高速公路沿线环境本底调查及土壤理化性质测定研究知识讲解.doc

高速公路沿线环境本底调查及土壤理化性质测定研究精品文档高速公路沿线环境本底调查及土壤理化性质测定研究以焦桐高速泌阳段为例摘要：对焦桐高速泌阳段沿线进行了详细的环境本底调查及土壤理化性质测定，以期为该段绿化植物选择及工程施工提供依据。得出了该段土壤质地、pH、各种养分含量和阳离子交换量(CEC) 的特征，提出了合理选择绿化植物及进行土壤改良的建议。关键词：高速公路；土壤养分；理化性质中图分类号：S731.8 文献标志码：AEnvironmental Baseline Survey and Determination of soil properties of the FreewayA Case Study on the Jiaotong Freeway Biyang SectionAbstract: A detailed environmental baseline survey and determination of soil properties along the Jiaotong Freeway Biyang Section are carried out, aiming to provide the basis provide the basis for selecting plants and engineering construction of the section. The paper obtains the distribution of the texture , pH , nutrient contents and CEC values of the top soil along the section, and then put forwards some suggestions about the proper selection of plants and for soil improvement.Keywords: freeway; nutrition of soil; physicochemical properties 在高速公路绿化设计中往往对公路沿线环境条件，特别是土壤理化性质缺乏研究，造成植物栽植后成活率不高或生长不良。因此，在绿化设计及施工之前，必须对环境本底值进行调查研究，如气象、土壤类型及特性、水文地质等。本文以焦桐高速泌阳段为例，对该段高速进行了详细的环境本底调查及土壤理化性质测定，以期为该段绿化植物选择及工程施工提供依据。焦作至桐柏高速公路是河南省高速公路网“686”规划方案6条南北纵线的一条，泌阳段是焦桐高速公路的重要组成部分，是国家高速公路网中的沪陕高速公路与南洛高速公路之间的联络线，本项目向北可接连霍高速公路，向东可接京港澳高速公路，向南可接同期建设规划的随岳高速公路。该项目起点位于平顶山与驻马店两市交界处，路线经泌阳县的象河乡、春水镇、付庄乡、贾楼乡、王店乡、高邑乡，先后与省道234、333、334相交，止于泌阳县东南美丽的铜山湖畔，与已建成的新泌高速公路驻马店至泌阳段相交，全线位于泌阳县境内。该项目全长44.219km，全线按双向6车道高速公路标准设计，路基宽28m，设计时速120km。沿线设互通立交3座，大桥7座，服务区1处。该项目的实施，将进一步完善区域高速公路网络，构筑豫南地区重要的南北向公路通道，项目的实施对于改善项目区区位优势和投资环境，加快沿线经济发展，推动当地工业、旅游及资源的开发利用均具有十分重要的意义。1 材料与方法1.1 查阅资料与摸底调查先后查阅了河南土壤地理1、泌阳县志2、河南驿宛高速公路有限公司提供的焦桐高速泌阳段勘察设计图纸等资料，然后分3个小组进行了实地调查，摸清该段高速沿线环境概况。1.2 土壤采样及样品分析方法1.2.1 样点布置土壤是植物生长的基础，是植物获取营养的主要环境，其结构、肥力、化学成分、酸碱度等特性，对植物的生长都有一定的影响。影响植物生长的3个主要参数是pH、有机质含量和阳离子交换量3。其中pH是土壤最重要的化学性质，它是土壤各种化学性质的综合反映，与有机质的合成和分解、各种营养元素的转化与释放、土壤保持养分的能力都有关系；有机质是土壤的重要组成部分，它能够改善土壤的物理和化学性质，有利于土壤团粒结构的形成，从而促进植物的生长和养分的吸收；阳离子交换量(CEC)的大小是衡量土壤保肥能力的主要指标，是判断土壤肥力和合理施肥的重要依据之一4。由于高速公路的表土是移植的植物生长必要的土壤基质,是植被快速恢复必需的物质基础5,在高速公路建设初期，先要进行清表，将2030cm厚的表土铲取后集中堆置，用于以后分配在需要绿化的区域，所以表土的养分情况直接影响到绿化植物的生长及植被恢复的快慢6。因此，对表土的理化性状进行研究，可为绿化植物的选择和土壤改良提供参考，推进绿化功能的实现。本次研究主要以表土作为土壤样本，并主要采集绿化难度较大的区域。根据实地勘察，采集春水互通区、泌阳服务区、I标段试验区路肩土、I标段试验区土等低山和石质丘陵地区的土样，采样点布置见表1。1.2.2 采样方法在所布置的采样点处按照随机多点混合原则，随机选取5个土样进行混合，采集深度为020 cm，每个混合样品重量一般为1 kg左右，如重量过多，采取四分法分样。共在高速公路地段采集了7个混合土样样品。1.2.3 分析方法土壤质地用质地指测法，pH测定采用电位法用酸度计测定(水土比m(水)：m(土)为5：1)，有机质测定用重铬酸钾容量法-外加热法，全氮测定用半微量开式法，全磷测定用H2 SO4-HClO4消煮-钼锑抗比色法，速效磷测定用0.5 mol L-1 NaHCO3浸取-钼锑抗比色法，全钾测定用H2 SO4- HClO4消煮-火焰光度法，速效钾测定用NH4OAc浸取-火焰光度法，阳离子交换量（CEC）用NaOAc法(碱性土壤)。每个样品重复2次，测量结果取2次的平均值7。土壤采样点布置见表1(I标段系指路体施工的标段划分)。表1 土壤采样点布置Tab.1 Arrangement of soil sampling point 样点编号1234567对应位置春水互通A区I标段试验区路肩土表层I标段试验区基脚绿化带表土泌阳服务区西侧I标段试验区路肩土底层I标段路肩土泌阳服务区东侧2 结果与分析2.1 沿线环境概况2.1.1 地形、地貌 项目所在区域地貌类型多样，山地、丘陵、岗地、平原等地貌均有分布，属于组合型地貌类型。地势基本是中间高，东北、西南两隅低平。桐柏山余脉在县境内呈“S”形走向，形成南阳盆地东缘的脊背地带和江、淮两大水系的分水岭。山区面积为1123km2，占全县总面积的41.87%，平原面积为444 km2，占全县面积的16.56%。 线路北起泌阳县东北部象河乡，南至王店乡，线路穿越的地貌类型主要有垄岗及丘陵山地、山前平原、河谷三种地貌类型。起点至象河一带为山前平原，海拔150200m之间。象河以南至终点的广大区域为低山和丘陵地带，海拔在130240m之间，相对高度为50100m。2.1.2 水文路线所经地区为江、淮两大水系的分水岭，区域内主要水系有：象河、桃花店河、梅林河、贾楼河、柳河以及霍庄水库、小河水库、火石山水库等。沿线河流均无通航规划。区域地下水埋深随不同地貌单元而变化，水质较好，可直接饮用，地下水一般可作生活用水和工程用水。2. 1.3气象项目所在地区地处亚热带与温暖带过渡地带，属大陆性季风型湿润气候，四季分明，气温适中，雨热同期，光、热、水资源丰富。年平均气温14.6，极端最低气温为-20.5，极端最高的气温为41.5，最冷月平均气温1.1，最热月平均气温27.9；年平均降雨量960mm，降水四季分配不均，多集中在夏季7、8月份；年平均日照射时数19552283h；历年平均风速2.54.2 m/s。最大平均风速15.019.1m/s，极大风速40m/s以上。2.1.4 地质根据地形地貌、地质作用类型、岩土性质等因素、把项目区划分为三个工程地址区：剥蚀丘陵山地工程地质区、山前堆积倾斜平原地质区、河谷侵蚀及堆积工程地质区。1）剥蚀丘陵山地工程地质区.位于象河以南至线路终点，该段地形相对起伏较大，山丘由于长期剥蚀呈浑圆状，地面高程130278m。山顶及岗地花岗岩直接出露，破碎不严重，呈大块状，强风化带一般厚13m，下部为弱风化层；山间洼地及局部山坡堆积有中更新统土褐黄色硬塑状亚粘土及亚砂土夹碎石，厚0.53m。2）山前堆积倾斜平原地质区.位于象河以北K100+000K106+600左右，该段地形相对起伏不大，较平缓，基本趋势北高南低，地面高程150200m。上部覆盖层厚515m，主要岩性为中新统褐黄色硬塑状亚粘土，亚砂土夹在量卵石、碎石，局部分布有较厚的松散-中密状的卵石层；下部基岩为强风化-弱风化花岗岩，较完整。地下水位埋深各处变化较大，一般埋深510m，为空隙性潜水。3）河谷侵蚀及堆积工程地质区。分布与路线所经过地段的河谷及河漫滩。项目区河流的河谷一般呈“U”字形，漫滩与阶地区分不太明显。岩性主要为深灰色、黄褐色硬塑状亚粘土及亚砂土，一般厚56m。这些地段地下水受河水影响，地下水位较高。2.2 土壤物理性质经测定，各土样石砾质量分数见表2。土壤类型为粗骨土，土壤质地为沙壤土。该类土石砾含量高，土层薄，土壤侵蚀严重，植被覆盖差。表2 各土样石砾质量分数Tab.2 Gravel content of the soil sample采样点编号1234567（石砾）/%21.6536.2068.4747.2463.2262.1157.852.3 土壤化学性质2.3.1 土壤溶液的pH土壤溶液的pH是土壤的重要基本性质，也是影响肥力的重要因素之一，它直接影响土壤中养分的存在状态、转化和有效性. 表3为所采集的样本的土壤化学性质。从表3可以看出所采样本pH均大于8，其中6个土样大于8.5。均呈碱性或者强碱性水平1，因此在植物选择上要选择耐碱植物类型，同时采用物理和化学方法进行土壤改良。2.3.2土壤有机质含量土壤有机质是土壤中最活跃的成分，对水、肥、气、热等肥力因子影响很大，是衡量土壤肥力的重要标志8。从表3和表4可以看出，几个土样的土壤的有机质含量均低于5级（0.6）标准，属于极低水平。2.3.3土壤全氮含量从表3和表5可以看出，土壤全氮含量最高的4号土样也仅相当于4级标准，其余均为5级标准，属于较低或极低水平。2.3.4 土壤磷和钾的含量从表3可以看出土壤全磷含量差别较大，参照表5，最高的6号土样属于1级标准，含磷量高，5号样土属于2级标准，含磷量较高，1号和3号样土属于3级标准，含磷量属于中等水平，2号、4号、7号样土属于5级标准，含量低。7个土样的速效磷含量均属于最低水平。全钾含量7号样土属于1级水平，2号、4号样土属于2级水平，1号、3号、5号样土属于3级水平，6号样土属于4级水平。7个土样的速效磷含量均属于最低水平。表3 土壤pH、养分含量及阳离子交换量Tab.3 Soil pH, nutrient content and cation exchange capacity原编号pH（全氮）/%（全钾）/%（全磷）/%（速效钾）/10-6（速效磷）/10-6b(阳离子交换量)/(cmolkg-1)（有机质）/%12345678.638.518.508.118.888.988.620.0470.040.0310.0590.0400.0300.0261.922.881.802.471.861.783.520.15440.04610.17890.03030.18630.23390.086637.646.025.085.523.610.813.92.3944.5231.2431.4792.3372.2821.93310.00157.169811.387314.821510.90535.964811.38730.2700.3080.1140.4080.1460.1290.122表4 土壤肥力影响因素评价1 Tab.4 Evaluation of soil fertility factors1级别12345（有机质）/%2.01.52.01.01.50.61.00.6b(阳离子交换量)/(cmolkg-1)-20.015.020.010.015.010.0表5 土壤养分因素评价1 Tab.5 Evaluation of soil nutrient factors1级别12345（全氮）/%0.150.100.150.080.100.050.080.05（全磷）/%0.230.180.230.140.180.0920.140.09（全钾）/%3.002.403.001.802.401.201.801.20（速效磷）/10-691.6045.8091.6022.9045.8011.5022.9011.50（速效钾）/10-6240.00180.00240.00120.00180.0060.00120.0060.00.002.3.5土壤阳离子交换量由表3和表4可知，1号、3号、5号、7号土样属于4级水平，其余属于5级水平。土壤整体保肥能力较差。3 结论与讨论1）土壤是植物获取营养的主要环境，对植物的生长具有决定性作用，但当前的绿化工程中鲜有对回填表土的理化性状进行调查和测定的，应加强这方面的研究，为绿化物种的选择和土壤改良提供参考3。研究表明：该地区所采集地段土壤特点为碱性强，有机质含量低、保肥能力差，全氮含量低、有效磷、有效钾含量低。植物选择应根据不同的土壤理化性质因地制宜,合理选择绿化植物。2）由于地处大陆性季风型湿润气候，且光、热、水资源丰富，适合大部分绿化植物生长，因此可供选择的绿化植物很多，但由于高速公路旁植物难于管理，且难于成活，因此可选择一些对养分要求相对不高，而又耐粗放性管理的植物栽种，如大叶女贞（Ligustrun lucidum Ait）、紫穗槐（Amorpha fruticosa Lindl）、火棘（Pyracantha fortuneana）、胡枝子（Leapedeza bicolor. Turcz）、连翘（Forsythia suspensa (Thunb) vahl）、黄刺梅（Rosa xanthina L）、木槿（Hibiscus syriacus）、红叶李（Prunus cerasifera Ehrh）等。3）由于土壤贫瘠，且土质较沙，在绿化植物的选择方面，应选择适应性较强，耐贫瘠,且在石质土、砂土上能正常生长的植物，如侧柏（Platycladus orientalis (Linn) Franco）、火炬树（Rhus typhina Nutt）、黄栌（Cotinus coggygria Scop）、绣线菊（Spiraea salicifolia L）等，还可选择一些绿肥植物如紫花苜蓿（Medicago sativa L）、毛苕子（Vicia villosaRoth）、沙打旺（Astragalus adsurgens Pall）等豆科植物以提高土壤的氮肥含量；从土壤的PH分析,应注意选择白蜡（Fraxinus chinensis）、臭椿（Ailanthus altissima）、刺槐（Robinia pseudoacacia L）、怪柳（Tamarix chinensis）、枸杞（Lycium chinense Miller）、紫穗槐（Amorpha fruticosa L）、木槿（Hibiscus syriacus）等耐碱性植物栽种。4）要加强土壤改良。注意增施有机肥，少量多施氮、磷、钾肥，同时在肥料的选择上要考虑肥料的合适性，尽量选用适合在碱性土壤中施用的各种肥料，一些地段合理地应采用物理和化学方法进行土壤改良，适当降低土壤碱性过大地段，部分地段可采取换土或覆土措施，使之更有利于植物的生长。参考文献1 魏克循.河南土壤地理M.郑州：河南科学技术出版社，1995.2 泌阳县地方史志编纂委员会.泌阳县志M.郑州：中州古籍出版社，1994.3 种秀灵.高速公路生态绿化植物的选择研究D.武汉：武汉理工大学资环学院，2007.4 钟秀灵，保琦蓓，王慧觉.高速公路绿化设计及植物选择J.武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2009，33（6）：1224-1227.5 李宗禹，黄岩，刘昕，等.高速公路路域扰动土壤及其生态管理J.公路交通科技,2002，19（6）：155-159. 6 何宇翔，保琦蓓，刘建文，等.高速公路沿线土壤理化性质研究J.武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2009，33（3）：499-502.7 鲍士旦.土壤农化分析M.北京：中国农业出版社，2000.8 宋春雨，张兴义，刘晓兵，等.土壤有机质对土壤肥力与作物生产力的影响J.农业系统科学与综合研究，2008，24（3）：357-362.收集于网络，如有侵权请联系管理员删除