华北平原沙地治理工程初期的改良土壤效应

随着我国城镇 化 的 快 速 发 展，城 市 生 态 建 设 在 国家生态安全以及生态文明建设方面的作用越来越 重要。城市林业工程是城市生态建设的主体之一。
收 稿 日 期 ：２０１４－０１－２１ 作者简介：李春 雨 （１９６８－ ），男，北 京 人，大 学，工 程 师， 从事荒山造林工程研究．
表 １ 北 京 市 沙 地 治 理 工 程 ３ 个 示 范 区 概 况
地点 房山区 顺义区 昌平区
经度
纬度
海 拔／ｍ
林带配置
１１６°０４．７６０′Ｅ ３９°４１．０６４′Ｎ ５４．０ １０行毛白杨，３行刺槐，３行油松
１１６°４３．３３１′Ｅ ４０°１０．１７９′Ｎ ２８．５ ２行国槐，４行华山松，２行垂榆
量有机质含量。土壤测试在中国农业科学院的实验
室完成。分别采用重铬酸钾－硫酸溶液直接加热消
解法测定土壤有机 质 含 量；凯 氏 定 氮 法 测 定 土 壤 全
氮含量；碱解扩散法测定土 壤 碱 解 氮 含 量；ＮａＨＣＯ３ 法测定土壤速 效 磷；ＮＨ４ＯＡＣ 浸 提、火 焰 光 度 法 测 定土壤速效钾含量。
下地被为二月兰，油松的胸径为 ８．９０ｃｍ，沙地 柏 株
高 为 ８７．２０ｃｍ。 土 壤 采 样 深 度 为 ０～１０ｃｍ、１０～２０
ｃ 室，
在 室 内 自 然 干 燥 后 ，一 部 分 过 ２０ 目 筛 ，测 量 全 氮 、速
效氮、速 效 磷 和 速 效 钾 含 量；一 部 分 过 １００ 目 筛，测
近年来，北京 市 广 泛 实 施 了 播 草 盖 沙 工 程。 它 是 在 裸 露 的 沙 地 、荒 滩 及 林 下 采 取 栽 植 、播 种 抗 旱 沙 生 灌 草 植 物 ，或 者 通 过 封 沙 育 草 措 施 ，增 加 植 被 覆 盖 度 ，减 少 就 地 扬 沙 扬 尘 危 害 的 一 项 综 合 性 生 态 工 程 。 该 工 程 主 要 集 中 在 永 定 河 、潮 白 河 、大 沙 河 流 域 和 康 庄、南口等五大 风 沙 危 害 区 及 其 周 边 地 区。 本 研 究 选取播草盖沙工程 的 典 型 示 范 区，通 过 分 析 不 同 植 被类型的改良土壤 效 应，为 工 程 管 理 以 及 今 后 的 郊 区绿化提供理论依据。
２
防 护 林 科 技 ２０１４ 年
减缓热岛效应、增加生物多样性 和 ［３］ 改良土壤等。 土壤改良是评价城市林业工程生态服务功能的一
个重要方面。前人对北京市绿地土壤的研究多以城区 或山区为主，而对郊区平原的研究较少。例如，北京市 城市绿地的土壤有机质含量为７．２９～３７．４７ｇ·ｋｇ－１， 水解性氮含 量 为 １１．８０～１３１．５８ ｍｇ·ｋｇ－１，有 效 磷 含 量为０．７３～８４．９５ ｍｇ·ｋｇ－１，速效钾 含 量 为 ３０．６８～ ３１９．５８ｍｇ·ｋｇ－１［４］。延庆县不同类型植被的土壤肥力 排序为：山杏灌木林＞蒙古栎林＞蒙古栎－飞播油松 混交林＞人工油松林＞飞播油松林［５］。地形和植被是 影响山区油松水源林土壤肥力的主要因素［６］。
许多城市都提出 了 自 己 的 林 业 发 展 规 划。 其 中，北 京 市 林 业 发 展 战 略 研 究 与 规 划 （２００５—２０２０）提 出 了 建设绿色北 京、构 筑 生 态 城 市 的 理 念 。 ［１］ 林 业 工 程 的建设能够明显改 善 城 市 环 境 质 量，包 括 增 加 空 气 负离子、吸滞 污 染 物、消 减 噪 音 和 滞 尘 等 。 ［２］ 此 外， 这些城市林业工程 还 具 有 多 种 生 态 服 务 功 能，包 括
１１６°１３．５２０′Ｅ ４０°１１．７５２′Ｎ ５２．６ ２行桧柏，油松和沙地柏斑块状
２ 结果与分析
２．１ 不 同 植 被 类 型 的 土 壤 有 机 质 在房山区，与荒地（６．８９～９．７５ｇ·ｋｇ－１）相 比，
治理工程的３个树 种 均 提 高 了 土 壤 有 机 质 含 量 （图 １Ａ）。其中，毛白杨的效 果 最 佳，分 别 将 ０～１０ｃｍ、 １０～２０ｃｍ 和 ２０～３０ｃｍ 的 土 壤 有 机 质 含 量 提 高 ６０％、１５０％ 和 １４０％；刺 槐 分 别 提 高 ６８％，１２４％ 和 ２６％ ；油 松 分 别 提 高 ５０％ 、３０％ 和 ８０％ 。 在 顺 义 区 ， 与荒地 （７．５８～１０．７２ｇ·ｋｇ－１）相比，治理工程 的 ３ 个树种均提高了土壤有机质含量（图１Ｂ）。其 中，华 山松和国槐对 ０～１０ｃｍ 和 １０～２０ｃｍ 的 土 壤 有 机 质作用较好，分 别 比 荒 地 提 高 ６４％、１３４％ 和 ８４％、 １４５％；而垂 榆 对 ２０～３０ｃｍ 土 壤 有 机 质 的 作 用 较 好，比荒地提高１４５％。在昌 平 区，桧 柏 明 显 提 高 了 土壤有 机 质 含 量，分 别 比 荒 地 （７．２３～１０．２３ｇ· ｋｇ－１）提 高 ７５％ 、１５１％ 和 １００％ ；而 油 松 和 沙 地 柏 的 作 用 较 弱 （图 １Ｃ）。
１ 试验方法
２０１３年 ５ 月，分 别 在 北 京 市 的 房 山 区、顺 义 区 和昌平区的工程示 范 区 内 采 集 土 壤 样 品，每 个 示 范 区的简介如表１。在不同示范区内 分 别 测 量 ３ 种 树 木的株高或者胸径，每 种 树 木 测 量 ５ 株，取 平 均 值。 其中：房山区的工程 示 范 区 位 于 阎 村 镇 二 合 庄 的 长 周路旁，林带内毛白杨胸径为 ６．７１ｃｍ，刺槐的 胸 径 为 ７．２０ｃｍ，油 松 的 株 高 为 ２０４ｃｍ，林 下 地 被 为 二 月 兰；顺义区的工程示 范 区 位 于 奥 林 匹 克 水 上 公 园 附 近的白马路旁，林带内国槐的胸径为 ９．１３ｃｍ，华 山 松的株高为１８７．８０ｃｍ，垂 榆 的 胸 径 为 ９．７０ｃｍ；林 下地被为二月兰；昌 平 区 的 工 程 示 范 区 位 于 科 技 园 附近的京藏高速辅路旁，桧柏株高为 ３６８．４０ｃｍ，林
Ｓｏｉｌ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｉｎｉｔｉａｌ Ｓｔａｇｅ ｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｐｌａｉｎ
Ｌｉ Ｃｈｕｎｙｕ１，Ｌｉ Ｒｏｎｇｈｕａｎ１，Ｃｈｕ Ｊｉａｎｍｉｎ２
（１．Ｇｅｎｅｒａｌ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒｅｅ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ，Ｓｔａｔｅ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９１，Ｃｈｉｎａ）
李 春 雨１，李 荣 桓１，褚 建 民２
（１．北京市林业工作总站，北京 １０００２９；２．中国林业科学研究院林业研究所，国家林业局林木培养重点实验室，北京 １０００９１）
摘 要：分别在北京市郊的房山区、顺义区和昌平区 选 择 沙 地 治 理 工 程 示 范 区，以 附 近 的 荒 地 为 对 照，测 量 不 同 植 被类型下的土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效 钾 含 量 等 指 标，以 对 华 北 平 原 沙 地 治 理 工 程 初 期 土 壤 改 良 效 应进行研究。结果表明：在３个示范区，不同类型的植被都在一定程度上改 良 了 土 壤。 其 中，房 山 区 的 毛 白 杨 增 加 土壤有机质和全氮的效果最佳，刺槐增 加 土 壤 速 效 氮 和 速 效 钾 的 效 果 最 佳，而 油 松 增 加 土 壤 速 效 磷 的 效 果 最 佳。 顺义区的华山松，国槐和垂榆均有效增加了土壤有 机 质、全 氮、速 效 氮 和 速 效 钾，而 华 山 松 和 国 槐 增 加 土 壤 速 效 磷 的效果较好。昌平区的桧柏增加土壤有机质、全 氮、速 效 氮、速 效 磷 和 速 效 钾 的 效 果 最 佳。 因 此，在 沙 地 治 理 工 程 初 期 ，植 被 即 可 在 一 定 程 度 上 改 良 林 下 土 壤 。 关 键 词 ：沙 地 ；土 壤 改 良 ；土 壤 有 机 质 ；全 氮 ；速 效 氮 ；速 效 磷 ；速 效 钾 中 图 分 类 号 ：Ｓ７１４．６ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．１３６０１／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－５２１５．２０１４．０５．００１
２０１４ 年 ５ 月
防 护 林 科 技
第 ５ 期 （总 １２８ 期 ）
Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｆｏｒｅｓｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
文 章 编 号 ：１００５－５２１５（２０１４）０５－０００１－０４
Ｍａｙ，２０１４ Ｎｏ．５（Ｓｕｍ Ｎｏ．１２８）
华北平原沙地治理工程初期的改良土壤效应
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ａｒｅａｓ ｆｏｒ ｓａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｉｎ Ｆａｎｇｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｓｈｕｎｙｉ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ ＆ Ｃｈａｎｇ－ ｐｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｎｅａｒｂｙ ｂａｒｒｅｎ ｌａｎｄ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ，ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｖａｉｌａｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ；ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｉｍｐｒｏｖｅ－ ｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ ｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｐｌａｉｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ．Ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ：ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ａｒｅａｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｏｉｌ ｔｏ ｓｏｍｅ ｅｘｔｅｎｔ．Ｉｎ Ｆａｎｇｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎ－ ｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ＆ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂｙ Ｐｏｐｕｌｕｓ ｔｏｍｅｎｔｏｓａｉｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｔｒｅｅｓ；ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｏｉｌ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ＆ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｂｙ Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａｉｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｔｒｅｅｓ；ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｏｉｌ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｂｙ Ｐｉｎｕｓ ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ ｉｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｔｒｅｅｓ．Ｉｎ Ｓｈｕ－ ｎｙｉ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｓｏｐｈｏｒａ ｊａｐｏｎｉｃａ，Ｐｉｎｕｓ ａｒｍａｎｄｉ ＆ Ｕｌｍｕｓ ｐｕｍｉｌａ ｖａｒ．ｐｅｎｄｕｌａｉｎｃｒｅａｓｅ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ，ｔｏｔａｌ ｎｉ－ ｔｒｏｇｅｎ，ａｖａｉｌａｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ；ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｏｉｌ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｂｙ Ｐ．ａｒｍａｎｄｉ ＆ Ｓ．ｊａｐｏｎｉｃａａｒｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｕ．ｐｕｍｉｌａｖａｒ．ｐｅｎｄｕｌａ．Ｉｎ Ｃｈａｎｇｐｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ，ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｖａｉｌａｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ＆ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｂｙ Ｊｕｎｉｐｅｒｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ ｉｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｔｒｅｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｏｉｌ ｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙ ｔｏ ｓｏｍｅ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ｓａｎｄ ｃｏｎ－ ｔｒｏｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓａｎｄｙ ｌａｎｄ；ｓｏｉｌ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ；ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ；ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ；ａｖａｉｌａｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ；ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ； ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ