楊麗軍，何琴，張宗洪，朱本國，王麗娟

（1 重慶市風(fēng)景園林科學(xué)研究院，重慶 401329；2 重慶市城市園林綠化工程技術(shù)研究中心，重慶 401329；3 重慶市璧山區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，重慶 402760）

海綿城市[1]是指城市像海綿一樣具有良好滲蓄水性，當(dāng)雨水充足時，城市海綿體能吸水、蓄水、滲水、凈水，而在城市需要水分時，城市海綿體又能將水釋放出來加以利用。因此，建設(shè)海綿城市首要考慮的問題是城市“海綿體”[2]，城市“海綿體”包括河、湖、池塘等水系，也包括園林綠地、滲透鋪裝這樣的城市配套設(shè)施。土壤作為主要的類“海綿體”，在海綿城市、生態(tài)園林城市的可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

理想狀態(tài)的土壤海綿體[3]，在“滲、滯、蓄、凈、用、排”等各個方面有著優(yōu)秀的表現(xiàn)，人們在研究中常用土壤持水量指標(biāo)來評價土壤海綿特性的蓄水性。在現(xiàn)代城市功能構(gòu)成中，城市公園在維護城市生態(tài)系統(tǒng)、改善城市人居環(huán)境、滿足人們美好向往等諸多方面有著重要作用。公園綠地種植土壤是公園建設(shè)的基礎(chǔ)，當(dāng)城市公園建設(shè)力度加大時，會顯著提升了其在城市綠地土壤中的重要程度。因此，在研究海綿城市土壤類海綿體時，以公園綠地土壤為研究對象，選擇土壤最大持水量作為土壤海綿體蓄水性指標(biāo)，探討其影響因子，為改善公園綠地土壤蓄水性，促進海綿城市基礎(chǔ)建設(shè)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料來源

研究的土壤樣品采自重慶市核心城區(qū)的沙坪公園、濱江公園、大龍山公園等5 個大型公園，以每個公園8組樣品的采樣密度布設(shè)，一共采集40 個土壤樣品。

1.2 樣品采集方法

每組樣品由1 個表層混合樣和1 個環(huán)刀原狀樣組成。在采集表層混合樣品時，采用棋盤法布設(shè)3 個采集點，先用采樣鏟將0～5cm 表面覆蓋層剝離，然后采集5～25cm 處土壤樣品，將各點樣品混勻后用四分法進行分取，取約1.0kg 土樣為1 個土壤待測樣品。采集環(huán)刀樣品時，應(yīng)不破壞土壤原狀，表層混合樣自然風(fēng)干后制樣進行檢測。

1.3 樣品分析

以森林土壤行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“水分——物理性質(zhì)的測定”（LY/T1251-1999）為依據(jù)，進行土壤樣品檢測分析。土壤最大持水量采用環(huán)刀法測定。土壤干容重、土壤鮮樣容重、土壤最大濕容重為土壤容重指標(biāo)；土壤質(zhì)量含水量、土壤田間持水量、土壤最大持水量為土壤水指標(biāo)；土壤毛管孔隙度、土壤非毛管孔隙度、土壤總孔隙度為土壤孔隙度指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品檢測結(jié)果

按照檢測方法，對待測土壤各個指標(biāo)進行檢測分析，檢測結(jié)果（見表1）。結(jié)果顯示，40 個供試樣品土壤最大持水量在208～745g/kg 范圍內(nèi)，平均值為374g/kg，變異系數(shù)為33%，說明在不同公園內(nèi)，土壤最大持水量存在差異，但差異不大。

表1 樣品檢測結(jié)果

2.2 相關(guān)性分析

將土壤最大持水量與土壤容重、土壤水、土壤孔隙度分別進行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)見表2。

表2 土壤最大持水量與土壤物理性質(zhì)之間的相關(guān)系數(shù)

2.2.1 土壤最大持水量與土壤容重。通過相關(guān)性分析可知，供試土壤中土壤最大持水量與土壤干容重、土壤鮮樣容重、土壤最大濕容重均呈極顯著負相關(guān)關(guān)系。相關(guān)系數(shù)分別為r1=-0.959，擬合曲線為Y1=-0.0016X+1.952；r2=-0.670，擬合曲線為Y2=-0.0027X+2.728；r3=-0.563，擬合曲線為Y3=-0.0021X+2.731。此現(xiàn)象說明，隨著土壤容重的增大，土壤最大持水量呈減少趨勢，也就是說，較高的土壤容重不利于土壤蓄水。從土壤最大持水量與土壤干容重相關(guān)系數(shù)高達0.959，可以認為，排除了土壤氣相、液相干擾因素外，土壤本身的固相構(gòu)成是重要的影響因素。

圖1 公園綠地土壤最大持水量與土壤容重相關(guān)擬合曲線

圖2 公園綠地土壤最大持水量與土壤水相關(guān)擬合曲線

2.2.2 土壤最大持水量與土壤水。通過相關(guān)性分析可知，供試土壤最大持水量與土壤質(zhì)量含水量、土壤田間持水量、土壤毛管持水量均呈極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為r1=0.412，擬合曲線為Y1=0.1963X+110.77；r2=0.612，擬合曲線為Y2=0.3839X+24.807；r3=0.803，擬合曲線為Y3=0.4016X+103.4。可以看出，土壤最大持水量與毛管持水量相關(guān)系數(shù)最大，為0.803。分析認為，土壤最大持水量作為土壤可以吸納水的最大程度，關(guān)鍵是取決于土壤毛管的持水能力。因此，調(diào)節(jié)土壤最大持水能力應(yīng)調(diào)節(jié)土壤毛管的持水能力。

2.2.3 土壤最大持水量與土壤孔隙度。通過相關(guān)性分析可知：供試土壤最大持水量與土壤毛管孔隙度相關(guān)性不強，相關(guān)系數(shù)r1=0.161，擬合曲線為Y1=0.0124X+28.585；與土壤非毛管孔隙度、土壤總孔隙度呈極顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為r2=0.816，擬合曲線為Y2=0.0495X+3.7647；r3=0.955，擬合曲線為Y3=0.0542X+27.382。土壤最大持水量就是土壤孔隙全部充滿水后土壤所能保持的最大含水量?？梢钥闯觯寥揽偪紫抖仍酱?，所能包含的水就越多，同時起到重要作用的是土壤中非毛管孔隙度。

圖3 公園綠地土壤最大持水量與土壤孔隙度相關(guān)擬合曲線

2.3 逐步回歸分析

利用SPSS 軟件進行逐步回歸分析，從大量因子中逐步剔除掉對因變量影響不顯著的因子，直到?jīng)]有顯著的自變量被選入回歸方程，也沒有不顯著的自變量從回歸方程中被剔除為止，從而篩選出影響最顯著的因子作為自變量，建立最優(yōu)的多元線性回歸方程。

設(shè)因變量y=土壤最大持水量，自變量X1=土壤干容重；自變量X2=土壤鮮樣容重；自變量X3=土壤最大濕容重；自變量X4=土壤質(zhì)量含水量；自變量X5=土壤田間持水量；自變量X6=土壤毛管持水量；自變量X7=土壤毛管孔隙度；自變量X8=土壤非毛管孔隙度；自變量X9=土壤總孔隙度。

將公園綠地土壤最大持水量及其他自變量檢測結(jié)果輸入SPSS 軟件，執(zhí)行逐步回歸分析，分析結(jié)果（見表3、4、5、6）。

表3 輸入的變量a

表4 已排除的變量b

表5 模型匯總b

表6 回歸系數(shù)a

經(jīng)過逐步回歸分析，逐步剔除掉不顯著的自變量后，篩選出的自變量為土壤干容重和土壤總孔隙度，其調(diào)整后的決定系數(shù)R2=0.963，可以解釋因變量96.3%的變化，F(xiàn) 值對應(yīng)的Sig 值小于0.05，F(xiàn) 檢驗極顯著。列回歸方程為y=-311.241X1+8.392X9+390.681，t 檢驗極顯著。

3 結(jié)論

土壤最大持水量與土壤容重、持水量和孔隙度的相關(guān)性顯著程度排序為：干容重（極顯著負相關(guān)）＞總孔隙度（極顯著正相關(guān)）＞非毛管孔隙度（極顯著正相關(guān)）＞毛管持水量（極顯著正相關(guān)）＞鮮樣容重（極顯著負相關(guān)）＞田間持水量（極顯著正相關(guān)）＞最大濕容重（極顯著負相關(guān)）＞質(zhì)量含水量（極顯著正相關(guān)），與毛管孔隙度相關(guān)性不強。經(jīng)逐步回歸分析，土壤干容重、總孔隙度是影響公園綠地土壤最大持水量的主要因子，并建立回歸方程為y=-311.241X1+8.392X9+390.681。

因此，在公園綠地種植土壤發(fā)揮海綿體特性時，為了最大程度蓄水，而要保持土壤干容重低、總孔隙度高的狀態(tài)?？梢酝ㄟ^土壤改良工程、種植土壤調(diào)配等手段，改善種植土壤固相結(jié)構(gòu)，使土壤具有良好的孔隙度，達到類海綿體狀態(tài)。若土壤最大持水量有量化值，則可根據(jù)回歸方程進行土壤容重、孔隙度在建設(shè)中的控制。