力的提高,为立足岗位,服务基层,面向全国,培养全面发展的“厚基础、高素质、强能力”的应用型园艺专门人才还需进一步探索和实践[9]。
人才培养方案是高校培养创新型人才的基础,是实施素质教育的关键[10]。
随着校企合作的推进,广东茂名农林科技职业学院进一步加大了校内、校外实践教学平台的建设力度,实现校企合作常态化,根据市场和人才需求的变化,持续改进和不断完善人才培养方案。
“就业导向、产教融合”共建高水平人才队伍,“教、学、做”合一,工学交替、任务驱动、项目指引、课堂与企业实践一体化的教学方式,对教学过程实施、特色课程开发、组织考核评价和学生管理等方面进行较为详细的探讨,推进园艺专业学徒制、业余专科的升学模式的建设。
打造虚拟仿真教学VR实训室和智慧农业实训基地,推行创新创业大赛与技能大赛的举办,完善1+X 等级证书试点建设,将是今后高职学校园艺专业人才培养研究的主要方向。
(收稿:2023-04-06)参考文献:
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