“覆土绿植”对秦岭宝鸡段违建整治区土壤养分的影响

刘添瑞，吴蔚晨冕，冀亚峰，陈 炜

(宝鸡文理学院 地理与环境学院，陕西 宝鸡 721013)

秦岭既是中国南北气候、生物、水系、土壤和地质等自然地理要素的天然分界线，也是“天然中药库”和“世界生物基因库”。同时，秦岭对于中华文明的繁衍和发展也做出了不可替代的贡献，被誉为“中华龙脉”。2020年4月20日，习近平总书记在陕西省调研是强调：“秦岭和合南北、泽被天下，是我国的中央水塔，是中华民族的祖脉和中华文化的重要象征”。但进入21世纪以来，由于生态保护意识缺乏、生态保护责任淡漠、利益驱动等多种因素，秦岭南北麓出现了不同程度的无序开发和违章建设别墅等有悖生态文明建设的乱象，引发了一系列生态和社会问题[1]，严重干扰和影响了秦岭原有生态平衡。自2018年起，对秦岭违建整治工作的开始，标志着“秦岭保卫战”揭开序幕，2018年9月5日，对位于宝鸡市川陕路29栋违建进行整体整治，标志着宝鸡市秦岭生态环境问题专项整治集中拆违进入全面攻坚阶段[2]。自宝鸡市秦岭生态环境问题专项整治工作开展以来，已经累计整治各类违建11.7万平方米，目前覆土16.5万平方米，植树11.17万棵，植绿31.87万平方米[3]。通过2018年11月卫星影像图显示，违建别墅建筑群整治效果明显，对秦岭生态环境起到很好的保护作用[4]。对违建别墅整治的复绿措施，实质上是对受损生态系统进行修复的过程，而在受损生态系统中，首先发生土壤退化，造成土壤数量和质量的降低，数量减少可表现为表土丧失或整个土体的毁失还包括土地被非农业占用，质量降低表现在土壤物理、化学、生物学方面质量的下降。在受损生态系统恢复的过程中，土壤质量的改善是植被恢复的重要前提，而植被恢复对维持生态系统健康发展具有重要的作用。

在秦岭违建别墅整治后只是对场地进行了复绿，并没有进一步采取后续措施对上述区域进行修复。从违建的整治到对该区域实施“覆土植绿”措施，是对受损土壤进行修复，已有研究表明，在秦岭北麓浅山区鄠邑段整治违建后的复绿措施以提高了违建整治区土壤养分含量[5]，而关于秦岭宝鸡段违建整治后“覆土植绿”措施对违建整治区土壤质量恢复的研究较少，本文以秦岭宝鸡段违建拆后“覆土植绿”土壤为研究对象，通过比较同一区域“覆土植绿”后土壤养分与无违建整治土壤养分，明确“覆土植绿”对土壤养分变化的影响，以期为促进违建拆迁区生态恢复过程和恢复措施优化提供理论依据，同时也为更好的保护秦岭生态环境以及可持续利用提供科学依据和实践指导。

本研究根据宝鸡市违建整治规划，在下列区域进行采样，以反映“覆土-绿植”对违建整治区土壤理化性质的影响。具体包括：宝鸡市渭滨区桃花源山庄(THY)、嘉清水源保护区、宝鸡市凤县八卦庙狩猎俱乐部(FX)、宝鸡市太白县石头河饮用水源保护区(TBX)、宝鸡市眉县红河谷(MX)以及太白县鹦鸽镇火烧滩村(HST)。其中同一地区无违建整治区域作为对照(CK)，以反映“覆土-绿植”措施对土壤理化性质恢复的影响。在样地选择时充分考虑地形、坡度、坡向、海拔高度和土壤状况等具有相对接近的立地条件，所有样地未受损区(无违建整治)均为正常用地，以保证采样地之间有良好的实验可比性。由于在采样时，嘉清水源保护区正在施工，因此在该区域无法采样。

1 研究内容与方法

1.1 样品的采集

在样方内用土钻按“S”形取土样，每个样地选取5个采样点。采样前，将地表枯落物去除，取样深度为0～50 cm，每10 cm取样一次，装入自封袋带内，带回实验室用以土壤养分的测定。计算土壤含水量以及土壤养分。在样方对角线用体积100 cm3环刀随机取0～20 cm土层的土样，以测定土壤容重。

1.2 测定方法与计算

测定的土壤养分含量指标包括有机质(Soil Organic Matter, SOM)，速效磷(Available Phosphorus，AP)，速效钾(Available Potassium，AK)和全氮含量(Total Nitrogen，TN)。其中SOM采用油浴加热重铬酸钾容量法测定，AP采用碳酸氢钠浸提-分光光度法测定，AK采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定，TN含量采用半微量开氏法测定[6]，土壤容重(Soil Bulk Density, SBD)采样环刀法测定。

1.3 数据分析

用SPSS20对数据进行差异显著性分析、采样Sigmaplot14进行绘图。

2 结果与分析

2.1 覆土绿植对土壤容重的影响

图1显示“覆土-绿植”措施，显著影响表层土壤容重。不同采样点中，土壤容重最大值为1.58 g cm-3在眉县，而最小值为1.32 g cm-3在凤县。“覆土绿植”措施显著提升违建整治区土壤容重，仅在太白县鹦鸽镇火烧滩村违建整治区“覆土绿植”措施与无违建整治区之间，土壤容重存在显著差异。表明“覆土绿植”措施在一定程度上有助于违建整治区土壤容重的恢复。

图1 “覆土绿植”对不同采样点土壤容重的影响注：THY：宝鸡市渭滨区桃花源山庄；FX：宝鸡市凤县八卦庙狩猎俱乐部；TBX：宝鸡市太白县石头河饮用水源保护区；MX：宝鸡市眉县红河谷；HST：太白县鹦鸽镇火烧滩村；大写字母表同一采样地点不同处理间显著性差异(P>0.05)。

2.2 覆土绿植对土壤养分的影响

2.2.1土壤有机质变化特点

表1显示不同位置，“覆土绿植”前后，土壤有机质含量的变化，其中以太白县表层土壤有机质含量最高为18.32 g·kg-1，而渭滨区桃花源山庄40～50 cm处土壤有机质含量最低为10.00 g·kg-1。土壤有机质含量基本呈现出随土层深度，土壤有机质含量降低的趋势。从表1中可以看出“覆土绿植”措施提高了违建整治区土壤有机质的含量，在“覆土绿植”措施下，不同土层有机质含量与对照组土壤有机质含量差异不显著，但是其土壤有机质含量仍低于对照组中土壤有机质含量，说明“覆土绿植”措施在一定程度上能够提高土壤有机质的含量，但要达到原先水平仍需开展相关的修复措施。

表1 “覆土绿植”对不同地区土壤有机质含量(g·kg-1)的影响

2.2.2土壤速效钾变化特点

从表2中可以看出不同位置，“覆土绿植”前后土壤速效钾含量的变化情况，与“覆土绿植”措施对土壤有机质含量影响相同，“覆土绿植”措施，能够提升渭滨区桃花源山庄，眉县红河谷和鹦鸽镇火烧滩村采样点表层土壤速效钾的含量，其土壤速效钾含量虽然低于相同位置表层土壤速效钾的含量，但是两者之间差异不显著，然而在太白县石头河饮用水源保护区和凤县八卦庙狩猎俱乐部采样点，其表层土壤速效钾含量低于其对照组，表明在目前阶段，“覆土绿植”措施对上述两地恢复土壤表层速效钾含量有一定的局限性。不同采样点之间，以眉县对照组土壤表明(0～10 cm)速效钾含量最高为261.26 mg·kg-1，而太白县石头河饮用水源保护区土壤表层(0～10 cm)速效钾含量最低为168.23 mg·kg-1。不同采样点中，无论是在对照组还是在“覆土绿植”组，土壤速效钾含量均基本呈现随着土壤深度的加深，其含量降低的趋势。

表2 “覆土-绿植”对不同地区土壤速效钾含量(mg·kg-1)的影响

2.2.3土壤速效磷变化特点

“覆土绿植”措施对违建整治区土壤速效磷的影响如表3所示，“覆土绿植”能够增加不同土壤深度(0～50 cm)速效磷的含量，虽然在“覆土绿植中，土壤速效磷含量低于其对照组，但是大多数土层中两者之间差异不显著。在不同的采样点之间，以宝鸡市眉县红河谷表层(0～10 cm)，土壤速效磷含量最高，而太白县鹦鸽镇火烧滩村“覆土绿植”措施下土壤速效磷含量最低。土壤速效磷整体上随着土层深度的增加，土壤速效磷含量呈现降低的趋势。

表3 “覆土绿植”对不同地区土壤速效磷含量(mg·kg-1)的影响

2.2.4土壤全氮变化特点

不同采样点土壤全氮含量随着“覆土绿植”措施的实施的变化情况如表4所示，虽然“覆土绿植”措施下的土壤全氮含量低于其对照组，但差异并不明显，表明现有的“覆土绿植”在改善违建整治后土壤全氮方面起到了积极的作用。不同采样点之间以眉县红河谷表层(0～10cm)土壤全氮含量最高，随着土壤深度的增加，其含氮量呈现降低的趋势。

表4 “覆土绿植”对不同地区土壤全氮磷含量(mg·kg-1)的影响

3 结论与讨论

土壤有机质是土壤肥力高低的一个重要指标[7]，氮素是植物生长发育的必需营养元素[8]，钾是土壤中含量最高的大量营养元素，影响植物的生长和发育[9]，土壤可利用磷含量是评定土壤供给能力的相对指标[10]。通过分析“覆土绿植”对土壤表层(0～10 cm)和不同深度(0～50 cm)土壤养分的影响表明，虽然“覆土绿植”措施没有完全恢复土壤表层容重和土壤养分状况，但在“覆土绿植”措施下，违建整治区土壤状况与未受损区之间差异不显著，表明通过“覆土绿植”措施在现阶段对土壤质量的恢复起到一定的积极的作用。

然而，受损生态系统的恢复不仅仅只限于土壤质量的提升，在进行生态恢复的过程中，植被的恢复尤为关键，而植被的恢复以群落物种组成和群落立体结构的构建为基础[11]，植物和土壤有机体之间的相互作用被认为是影响植物种群和群落动态的重要决定因素[12]。在生态系统恢复演替的过程中，地上-地下组分彼此相互影响，并且影响着生态系统特性和进程。因此在后续对违建整治去生态系统进行评价时，应注意对土壤种子库密度，萌发物种数和生物多样性进行分析，从而更全面的了解秦岭违建整治区域受损生态系统的恢复状况。“覆土绿植”措施只是违建整治区(受损生态系统)生态恢复的起始阶段，后续关于该区域土壤质量和植被评价，对改善其生态环境有重要的作用，通过对上述区域土壤质量和植被的动态监测，更好的服务生态文明建设大背景下，秦岭宝鸡段生态环境保护工作，同时该地区生态系统修复应充分利用日益增强的遥感信息技术，加强深空对地观测技术和卫星遥感应用技术的开发与应用，形成天地空一体化监管体系，更好的为秦岭生态文明建设服务。