在景观设计界有很多关于树根是否会在砾石、结构石土壤和透明石中生长的错误信息。我们的经验表明，在适当的环境条件下，根会在任何介质中不连续地生长。量化和预测什么样的环境会产生这种增长反应是一个完全不同的问题——对这种情况建模的相对复杂程度和孤立变量的总体难度，使其难以准确预测。我们确实相对确定地知道土壤中树木生根的一般条件和功能需求的相对水平，但每种树木和个体在响应和时间上是不同的。

当考虑到树木在城市环境中的功能需求时，这是树木优先生长的土壤等级，从好到坏:

1)悬浮路面系统(如Silva cell)中未压实的原生土壤，按物种分类188金宝搏投注
2)构造土
3)压实的底座-石材透明(无细粒)
4)压实基层-细粒骨料

佛罗里达大学城市树木和景观植物的著名教授埃德·吉尔曼博士就这个问题做了一些出色的研究。他2006年的研究《人行道附近的根偏转》(deflection roots near人行道)是我主要要研究这个问题的内容。

Gilman(2006)的研究和发现摘要

吉尔曼(2006)的研究重点是研究如何使用不同的材料避免城市人行道上的不定根。他改变了他的根系屏障和土壤类型(排水良好和排水不良)，同时保持其他材料——人行道材料类型、深度、光照条件——在地块之间保持一致，并有一个对照(没有人行道地块或表面处理)进行比较。试验共采用6种根系屏障处理:

#1 |控制区-没有人行道和根屏障

#2 |处理:人行道，没有根屏障

#3 |处理:生物屏障®30cm(12“)D，垂直安装在人行道旁，至最终土壤表面高度以上1“。

处理:DeepRoot®30cm(12”)D，垂直安装在人行道旁，至最终土壤表面高度以上1”。

#5 |处理:6mm厚聚乙烯，垂直安装在人行道旁，至最终土壤表面高度1英寸以上。

#6 |处理:15“深度- 1”ᴓ用前端装载机刀片将清晰的碎石铺在最终表面，然后将CIP混凝土浇在碎石表面，CIP不穿透碎石

无花果树(法国梧桐occidentalis在本研究中使用了L.)树，注意到这些树生长相对较快，在靠近地表的土壤剖面上部也产生了大部分根系。在7年的研究期间，在每个地块种植相似的砧木(试验对象之间保持胸径和形态)，然后监测根系的生长情况。

Gilman在研究结束后的发现总结如下:

-安装一个简单的人行道部分(#2，#3，#4，#5，#6)将根系偏转到更深的土层
在两种土壤类型中，对照区(#1)的平均生根深度都比没有根屏障的人行道区(#2)浅
-排水良好的土壤:

• 在有碎石底基的人行道上(#6)，平均根深明显大于其他处理(#2、#3、#4和#5，不包括对照组(#1));
• 在其他根屏障处理(#3，#4，#5)中，平均根深没有变化;而且,
• 有根屏障的人行道(#3，#4，#5)与没有根屏障的人行道(#2)的平均根深没有显著差异。

-在排水不良的土壤:

• 生物屏障(#3)、砾石底基(#6)和聚乙烯(#5)在引导根系远离混凝土方面表现同样出色
• 生物屏障(#3)产生的根明显比其他处理深，但两者之间的差异被表明为“统计显著性”，但很可能在个体之间的“真实世界”差异范围内，显著性可以忽略不计

-根系直径在所有处理和土壤类型之间总体一致/相似。

吉尔曼的研究还研究了砾石的水平应用，在砾石上铺设路面，因此树木在砾石上生长没有任何好处。很少有研究记录了砾石作为两个可根土壤体积之间的垂直屏障的作用。

树根穿透垂直镇流器层的能力可能因场地而异。虽然已有研究表明，在水平方向上施加压载物会减少根系的生长，但树木生物学表明，如果砾石的另一侧有充足的水分、营养物质和空气，那么树根可能会穿透垂直方向的压载物屏障。适合树木生长的土壤通常比压载物为根系生长提供更好的资源，我们建议尽可能使用可生根的树木土壤。但在某些情况下，压舱物可能会使根系与附近的土壤相连。在根系生长以获取这些养分的过程中，似乎土壤养分在生长反应中提供的能力越好，树木就能更好地直接受益并在反应中维持下去。原生的、未夯实的土壤环境将为树木生根提供最佳环境，应该是最佳生长的主要选择。当土壤在设计中不是一个可行的选择或空间有限时，我们建议尽量减少相邻土壤区域之间的桥石宽度。

讨论树根在环境刺激下的发育原理

虽然Gilman(2006)是一项经过深思熟虑和执行的研究，但将其结果推广并转移到岩石基土壤中所有横向树根的发育是复杂的。使用单一选择的树种(在吉尔曼的研究中，梧桐-Plantanus occidentalis)并没有产生足够的证据来将研究中看到的影响与所有树种之间更大的相互作用在统计上联系起来。关于压碴物(清石)是否会作为侧根移动的障碍，我们提供以下信息来指导整体讨论。

Kim Coder博士(2007)在表1中总结了树根的生长要求:

根据Coder的表格，土壤中根系生长所需的最低含水量是12%。话虽如此，我们已经看到根在砾石中生长，以便获得砾石之外的资源，甚至还看到根在掩体中生长(见图1)。

人们有时对破坏铺路或地基的树根怀有强烈的敌意，但树木既没有恶意地扎根，也没有意识到它们对人行道(或使用人行道的人)的影响。树木的生长和发育完全是对环境刺激的积极反应。如果有土壤可利用的水分，气孔打开，光合作用开始。如果有营养和水分，根就会生长以利用这些资源。如果疾病影响到树的一部分，则产生分区化反应，甚至到受影响部分的脱落点，以保持个体的整体生存能力。满足这些功能需求，通过在树根、树叶、茎等不同位置的感官信息反馈循环，推动树木的生长和发育。根据每个系统发送的信息，树会生成条件响应来维持现状。

从根的生长来看，重要的是要理解什么构成了树的“积极”反应。生长反应的触发因素可能是化学的、物理的或生物的。树的生根反应和所有生产的最终目标是基于一个简单的等式，即消耗最少的(内部)储备/资源来获取最多的(环境)营养资源，这将为个体带来最大的“成功”。在其他非生物和生物因素中，土壤条件在产生积极的向外生根反应中起着重要作用。由于树木的直接土壤环境是唯一可以捕获大部分养分的地方，因此，树木的战略反应必须是有效和多产的，以产生预期的结果。

Lynch等人(2012)指出，由于土壤环境在所有尺度和时间上的复杂性和不均匀性，研究非常困难。不仅非生物因素，如营养可用性和营养汇的空间位置不是固定的，人们还必须考虑到所有个体(植物和动物)对这些有限资源的竞争。此外，由于树木生长的环境差异，单个树木的反应可能与物种的整体特征不同。例如，你可能会看到同一种树的不同个体的叶子因不同的土壤条件而具有完全不同的大小、颜色或形状。

在商界，你有时会听到“增长消耗资本”这句话。同样的原理也适用于树木，植物根系资源的风险和重组可以产生巨大的收益，但它们为了生长而消耗的“资本”是以碳水化合物形式储存的糖。树木生长的赌博类似于经济模型，生长的反应必须与潜在的积极结果相平衡。继续响应或更改响应的反馈系统是基于维护树的健康状况。

那么，这一切究竟与压舱物和树根有什么关系呢?答案就在一个方程中，只有这棵树才能在它的发展过程中回答这个问题。换句话说，在它们存在的几千年里，树木对环境条件产生了一套典型的反应，这些反应存在于它们的DNA中。这些反应包括从标准生根深度到最佳养分捕获，平衡生长反应与代谢需求，对生长机会的计算反应，支持光合作用过程的冠层大小等等。168博金宝压舱物是否会起到根屏障的作用，取决于树木对环境刺激的反应能力，即在屏障内捕获环境中的营养物质，与之相平衡的是，根系通过“屏障”生长到邻近区域将为树木的资源捕获和成功提供机会。

通常情况下，行道树所含的土壤量非常少——远远少于在成熟时支撑它所需要的土壤量——当树足够大时，有多余的储备来支持这种努力时，通常会通过石头产生生长反应。168博金宝Lynch等人(2012)指出，根系生长的基本正响应是复杂的，在时间上相对不可预测，但可归因于以下因素，顺序不分先后:土壤化学因素- P/N/Mg、pH、氧气/曝气、有机物;土壤生物-害虫和与细菌的积极联系;土壤物理因素——机械阻抗、含水量和温度;和枝/根比，作为树木需要生长以获取养分的一般距离的指标(Lynch, Marschner和Rengel 2012;McMichael和Quisenberry 1993;瑶族2012)。

讨论不同土壤和结构在根系发育中的作用

Gilman等人(1987)指出，土壤限制氧(化学)和颗粒压实(机械)因素会对根系生长的速度和特征产生负面影响或阻碍。这些因素与土壤的整体结构有关，特别是土壤大孔隙(单个土壤颗粒之间形成的空间)。在相对未压实的土壤中，与相同类型的压实土壤相比，颗粒在物理上彼此更加分离。由于土壤颗粒通过压实或泥沙或细粒等较小的土壤颗粒迁移到较大的孔隙中而变得更接近相邻颗粒，含氧土壤孔隙体积减少，从而降低了根系呼吸和生长所需的整体土壤氧含量。值得注意的是，典型的根系外观和特征受到氧气可利用性限制的影响，Gilman等人(1987)指出:“……木本植物对压实土壤的反应是产生浅根系。在通风良好的土壤中生长的根又长又浅，有许多根毛。氧含量不足₂较粗，扭曲，较短，颜色较深，很少有根毛。在低氧条件下，土壤曝气通过限制根系深入而影响根系分布₂浓度。经常是低O₂(Gilman, Leone和Flower，土壤压实度和氧含量对垂直和水平根分布的影响，1987)。

土壤颗粒的一般大小和形状影响颗粒之间的距离。每单位体积土壤颗粒质量(土壤颗粒的总重量)的一般数量被称为土壤的“容重”。土壤越压实，堆积密度就越高。为了帮助直观地了解颗粒的大小和形状是如何影响体积密度和土壤空隙空间的，想象一下在浴缸中装满敞开的雨伞。不规则形状的伞(例如颗粒)不会很好地结合在一起，而大尺寸会在它们之间提供大量的机械分离空间。如果这个浴缸充满了空气或水，就会有很大的空间或氧气或水分的容量。粒子之间的“未压缩”空间将允许根的不定根生长。现在想象那个装满玻璃球的浴缸。较小的规则形状的粒子更紧密地结合在一起，它们之间的空间更小。由于颗粒之间的空隙更小，它们也会有更少的根可利用的水分和氧气体积，并且在这种材料中生长的根将需要更多的置换密集填充的颗粒，而养分可利用性更低。

土壤压实度，或相对容重，可以用作化学/养分有效性的代理，而孔隙的机械分离不定根是检查结构性土壤或岩石基土壤的作用时要考虑的最重要的事情之一。与标准的壤土种植土相比，结构土和清水石都具有相对较大的颗粒尺寸，即使在结构荷载条件下压实，也能在相邻颗粒之间机械地保持较大的空隙空间。结构性土壤与清水石之间的唯一区别是，结构性土壤中添加了较小的颗粒和有机物质，作为维持整体土壤结构的较大颗粒的组成部分。结构性土壤中的这种额外物质在一定程度上减少了孔隙空间的总体体积，但增加了一些额外的植物可利用的水分和养分含量，这是透明石头无法提供的。

设计师在确定种植条件之前，应始终考虑树木的自然历史和首选生长条件。大块未压实的原生土通常是最好的。在适当的条件下，结构性土和压载物中可发生不定根。一种可能限制所选树种生长的材料(例如，在碱性/碱性土壤介质中指定酸性树种)将不会产生健康的树木，无论土壤含氧量如何。

Andrea Wedul是The Kestrel Design Group的景观设计师。

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图片来源:born1945