城市公园海绵型绿地土壤有机碳含量特征及其影响因素

于芳; 杨钙仁; 邓汶; 胡诗怡; 黄子容

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.026

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

城市公园海绵型绿地土壤有机碳含量特征及其影响因素

碳效应研究

- 城市公园海绵型绿地土壤有机碳含量特征及其影响因素
- Characteristics of soil organic carbon content and influencing factors in sponge green spaces of urban parks
- 水土保持通报 2025年45卷第3期页码：268-277
- 作者机构：
  
  广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室，广西南宁 530004
- 作者简介：
  
  于芳（1997—），女（瑶族），广西壮族自治区河池市人，硕士研究生，研究方向为自然保护地管理与生态修复技术。Email：yfang97626@163.com。
  杨钙仁（1976—），男（汉族），广西壮族自治区贵港市人，博士，教授，主要从事森林生态水文与水质效应、面源污染生态修复、生态农业等方面的研究。Email：yanggr@gxu.edu.cn。
- 基金信息：
  
  广西壮族自治区重点研发计划项目“城市公园水体污染原位与异位生态防治关键技术研究与应用示范”(桂科AB22080103)
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.026
  中图分类号： S714.2;S688.4
- CSTR：32312.14.stbctb. 2025.03.026.
- 收稿：2024-12-04，
  
  修回：2025-01-26，
  
  纸质出版：2025-06-10
- 稿件说明：
移动端阅览
于芳, 杨钙仁, 邓汶，等.城市公园海绵型绿地土壤有机碳含量特征及其影响因素[J].水土保持通报,2025,45(3):268-277.

Yu Fang, Yang Gairen, Deng Wen, et al. Characteristics of soil organic carbon content and influencing factors in sponge green spaces of urban parks [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(3):268-277.
于芳, 杨钙仁, 邓汶，等.城市公园海绵型绿地土壤有机碳含量特征及其影响因素[J].水土保持通报,2025,45(3):268-277. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.026. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.03.026..

Yu Fang, Yang Gairen, Deng Wen, et al. Characteristics of soil organic carbon content and influencing factors in sponge green spaces of urban parks [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(3):268-277. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.026. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.03.026..

摘要

目的

研究城市海绵型绿地土壤固碳特征及其影响因素，为城市绿地规划与管理提供科学依据。

方法

以南宁市3个公园的海绵型（雨水花园、净水梯田、植草沟3种样式）与常规型（常规乔灌草复层绿地、常规草坪2种样式）绿地为对象，分析两大类型各种汇集径流碳氮磷含量、绿地凋落物现存量以及0—20 cm土层土壤有机碳含量。

结果

①海绵型绿地的汇水面积/绿地面积比值以及源自径流输入的有机碳和氮磷量均大于常规型绿地；海绵型与常规型绿地间凋落物现存量无显著差异。 ②除雨水花园0—5 cm土层土壤自然含水量显著高于其他样式绿地外，海绵型各样式绿地0—5 cm土层土壤的自然含水量、容重和孔隙度与常规型绿地的差异未达到显著水平。 ③雨水花园、植草沟0—20 cm土层土壤有机碳平均含量分别为7.73和10.69 g/kg，分别为常规型乔灌草复层绿地和草坪的1.33和2.20倍；净水梯田的土壤有机碳含量与常规型乔灌草复层绿地无显著差异；海绵型绿地土壤有机碳含量随建成年限增长呈不断增加趋势，汇水面积/绿地面积、径流碳磷含量、凋落物有机碳含量等是海绵型绿地土壤有机碳含量的主要影响因子。

结论

海绵化改造有利于城市绿地土壤固碳，通过外部径流输入汇集更多有机碳是海绵型绿地土壤碳增汇的主要机制。

Abstract

Objective

The characteristics of soil carbon sequestration and its influencing factors of urban sponge green space were analyzed to provide a scientific basis to urban green spaces and urban green space planning and management.

Methods

Three parks in Nanning City were selected as study sites， focusing on sponge-type green spaces （rain gardens， water purification terraces， and grass swales） and conventional green spaces （multilayered tree-shrub-grass green spaces and conventional lawns）. The carbon， nitrogen， and phosphorus contents in runoff collected from the green spaces， the existing litter stock， and the soil organic carbon content in the 0—20 cm soil layer were analyzed.

Results

① The ratio of catchment area to green space area and the amounts of organic carbon， nitrogen， and phosphorus inputs from runoff were greater in sponge-type green spaces than in conventional green spaces. However， there was no significant difference in litter stocks between sponge-type and conventional green spaces. There were no statistically significant differences in the natural water content， bulk density， or porosity in the 0—5 cm soil layer between sponge-type and conventional green spaces. ② Except for the natural water content in the 0—5 cm soil layer of rain gardens， which was significantly higher than that of other types of green space. ③ The average soil organic carbon content in the 0—20 cm soil layer of rain gardens and grass swales was 7.73 g/kg and 10.69 g/kg， respectively， which was 1.33 and 2.20 times that of conventional multilayered tree-shrub-grass green spaces and lawns， respectively. The soil organic carbon content of water purification terraces showed no significant difference from that of conventional multilayered green spaces. The soil organic carbon content of sponge-type green spaces increased with age of the green space. The ratio of catchment area to green space area， carbon and phosphorus content in runoff， and organic carbon content in litter were the main factors influencing soil organic carbon content in sponge-type green spaces.

Conclusion

Sponge-type transformation was beneficial for soil carbon sequestration in urban green spaces. The primary mechanism for increased soil carbon sequestration in sponge-type green spaces is the collection of more organic carbon through external runoff.

关键词

Keywords

references

叶红，黎慧娟 . 城市土壤碳循环特征研究进展［J］. 生态环境学报， 2009 ， 18 （ 3 ）： 1134 - 1138 .

Ye Hong ， Li Huijuan . Progress in research on urban soil carbon cycle ［J］. Ecology and Environmental Sciences ， 2009 ， 18 （ 3 ）： 1134 - 1138 .

周晓宇，张称意，郭广芬 . 气候变化对森林土壤有机碳贮藏影响的研究进展［J］. 应用生态学报， 2010 ， 21 （ 7 ）： 1867 - 1874 .

Zhou Xiaoyu ， Zhang Chengyi ， Guo Guangfen . Effects of climate change on forest soil organic carbon storage： A review ［J］. Chinese Journal of Applied Ecology ， 2010 ， 21 （ 7 ）： 1867 - 1874 .

滕怡敏，李丛笑，张天昱，等 . 不同水淹梯度下河漫滩湿地土壤有机碳特征及其影响因子［J］. 环境科学学报， 2023 ， 43 （ 8 ）： 362 - 371 .

Teng Yimin ， Li Congxiao ， Zhang Tianyu ， et al . Characteristics of soil organic carbon and its influencing factors in floodplain wetland under different flooding gradients ［J］. Acta Scientiae Circumstantiae ， 2023 ， 43 （ 8 ）： 362 - 371 .

刘冠成，黄雅曦，王庆贵，等 . 环境因子对植物物种多样性的影响研究进展［J］. 中国农学通报， 2018 ， 34 （ 13 ）： 83 - 89 .

Liu Guancheng ， Huang Yaxi ， Wang Qinggui ， et al . Effects of environmental factors on plant species diversity： Research progress ［J］. Chinese Agricultural Science Bulletin ， 2018 ， 34 （ 13 ）： 83 - 89 .

田地，严正兵，方精云 . 植物生态化学计量特征及其主要假说［J］. 植物生态学报， 2021 ， 45 （ 7 ）： 682 - 713 .

Tian Di ， Yan Zhengbing ， Fang Jingyun . Review on characteristics and main hypotheses of plant ecological stoichiometry ［J］. Chinese Journal of Plant Ecology ， 2021 ， 45 （ 7 ）： 682 - 713 .

张晓曦，田爽，曾磊，等 . 北方常见绿化树种凋落物添加对城市土壤有机碳组成特征的影响［J］. 植物科学学报， 2024 ， 42 （ 2 ）： 140 - 149 .

Zhang Xiaoxi ， Tian Shuang ， Zeng Lei ， et al . Effects of litter addition from common greening tree species in northern China on organic carbon composition characteristics of urban soils ［J］. Plant Science Journal ， 2024 ， 42 （ 2 ）： 140 - 149 .

许晓静，张凯，刘波，等 . 森林凋落物分解研究进展［J］. 中国水土保持科学， 2007 ， 5 （ 4 ）： 108 - 114 .

Xu Xiaojing ， Zhang Kai ， Liu Bo ， et al . Review on litter decomposition in forest ecosystems ［J］. Science of Soil and Water Conservation ， 2007 ， 5 （ 4 ）： 108 - 114 .

龙岩，刘珂璇，张子怡，等 . 低影响开发设施的水文与水环境效应评估［J］. 水电能源科学， 2024 ， 42 （ 6 ）： 54 - 58 .

Long Yan ， Liu Kexuan ， Zhang Ziyi ， et al . Assessment of hydrological and water environmental effects of low impact development facilities ［J］. Water Resources and Power ， 2024 ， 42 （ 6 ）： 54 - 58 .

吴启航，崔明超 . 总有机碳分析仪测定常见水的TOC ［J］. 中国测试， 2009 ， 35 （ 3 ）： 90 - 92 .

Wu Qihang ， Cui Mingchao . Analysis of ordinary water TOC with shimadzu TOC analyzer ［J］. China Measurement & Test ， 2009 ， 35 （ 3 ）： 90 - 92 .

国家环境保护总局 . 水质总磷的测定钼酸铵分光光度法： GB 11893—1989 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2017 .

State Environmental Protection Administration of the People’s Republic of China . Water quality-determination of total phosphorus-ammonium molybdate spectrophotometric method ： GB 11893—1989 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 2017 .

李朝英，郑路 . 总有机碳分析仪测定植物总有机碳含量的方法［J］. 江苏农业科学， 2017 ， 45 （ 9 ）： 155 - 158 .

Li Zhaoying ， Zheng Lu . The method for determining the total organic carbon content of plants by using a total organic carbon analyzer ［J］. Jiangsu Agricultural Sciences ， 2017 ， 45 （ 9 ）： 155 - 158 .

鲍士旦 . 土壤农化分析［M］. 3版 . 北京：中国农业出版社， 2000 .

Bao Shidan . Soil and Agricultural Chemistry Analysis ［M］. 3rd ed . Beijing ： China Agriculture Press ， 2000 .

王巧环，任玉芬，孟龄，等 . 元素分析仪同时测定土壤中全氮和有机碳［J］. 分析试验室， 2013 ， 32 （ 10 ）： 41 - 45 .

Wang Qiaohuan ， Ren Yufen ， Meng Ling ， et al . Simultaneous determination of total nitrogen and organic carbon in soil with an elemental analyzer ［J］. Chinese Journal of Analysis Laboratory ， 2013 ， 32 （ 10 ）： 41 - 45 .

Willcock J ， Magan N . Impact of environmental factors on fungal respiration and dry matter losses in wheat straw ［J］. Journal of Stored Products Research ， 2000 ， 37 （ 1 ）： 35 - 45 .

Joly F X ， Kurupas K L ， Throop H L . Pulse frequency and soil-litter mixing alter the control of cumulative precipitation over litter decomposition ［J］. Ecology ， 2017 ， 98 （ 9 ）： 2255 - 2260 .

杨洋，王继富，张心昱，等 . 凋落物和林下植被对杉木林土壤碳氮水解酶活性的影响机制［J］. 生态学报， 2016 ， 36 （ 24 ）： 8102 - 8110 .

Yang Yang ， Wang Jifu ， Zhang Xinyu ， et al . Mechanism of litter and understory vegetation effects on soil carbon and nitrogen hydrolase activities in Chinese fir forests ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2016 ， 36 （ 24 ）： 8102 - 8110 .

Garcia-Pausas J ， Casals P ， Romanyà J . Litter decomposition and faunal activity in Mediterranean forest soils： Effects of N content and the moss layer ［J］. Soil Biology and Biochemistry ， 2004 ， 36 （ 6 ）： 989 - 997 .

Deng Lei ， Peng Changhui ， Kim D G ， et al . Drought effects on soil carbon and nitrogen dynamics in global natural ecosystems ［J］. Earth-Science Reviews ， 2021 ， 214 ： 103501 .

徐晨，阮宏华，吴小巧，等 . 干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展［J］. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2022 ， 46 （ 6 ）： 195 - 206 .

Xu Chen ， Ruan Honghua ， Wu Xiaoqiao ， et al . Progresses in drought stress on the accumulation and turnover of soil organic carbon in forests ［J］. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition）， 2022 ， 46 （ 6 ）： 195 - 206 .

万晓华，黄志群，何宗明，等 . 改变碳输入对亚热带人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响［J］. 生态学报， 2016 ， 36 （ 12 ）： 3582 - 3590 .

Wan Xiaohua ， Huang Zhiqun ， He Zongming ， et al . Changes of above-and belowground carbon input affected soil microbial biomass and community composition in two tree species plantations in subtropical China ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2016 ， 36 （ 12 ）： 3582 - 3590 .

郭超，谢潇，李家科 . 城市雨水花园集中入渗对土壤氮、磷、有机碳及重金属的影响［J］. 水土保持通报， 2022 ， 42 （ 1 ）： 26 - 33 .

Guo Chao ， Xie Xiao ， Li Jiake . Influence of concentrated infiltration on soil N， P， organic carbon and heavy metals in urban rain gardens ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation ， 2022 ， 42 （ 1 ）： 26 - 33 .

徐敏，刘苑苑，元晓春，等 . 氮沉降下不同碳添加模式对亚热带毛竹林土壤激发效应的影响［J］. 应用生态学报， 2022 ， 33 （ 10 ）： 2619 - 2627 .

Xu Min ， Liu Yuanyuan ， Yuan Xiaochun ， et al . Effects of different carbon addition modes on the soil priming effect of a subtropical Phyllostachys edulis forest under nitrogen deposition ［J］. Chinese Journal of Applied Ecology ， 2022 ， 33 （ 10 ）： 2619 - 2627 .

Kuzyakov Y ， Bol R . Sources and mechanisms of priming effect induced in two grassland soils amended with slurry and sugar ［J］. Soil Biology and Biochemistry ， 2006 ， 38 （ 4 ）： 747 - 758 .

苏卓侠，苏冰倩，上官周平 . 植物凋落物分解对土壤有机碳稳定性影响的研究进展［J］. 水土保持研究， 2022 ， 29 （ 2 ）： 406 - 413 .

Su Zhuoxia ， Su Bingqian ， Shangguan Zhouping . Advances in effects of plant litter decomposition on the stability of soil organic carbon ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2022 ， 29 （ 2 ）： 406 - 413 .

甘子莹，王浩，丁驰，等 . 亚热带森林不同植物及器官来源的可溶性有机质输入对土壤激发效应的影响及其作用机理［J］. 植物生态学报， 2022 ， 46 （ 7 ）： 797 - 810 .

Gan Ziying ， Wang Hao ， Ding Chi ， et al . Effects of dissolved organic matter derived from different plant and tissues in a subtropical forest on soil priming effect and the underlying mechanisms ［J］. Chinese Journal of Plant Ecology ， 2022 ， 46 （ 7 ）： 797 - 810 .

张川，杨万勤，岳楷，等 . 高山森林溪流冬季不同时期凋落物分解中水溶性氮和磷的动态特征［J］. 应用生态学报， 2015 ， 26 （ 6 ）： 1601 - 1608 .

Zhang Chuan ， Yang Wanqin ， Yue Kai ， et al . Soluble nitrogen and soluble phosphorus dynamics during foliar litter decomposition in winter in alpine forest streams ［J］. Chinese Journal of Applied Ecology ， 2015 ， 26 （ 6 ）： 1601 - 1608 .

Feng Jiguang ， He Keyi ， Zhang Qiufang ， et al . Changes in plant inputs alter soil carbon and microbial communities in forest ecosystems ［J］. Global Change Biology ， 2022 ， 28 （ 10 ）： 3426 - 3440 .

张青青，伍海兵，梁晶 . 上海市绿地表层土壤有机碳储量的估算［J］. 土壤， 2020 ， 52 （ 4 ）： 819 - 824 .

Zhang Qingqing ， Wu Haibing ， Liang Jing . Estimation of storage of organic carbon in green surface soils in Shanghai ［J］. Soils ， 2020 ， 52 （ 4 ）： 819 - 824 .

冯慧文，张石棋，傅瓦利，等 . 城市绿地年龄对土壤理化性质的影响：以重庆北碚区为例［J］. 西南师范大学学报（自然科学版）， 2012 ， 37 （ 3 ）： 96 - 104 .

Feng Huiwen ， Zhang Shiqi ， Fu Wali ， et al . Effects of the age of urban greenbelts on soil physical and chemical properties： A case study of Beibei District of Chongqing ［J］. Journal of Southwest China Normal University （Natural Science Edition）， 2012 ， 37 （ 3 ）： 96 - 104 .

杨帅斌，刘恋 . 北京市不同功能区土壤黑碳的含量特征及其来源分析［J］. 地质力学学报， 2017 ， 23 （ 6 ）： 846 - 855 .

Yang Shuaibin ， Liu Lian . Concentration and sources of black carbon in different function zones of Beijing， China ［J］. Journal of Geomechanics ， 2017 ， 23 （ 6 ）： 846 - 855 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

1960—2024年吉林省不同量级降水时空变化特征

黄河中游沙家湾小流域风沙环境特征及其入沟过程

2000—2024年黄河源园区生态环境质量变化及其驱动因素

基于kNDVI与结构方程模型的洞庭湖区植被覆盖时空变化及驱动机制分析

高寒矿区排土场边坡植被恢复年限对产流产沙的影响