当前，为维护城市美观整洁，城市绿地植被凋落物作为城市绿地植物新陈代谢的产物，绝大部分被清除转移，这与森林凋落物的处理方式截然不同，在一定程度上导致城市绿地土壤持水能力、土壤酸碱度、土壤养分状况等理化性质遭到破坏，使得城市绿地土壤自维持机制失衡^[1]。由此导致人为“补偿”措施增加，如土壤日常养护管理(施肥、灌溉和深耕等)，这不仅增加了城市绿地的养护成本，而且可能对城市绿地土壤的自维持能力有负面影响，甚至可能导致土壤的化学污染^[2]。因此，一味清除转移城市绿地植被凋落物和常规土壤日常养护管理措施有悖于城市生态养护理念。如何合理处理城市绿地植被凋落物，探索不同类型城市绿地土壤的自维持机理，研究城市绿地植被凋落物对土壤理化性质的影响显得迫在眉睫。

城市绿地植被一般以植物群落形式存在，分为水平结构和垂直结构，在垂直结构上通常由乔木-灌木-地被、乔木-地被、灌木-地被、乔木-灌木-草坪、乔木-草坪以及灌木-草坪这6类典型结构为主要存在类型^[3]。地被常用于代替草坪覆盖于裸露平地、坡地、林下或林间隙地等各种环境，一般为低矮(株高一般在30~100 cm之间)丛生、枝叶密集、偃伏性或半蔓性的灌木、藤本和多年生草本^[3]。由于城市绿地养护方式的不同，不同类型的植被群落结构的凋落物存留特征也有所不同，进而对其土壤理化性质亦产生不同的影响。

我国自20世纪80年代，开始展开城市绿地土壤理化性质的研究。目前针对城市绿地土壤理化性质的研究主要包括在各大城市绿地土壤肥力的宏观评析^[4-5]、不同类型绿地土壤动物群落结构剖析和土壤理化性质研究^[6-9]、土壤重金属污染等方面^{[2, 10-11]}。研究结果表明城市绿地土壤与森林绿地土壤相比，存在土壤容重大，孔隙度小，持水量小，土壤酶活性较低，土壤有机质下降，土壤肥力退化以及土壤污染等问题，城市绿地的自维持功能不断下降，需要增加人为管理措施，才可以加速绿地土壤的熟化，提高土壤肥力^[5]。而城市绿地凋落物对土壤理化性质的影响的研究较少，仅郑思俊等^[12]研究了上海外环线绿地群落凋落物对土壤物理性质的影响，结果表明城市绿地群落凋落物的蓄积能有效改善绿地群落内表层土壤(0~10 cm)水分物理性质，主要改善土壤空隙状况；李冬梅等^[13]对比分析了上海外环线(闵行段)农田土和客土的两种土壤背景下绿化带的凋落物土壤动物群落结构，研究显示相对于客土来说，农田土有利于增加城市绿地土壤动物密度和类群；靳士科等^[14]对上海城区6种林地凋落物中土壤动物群落结构分析表明：凋落物有机碳、生物量、表土含水量和温度是影响城市林地凋落物土壤动物群落的主要环境因子。可见，城市绿地凋落物能有效改善土壤物理性质，并影响土壤动物群落结构与分布。但研究尚未涉及城市绿地凋落物对土壤化学性质的影响，且选取的绿地群落结构单一，不具有城市绿地群落的典型结构。因此，本研究在无锡鼋头渚公园内系统选取乔木-灌木-地被、乔木-地被、灌木-地被、乔木-灌木-草坪、乔木-草坪和灌木-草坪6类典型城市绿地植被群落结构作为研究对象，收集样方内的凋落物，计算植被群落的凋落物量和凋落物现存量，测定植被群落土壤理化性质，并分析城市绿地典型植被群落的凋落物存留特征与土壤理化性质的相关性，旨在为城市绿地凋落物处理、城市绿地自维持机制以及城市绿地规划等研究提供数据支撑和实践指导。

无锡鼋头渚公园始建于1916年，2012年被评为国家5A级风景区；该风景区位于江苏省太湖西北岸无锡市境内，地处北纬31°31′30″~31°53′26″，东经120°12′52″~120°22′49″，属亚热带季风气候，全年日照充足，雨量充沛，气候温和，1月平均气温3.8 ℃，7月平均气温29 ℃，全年无霜期220 d。全园占地面积539 hm²，园内具有丰富多样的植物群落景观，如乔木-灌木-地被、乔木-地被、灌木-地被、乔木-灌木-草坪、乔木-草坪和灌木-草坪等6类典型的植被群落结构^[15]。

在无锡鼋头渚公园内选取上述6类植被群落类型，每类型各选取3个样地，共18个样地作为研究对象，样地基本情况见表 1，在每个样地内分别设置3个大小为20 m×10 m的标准样方，所选标准样方小气候趋于相同，植物栽植时期趋于一致，土壤结构趋于类似，且日常养护管理中无施肥，无客、培土壤等现象。

在每个样方中以随机加局部控制原则(局部控制主要包括凋落物收集框上空的植被覆盖率、植物品种和植物年龄的均衡性)布点放置10~15个方形(1 m×1 m)凋落物收集框，收集框参考《一种城市绿地植被凋落物收集装置》^[16]进行设计。于2019年3月—2020年2月每月25—31日，仔细收集落在收集框上的凋落物(包括落花、落果、落叶和枯枝)，用密封袋装好带回室内，置于65 ℃烘箱内烘干至恒重后称量，记录样地的月凋落物量，整个试验期内各月凋落物量的总和计为年凋落物量。2020年2月25—28日，在样方中以梅花形布点分别设定10~15个1 m×1 m的小样方，收集小样方内的凋落物，用密封袋装好带回室内，置于65 ℃烘箱内烘干至恒重后称量并计算凋落物现存量。

由于城市绿地地表覆盖凋落物仅限于对0~10 cm土层的影响^[12]，因此，本研究中土壤理化性质样品采样定为0~10 cm土层。2020年2月20—24日，在标准样方中，根据样方地形、植被分布和土壤表层差异等状况，采用蛇形法加局部控制原则选取5~8个1 m×1 m的小样方，采用环刀法在小样方中心点0~10 cm土层取样，测定土壤容重和孔隙度(总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度)^[16]。同时，用取土钻在每个样方中各采集0~10 cm土层3个土样混合成一个土壤样品，采用四分法舍弃多余样品后将土样装入密封袋带回实验室，待土样风干后，去除植物根系和石砾等杂质后进行土壤养分分析：pH值[水浸(1︰2.5)-pH酸度计法]，有机质(硫酸-重铬酸钾外加热法)，全氮(硫酸消煮-扩散法)，全磷(碱熔-钼锑抗比色法)，全钾(碱熔-火焰光度计法)，水解氮(碱解-扩散法)，速效钾(乙酸铵浸提-火焰光度计法) ^[17]。

所有数据经过Excel 2010软件初步处理，采用SPSS 20.0软件进行多重比较分析6类植被群落的年凋落物量、凋落物现存量以及土壤理化指标的差异性，然后将6类植被群落年凋落物量和凋落物现存量与其土壤理化指标进行Pearson相关性分析。

图 1为6类典型绿地凋落物数量特征。6类典型植被群落类型中，年凋落物量依次为乔木-灌木-地被>乔木-草坪>乔木-地被>乔木-灌木-草坪>灌木-地被>灌木-草坪；方差分析表明，乔木-灌木-地被、乔木-草坪、乔木-地被和乔木-灌木-草坪四类群落凋落物量显著(P < 0.05)高于灌木-地被和灌木-草坪两类群落。凋落物现存量表现为乔木-灌木-地被、乔木-地被、灌木-地被3类群落显著(P < 0.05)大于乔木-灌木-草坪、乔木-草坪和灌木-草坪3类群落，且下层为草坪的3类群落凋落物现存量极少，现场勘测表明出现这种情况主要是由于城市绿地管理中为呈现“良好”的观赏效果，人为清扫凋落物所致。此外，6类群落各自年凋落物量总体高于其凋落物现存量(图 1)，与郑思俊等^[12]的研究结果趋于一致。

	注：不同小写字母表示群落间年凋落物量差异显著(P < 0.05)，不同大写字母表示群落间凋落物现存量差异显著(P < 0.05)。 Note: different lowercase letters indicate significant differences in the annual litter quantity; different capital letters indicate significant differences in the litter standing stock. 图 1 6类典型绿地凋落物存留特征 Fig. 1 Litter remaining characteristics of 6 typical urban green vegetation communities
图选项

土壤物理性质主要包括土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度等，是衡量土壤通气状况和持水能力、评价土壤结构特征的重要指标^[17]。由表 2可见，乔木-灌木-地被、乔木-地被和灌木-地被3类下层为地被的群落容重显著(P < 0.05)低于乔木-灌木-草坪、乔木-草坪以及灌木-草坪3类下层为草坪的群落，且接近自然土壤平均容重(1.30 g·cm^-3)^[18]，这可能与城市绿地中下层为地被的植物群落一般为远距离观赏，人为踩踏极少，且凋落物现存量较多有关。而下层为草坪的3类群落中，灌木-草坪群落容重显著(P < 0.05)高于另外两类群落，接近限制植物根系生长的土壤容重临界值(1.60 g·cm^-3)^[18]，这可能与本试验中选择的灌木-草坪群落样地(表 1)均为近距离观花林，且樱花为鼋头渚公园的重要观赏花卉，在盛花期人为活动剧增，土壤紧实度増加有关。

6类群落土壤总孔隙度和非毛管孔隙度指标表现为基本一致的规律：即下层为地被的3类群落显著(P < 0.05)高于下层为草坪的群落。且下层为地被的3类群落的土壤总孔隙度在50%以上，与自然土壤总孔隙度均值接近^[18]。6类群落的毛管孔隙度值基本接近，表明本试验中6类群落的土壤类型和自然土壤的持水能力接近，可能与本次试验选择的样地为同一时间建成的绿地，且植物为同期栽植的成熟林有关。分析6类不同群落的土壤容重、土壤总孔隙度、非毛管孔隙度表明：城市绿地中，下层为草坪的植物群落，尤其是近距离游憩观花类的植物群落土壤较下层为地被的植物群落土壤更板结，透气、透水性更差。

土壤化学性质包括土壤pH值、有机质和化学元素等方面，通过测定这些指标，可以有效评价土壤酸碱性和肥力状况^[17]。本试验中6类群落的土壤pH值及养分测定值见表 3。6类群落的土壤pH值均趋向弱酸性-中性，其中乔木-地被群落的土壤pH值显著(P < 0.05)低于乔木-灌木-草坪和灌木-草坪。土壤pH值总体表现是下层为地被的3类群落较下层为草坪的群落略低，可能与下层为草坪的植物群落选择的样地多为观花林，人为活动频繁，土壤紧实度増加、透水性减弱，从而引起土壤酸碱度上升有关，这与朱纯等^[19]的研究结果一致。

6类典型植被群落的土壤有机质含量总体较高，高于长春2014年^[20]和上海2002、2014和2018年3次^[5]城市绿化土壤肥力调查结果。乔木-地被群落的土壤有机质含量最高，显著(P < 0.05)高于除灌木-地被群落外的其它4类群落。下层为地被的3类群落的土壤有机质含量均显著(P < 0.05)高于下层为草坪的3类群落。

6类典型植被群落的土壤全氮和水解氮含量总体高于北京、上海、广州以及西安等32个城市绿地土壤的均值(全氮含量0.92 g·kg^-1，水解氮含量57.36 mg·kg^-1)^[5]。二者表现的规律与土壤有机质基本类似，即下层为地被的3类群落的全氮和水解氮含量显著(P < 0.05)高于下层为草坪的3类群落，其中乔木-地被群落的全氮和水解氮含量最高。下层为地被的3类群落全磷含量总体高于下层为草坪的3类群落，但无显著区别。6类典型植被群落的全钾和速效钾的含量均无显著区别。

对比全国第二次土壤普查养分分级标准^[21]，本试验中6类群落的土壤肥力，除速效钾含量属于4级(中下)土壤标准，其他指标均属于2~3级(高~中上)土壤标准，说明土壤肥力状况总体较好，在城市绿地管理中，可根据植物生长具体需求，适当补充土壤中的速效钾含量。

由表 4可见，群落年凋落物量与土壤理化性质的各项指标均没有相关性。凋落物现存量与土壤理化性质关系密切，与土壤容重呈极显著(P < 0.01)负相关，与土壤pH值呈显著(P < 0.05)负相关，与土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、有机质含量、全氮含量以及水解氮含量呈极显著(P < 0.01)正相关，与速效钾含量呈显著(P < 0.05)正相关；凋落物现存量与毛管孔隙度、全磷含量、全钾含量没有相关性。

相关性分析表明：城市绿地群落凋落物产量的大小并未影响土壤理化性质，只有存留在地表的凋落物才能直接或间接影响土壤的理化性能，如改善土壤持水能力，增加土壤透气性能，增加土壤养分，提高土壤有机质和氮素含量，改善土壤的酸碱度。

6类典型的城市绿地植被群落凋落物特征中，乔木-灌木-地被群落的年凋落物量最高，结合样地基本概况(表 1)发现，在同一气候环境下，植物群落的年凋落物量一方面可能与种植的植物总量有关，植物总量越高，新陈代谢加快，产生的凋落物相应越多；另一方面，年凋落物量可能与群落的乔木层盖度有关，6类群落基本表现为随着乔木层盖度的增加，年凋落物量相应增加，这与章志琴等^[22]的研究结论基本一致；此外，群落年凋落物量与气候环境、群落植物树种组成以及群落内植物生长发育状况关系密切，LIU et al^[23]研究认为在温带、亚热带和热带地区，阔叶林的凋落物量比针叶林高，北方森林则针叶林比阔叶林凋落物量高；原作强等^[24]研究发现，长白山阔叶红松林叶凋落量随树种的胸高断面积增大而增加。因此，对于城市绿地凋落物量的研究，可借鉴森林凋落物量的研究机制，从影响凋落量生态学特征和生物学特性两大角度深入研究。研究发现，下层为地被的3类群落凋落物现存量在2 565.67~2 712.67 kg·hm^-2之间，比郑路等^[25]和车文玉等^[26]研究的由单一植物组成的群落凋落物现存量偏小；下层为草坪的3类植物群落的凋落物现存量极少(50.33~62.00 kg·hm^-2)，现场调查表明可能由人为清扫所致。说明城市绿地群落凋落物现存量一方面同城市绿地凋落物量类似，与植被群落的生物学特征和生态学特征有关；但另一方面与人为处理和干扰也密切相关，与天然林具有明显不同的存留特征，这与张璇等^[27]研究结论一致。本次研究人为处理及干扰对凋落物现存量的影响仅为初步调查，而人为处理模式与城市绿地凋落物现存量的相关性以及不同人为处理模式对城市绿地凋落物现存量的影响的差异分析等，均有待后期作进一步系统研究。

在土壤物理性质方面，下层为草坪的植物群落与下层为地被的植物群落相比，其土壤容重更大、土壤总孔隙度和非毛管孔隙度更低，土壤物理性能更佳。土壤物理指标与群落凋落物量相关性分析表明，随着凋落物现存量增加，土壤容重变小，总孔隙度和非毛管孔隙度增大，说明城市绿地地表覆盖凋落物能有效改善土壤物理结构，增加土壤的透水透气性能。现场调查表明，下层为草坪的3类群落均为近距离观花林，在盛花期因观赏需求人为踩踏现象严重，从而导致其土壤物理性能较差。因此，建议在城市绿地管理中增加地被种植和地表凋落物覆盖，适当减少人为踩踏草坪，有利于优化绿地土壤的物理性能。

在土壤化学性质方面，下层为地被的群落与下层为草坪的群落相比，土壤有机质、全氮和水解氮含量更高，全磷含量整体较高，pH值整体略低。相关分析表明，随凋落物现存量的增加，土壤pH值、有机质、全氮、水解氮和速效钾增加，这与代松家等^[28]和廖量宁等^[29]研究的天然林凋落物与林地土壤养分关系结论一致，说明城市绿地凋落物与天然林凋落物具有同样的生态功能，即通过凋落物分解，释放养分并归还于地表，增加城市绿地土壤肥力，缓解土壤酸化现象。因此，建议城市绿地在养护中最大程度保留绿地凋落物，可借鉴天然林凋落物分解机制的研究成果，如深埋、外加N源^[30]或外加生物质菌剂^[31]等方法，加速绿地凋落物的分解，以缓解土壤不断板结，透水透气性差、土壤肥力不断下降等城市绿地生态问题，最大限度保持城市绿地土壤自维持功能。

6类植被群落的年凋落物量随乔木层盖度的增加而增加；下层为地被的3类群落凋落物现存量虽然小于一般天然林凋落物现存量^[32]，但其土壤的物理结构性能，土壤肥力、pH值明显优于下层为草坪的群落。因此，建议在城市绿地植物群落营造中，可根据不同绿地类型营造不同类型的植物群落。位于城市硬质空间、行道树，游憩草坪以及滨水绿地等人类活动较多的空间，在满足景观功能的前提下，可优先选择新陈代谢较慢的灌木类植物为主，同时降低群落郁闭度，减少凋落物的产生，从而降低凋落物清扫等人为管理成本。位于城市公园的绿地，宜增加成片地被植物种植量，提高地被盖度，一方面可以有效减少人为踩踏，缓解土壤板结现象；另一方面由于环保工人经常将清扫的凋落物就近倒入种植地被的群落土壤表层，因此下层为地被的植物群落可能还会增加绿地凋落物的储备。因此，为促进城市绿地凋落物快速分解，使矿物质回归土壤，形成良好的养分循环，增强城市绿地自维持功能，可借鉴森林凋落物混合分解研究机制^[33]，积极探讨城市绿地凋落物混合分解原理，寻找凋落物分解相互促进的植物品种构建生态型景观绿地的研究工作显得迫切又必要。

本研究发现6类典型城市绿地植物群落年凋落物量存在一定差异，各类型群落年凋落物量大小与种植的植物总量、植物生长发育状况、植物物种组成、乔木层盖度和气候环境等生物学、生态学特征有关；群落凋落物现存量不仅与群落生物学和生态学特征有关，还与人为干扰息息相关。研究结果表明在营造和管理城市绿地群落过程中，种植地被植物、减少人为踩踏以及保留绿地地表凋落物有利于改善土壤的物理结构，增加土壤有机质和氮素含量，改善土壤的酸碱度。本研究仅仅基于6类典型的城市绿地植被群落的一年的凋落物量存留特征，分析了其存留特征与土壤理化性质的相关性，对城市绿地土壤自维持机制研究仅为冰山一角。因此，为构建具有生态稳定性、生态效益好和自维持性强的城市绿地，开展城市绿地凋落物对土壤理化性质、生物学特征的动态反馈机制和养分迁移将是后期的研究重点。