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【科技论文】辰山植物园土壤改良修复关键技术实践

花匠小妙招
2024-11-28 01:00

植物园是现代城市经济、文化和科技发展的体现，是城市生态环境建设和可持续发展战略的重要内容。然而，在植物园的建设和发展中，人们往往更关注植物的选择、群落配置及园容景观营建，而较少关注土壤的生态平衡。作为植物生长的物质基础，土壤理化性质的差异将直接影响植物园景观效果和生态效益的发挥。但在传统的改良中，未能有效构建“植物、土壤、排水”的综合改良修复体系，难以支撑植物园长效的可持续发展。因此，关注土壤健康，有的放矢地实施土壤改良修复，构建园内自我演替、循环发展的土壤生态系统，满足植物保育、提升优美景观已成为植物园可持续发展的普遍需求。

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辰山植物园土壤的现状问题

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辰山植物园位于上海市松江区辰花公路3888号，总占地面积207hm2，园区的土壤改良修复工程一期面积共26.5万m2，包含南入口区12万m2、矿坑花园和岩石药用园9万m2、展览温室周边区域5.5万m2。

△ 改良工程一期区域分布平面图

由于辰山植物园建设过程中交叉施工、机械反复碾压等因素，导致建成后出现土壤压实、积水严重、植物生长不良甚至死亡等现象。通过对不同区域土壤的随机采样检测分析，研究表明土壤理化性质不佳和缺少有效运作的土壤排水系统和设施是其主要问题。

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关键技术

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植物原/异位保护技术

传统的植物保护出于经济、施工难度等因素，一般多关注于高大乔木的异位保活，而忽略低矮灌木和地被。然而，植物园由于其引种栽培和迁地保育的特性，要求尽可能地保护、维持各类植被的健康生长。因此，针对园区内不同的土壤条件与植物群落，在改良实践中形成了以乔木和灌木地被为主的2种类别的植物原/异位保护技术。对深根性和珍稀濒危类的乔木，如木兰、红豆树、舟山新木姜子等，采用原位树球孤岛法予以保护。而部分场地由于植被茂密，大型机械没有足够的操作面，对其中多须根、耐移植树种，如海棠、无患子、梨树等乔木，以及灌木地被则实施异位保护。

▽ 乔木原位树球孤岛法改良剖面示意及实景图

△ 乔木的异位保护(左图：移植、右图：假植)

土壤配方改良技术

针对辰山植物园的土壤问题，以改良土壤结构、提升肥力等为核心，通过添加黄砂、火山石等细颗粒材料，提高含砂量，调节土壤总孔隙度；以绿化废弃物为主的有机基质，降低土壤容重，提高土壤持水能力；施加以猪粪、鸡粪等有机肥，促进土壤形成良好的团粒结构，调节土壤水气平衡；土壤结构改良剂则针对水稻土和地表压实引起的板结、积水，增加土壤孔隙度。最终结合上海市园林科学规划研究院的前期调研，得出“适地适树”的通用配方“7~8份原土+2~3份有机改良材料+0.5~0.8份有机肥+土壤结构改良剂”，并根据不同植物类型适时调整配方比例，综合优化土壤的理化性质。

排水系统优化技术

辰山植物园作为周边径流的汇集地，其排水系统受限于退化的土壤结构，存在局部堵塞和中断。因此，土壤改良修复的同时优化排水系统，即根据不同地形条件，通过整合土壤入渗-地下排水-下水管道，从面、线、点上确保土壤水分的自然流动。

△ 排水系统平面及现场铺设

改良成效

辰山植物园土壤改良修复一期工程始于2016年4月，至2017年4月全部完工。通过南入口木兰园的先行试点，形成一套完整的技术体系，包括：材料机械的调试改良、植物原/异位保护、土壤配方改良、排水系统优化等。EC值、土壤容重、非毛管孔隙度和入渗率等重要指标的均值较改良前均有明显优化；排水系统的提升配合改良土有效解决了地势低洼、积水难排的问题；据不完全统计，改良后植物的存活率达98%以上，且三大区域的专类园景观均得到明显提升。

月季园改良前后

绿环改良前后

土壤环境是植物园的建园之本，陈封怀教授更是强调植物园应以“优美的景观、科学的内涵、艺术的外貌”为核心理念。辰山植物园的土壤改良修复研究实践中，基于对场地的功能性认知和区域土壤采样分析，通过乔灌草分类的植物景观提升技术、差异化配比的土壤改良技术、“渗-排”结合的排水系统优化技术，并借助自然力弥补施工疏漏，实现三者相辅相成的改良体系，有效修复了不良的土壤理化性质，构建了良性循环的地下生态系统，为打造集科研、科普和游憩等功能于一体的世界一流植物园奠定坚实的技术基础。

全文刊登于《中国园林》2017年第12期P123-128

黄俊达/上海市园林工程有限公司助理工程师

叶子易/上海市园林工程有限公司副总工程师

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