城市公园不同地表覆盖类型土壤质量比较研究
文献类型:学位论文
作者 | 胡印红 |
答辩日期 | 2021-06 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 郑 华 ; 李 锋 |
关键词 | 土壤质量,地表硬化,城市,绿地,微生物 soil Quality, Impervious Surfaces, Urban, Green Space, Microbial Communities |
学位名称 | 理学博士 |
学位专业 | 生态学 |
其他题名 | Comparative study on soil quality under different land cover types in urban parks |
英文摘要 | 土壤具有支撑植物生长、供给植物养分和调节水文循环等生态系统服务,是 城市可持续发展的基础。然而,随着城市化的快速发展,城市土地利用/覆被发生 改变,绿地和不透水材料构成的硬化地表成为城市主要的土地利用类型,显著地 影响了土壤的形成和发育。研究城市公园不同地表覆盖类型对土壤的影响机制, 对城市土地利用规划、绿化植被选择、退化土壤修复以及建立科学合理的城市公 园管理制度具有重要意义。本研究通过采集北京市奥林匹克森林公园内行道树 (国槐)、灌木(大叶黄杨)、草坪(高羊茅)、透水地表和硬化地表五种典型地 表覆盖类型下的土壤,分析不同地表覆盖类型下土壤的理化性质、重金属污染物 累积特征和微生物的分布规律,并应用综合评价法评价不同地表覆盖类型下土壤 的质量,探究地表覆盖类型对土壤质量的影响机制。主要研究结果如下: (1)不同地表覆盖类型下土壤理化性质差异显著。透水地表、行道树、灌 木和草坪下土壤 pH 值为 8.04-8.53,呈碱性;硬化地表下土壤 pH 值为 8.43-8.96, 呈强碱性。硬化地表下土壤总碳、总氮、有机碳、水溶性有机碳、铵态氮、速效 钾等养分和水分的含量显著低于其他地表覆盖类型。透水地表下土壤养分未大量 流失,且显著高于硬化地表下的土壤。在行道树、灌木和草坪三种地表覆盖类型 下,土壤总碳和总氮含量没有差异,但草坪下有机碳、水溶性有机碳和铵态氮含 量显著低于行道树和灌木下的土壤。 (2)地表覆盖类型对土壤重金属污染物累积的影响十分显著。硬化地表下 土壤受重金属污染最严重,其中,Zn 为中度污染,Cu、Cr、Cd 和 Pb 处于轻微 污染状态。透水地表、行道树、灌木和草坪下土壤 Cu 和 Zn 为轻微污染,Cr、 Cd 和 Pb 处于未污染状态。在三种绿地土壤中,草坪下土壤重金属污染程度比行 道树和灌木下严重。 (3)地表覆盖类型显著影响土壤微生物生物量碳、生物量氮以及细菌的群 落结构和多样性。硬化地表下土壤微生物生物量碳、生物量氮及细菌的多样性和 丰富度显著低于其他地表覆盖类型,同时细菌的群落结构与其他地表覆盖类型下 不同。但不同植被覆盖的绿地土壤,微生物生物量碳和生物量氮以及细菌的多样 性和群落结构没有显著差异。透水地表下,尽管微生物生物量碳低于有植被覆盖 的绿地土壤,但微生物生物量氮和细菌多样性与绿地土壤相似。土壤细菌在硬化 地表下与其他地表覆盖类型下的差异是由土壤理化性质和重金属污染物共同驱 动的,其中土壤理化性质的贡献率更大。 (4)地表覆盖类型是土壤反硝化作用和反硝化微生物具有差异的驱动力。 硬化地表下土壤呈强碱性、铵态氮等底物枯竭,导致反硝化微生物的丰度显著低 于其他地表覆盖类型,且反硝化作用极弱。透水地表和行道树下土壤反硝化作用 无显著差异,但高于灌木和草坪下土壤的反硝化作用。 (5)综合评价不同地表覆盖类型下的土壤,表明土壤质量随地表覆盖类型 而不同。土壤质量指数表现为:草坪>灌木>行道树>透水地表>硬化地表。硬化地 表下土壤质量显著低于其他地表覆盖类型,但草坪、灌木和行道树下土壤质量没 有显著差异。 综上所述,地表覆盖类型是城市土壤具有空间异质性的驱动因素,且异质性 主要表现在硬化地表与其他地表覆盖类型之间。硬化地表下土壤呈强碱性,水分 和养分匮乏,微生物生物量和多样性降低,土壤质量低。透水地表下土壤质量显 著高于硬化地表,能缓解硬化地表对土壤的负效应。本研究阐明了城市不同地表 覆盖类型对土壤的影响机制,研究结果可以为城市公园管理和受损土壤修复提供 理论依据和实践指导。 |
页码 | 126 |
源URL | [https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47002] ![]() |
专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 胡印红. 城市公园不同地表覆盖类型土壤质量比较研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021. |
入库方式: OAI收割
来源:生态环境研究中心
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