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城市土壤作为种植土壤的再利用:当前科学和经验教训

在过去的几年里,DeepRoot写了关于将城市土壤重新用作种植介质的文章。到目前为止,DeepRoot博客已经介绍了以下内容:

上述条款为下述论点奠定了基础,即城市地区的许多现有土壤可用于种植,包括底土,甚至被认为是填充物的土壤。自2015年第一个土壤博客发布以来,已经完成了一些重要的研究来验证这一理论,并且已经建立了许多项目来证明这一概念。该概念的核心是以下假设:

  1. 在城市土壤中种植的主要限制是压实过度和土壤有机质含量低,这两个问题都是可以补救的。
  2. 在挖掘、分级或修复土壤时,保留土壤中的块状、土块和小块是城市土壤再利用过程的关键部分,对土壤的长期健康很重要。
  3. 粘土和粉砂含量相当高的土壤,只要保留块状、土块和土壤,就可以利用。粘土含量超过30%的土壤可能是这种应用的最佳土壤。
  4. 土壤中的砾石、岩石和建筑垃圾并没有限制植物生长在15%到30%的水平。超过30%的主要限制是植物有效土壤体积的减少。
  5. 土壤pH值通常是一个限制因素,然而,高pH值可以通过选择耐高pH值的植物来减少限制。土壤中的混凝土和其他碱性物质碎屑可能导致pH值限制。
  6. 其他限制土壤化学的植物需要通过土壤试验来确认。
  7. 必须确认修复土壤下的土壤排水情况。地下排水管道可以解决排水问题。

重复利用土壤中可接受的碎屑

研究

在利用城市土壤和底土方面进行了重要的研究。研究结果为这一概念提供了强有力的支持,并支持保留土壤块、土块和土壤的至关重要性。168博金宝

弗吉尼亚理工大学的苏珊·戴(Susan Day)在这一领域完成了最详尽的研究。她开发并测试了一种称为土壤剖面重建(SPR)的工艺,在该工艺中,用反铲铲斗(沉土)松开压实的底土,将压实深度降低到24英寸,同时以体积约15%的速度加入堆肥。试验场的表层土壤此前已被剥离。剩余的底土被机械压实至1.95 mg/m3或大于95%标准proctor密度。在压实的土壤上撒上4英寸厚的堆肥。然后用挖土机挖到24英寸深的土壤,把土壤抬到3-6英尺高,再放回地面。由此产生的大于12 -18英寸的团块被进一步分开。深埋过程产生了许多土壤团块和在团块之间发现的堆肥脉。在松动过程后,在松动的土壤上铺上大约4英寸的表土,并耕至5-6英寸的深度。该研究中的其他试验田包括未受干扰的对照,其中4英寸的表土铺在压实的地基上,4英寸的表土犁入压实的地基中。 Five species of trees were planted and monitored for 6 years to record growth. The SPR site had the greatest tree growth, even exceeding the trees on the undisturbed soil site. The effect of the SPR was not reduced with time.

Bryan Scharenbroch测试了低质量的土壤,这些土壤在添加堆肥、添加和不添加沙子的情况下保留了土壤块,与标准筛选的人造土壤混合设计进行了对比。在为期一年的研究中,当有足够的水时,树木的生长变化不大。当树木受到低水量胁迫时,没有添加沙子的土壤中的树木生长指标比人工制造的土壤改善更多。

北卡罗来纳州的巴雷特·凯斯(Barrett Kays)使用与Day SPR实验类似的方法测试了重粘土(30-40%粘土)的土壤松动,但没有添加堆肥或表土。松软的粘土上种了草皮。目的是看看粘土的土壤松动是否会使这些土壤可用于雨水管理应用。在6年的研究中,该实验吸收了多达3英寸的降雨,优于实验中的其他选项。树根在整个12英寸深的松散剖面上生长。

美国农业部林业局的南希·松蒂(Nancy Sonti)在各种受干扰的城市土壤(包括飞灰土壤)上测试了树木的重新造林。唯一不利于树木生长的土壤是沙土。

这些实验都支持这样一个理论,即城市底土松动以减少压实168博金宝,可以支持良好的树木生长。粘土和粉壤土将表现良好,土壤团块、土块和土脚的保留对土壤恢复过程很重要。添加堆肥和/或注入更好的表土会带来更大的收益。研究还表明,粘土含量高的土壤可以在雨水管理系统中发挥作用,尽管这一结论可能需要更多的测试来说服工程师。

多层可用土壤

经验教训

在过去的三年里,美国各地建设的许多项目都重复利用了城市土壤。这些项目提供了对该方法的实用性和可接受性的洞察。与几家设计公司、土壤供应商和承包商的讨论表明,这个概念效果很好,应该在工业层面上可扩展。对碎片、土壤化学、粘土、淤泥和沙子的可接受限度的解释似乎有些区域性。在决定土壤再利用是否适合特定项目时,在创建和调整规范时,设计师需要与土壤供应商交谈,以了解可用的土壤类型,并需要了解当地的场地条件。以下是对不同项目地点的观察结果。

  1. 在大多数市场上都可以买到天然的可用土壤库存。通常,这些土壤是许多土壤供应商用作制造土壤的基料或作为填充土收集的土壤。土壤供应商普遍认为,在其市场区域获得足够的土壤来支持土壤再利用概念的大规模接受是可能的。168博金宝他们可以简单地适应他们所接受的土壤类型,并接受更多现在被认为是填充材料的数量。
  2. 重复利用现有的城市土壤或进口底土/堆肥作为种植介质将降低土壤成本。材料可以就地免费,也可以采用低成本的进口材料。进口的二手材料如果能从附近的建筑工地采购,加工和运输所需的能源可能会更少。
  3. 在拥挤的城市场地,现场重复利用土壤在技术上是可行的,但可能会受到存储材料空间不足的限制。但是,可以使用现有的土壤区域作为设备和材料的存储、停放和放置空间,然后在最终分级时松开压实土。
  4. 承包商在完全接受这一概念之前,需要向他们提供教育工具。他们经常担心较重的土壤不会很好地工作,但一旦安装过程开始,他们发现它们是合理的移动,分级和压缩。
  5. 在较老的已安装项目中,土壤沉降不是问题。植物生长得很好。
  6. 土壤在安装期间和安装后排水良好。大西洋中部地区的一个项目在一个非常潮湿的春天很容易安装。
  7. 在沙质土壤丰富的地区,特别是从波士顿地区和新泽西州到德克萨斯州的沿海沙质土壤带,不容易找到有块状和小块状的土壤来源。当地的沙土,自然形成的SOM超过1.5%,仍然可以使用,添加少量的堆肥,使土壤达到约2.5-3%的有机质。在这些土壤中种植应适应沙质土壤。
  8. 将3英寸的堆肥或4英寸的优质表土耕作到床区顶部,在松散的低SOM底土上形成A层,将产生优良的土壤剖面。

在Silva cell中重复使188金宝搏投注用土壤

城市土壤的再利用,无论是就地或进口,都被证明是人造土壤的可接受的替代品。这种材料可能优于目前的做法,并具有高度的可持续性。远离人造土壤将减少采砂对环境的破坏,是一种嵌入能量较低的材料。在减少灌溉需求的同时,植物健康将得到改善。任何材料的重复利用都是可持续性原则的一个重要概念。

参考文献

(2016) Day, S. Mitchell, Chen, D. Y. Harris, R. Daniels, W.地下问题:城市土壤修复增加树冠,加快建设速度。城市林业与城市绿化,16 25-35。

Scharenbroch, B. (2015) Curry, M. Urban, J.土壤或沙子种植:研究和土壤争论仍在继续;ASLA年会,芝加哥,伊利诺伊州,美国。

Kays, B. (2014) McLaughlin, R. Mohammadshirazi, F. Brown V.通过修改土壤以增强北卡罗来纳州建筑工地的渗透来控制暴雨水质-最终报告。洁净水管理信托基金。2014年4月28日。

Sonti, N. (2016) Pregitzer, C. Hallet, R.城市土壤变异对原生树木幼苗健康和生长的影响,生态恢复34:2。

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