關(guān)鍵詞城市綠地;土壤；滲透性能；踩踏壓實(shí)度中圖分類號S714文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 0517-6611（2025）14-0116-05doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2025.14.023

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

eEffect of Trampling Compaction on the Physical Properties of Greenfield Soils

ZHANG Zhu-yuan，ZHANLong-kui，GUO Zi-yietal（CollgeofForestry，Jiangxi AgriculturalUniversity，Nanchang，Jiangxi 330045）

AbstractOeie」otuyetsofftrmpgompactioosolpicalproptisudedtvgeatiosces grenspace，andtoprovdeientificasisfosabilizngubangrnspaceostes.Metod]Aumbroftestplotsitditread compactionanddieretegetatiosructusleedinJangiAgualUnvesiianchangCityndesicalesuch as bulk weight，soil water-holding capacity，and soil infiltration capacity were determined in the soil layers of 0-20 and 20-40cm ，respectively.[Result]Witeaseofapligopacteg，hillkhtgadalleasd，oilatrotetsodeey of increasingndtheasingsolatedingapacityotalprosityndlapillyorositallprucddierntofc tion;trampling compaction was significantly corelated with soil bulk weight，porosityand water holding capacity（ Plt;0.01 ），and was significantlypositiveloeadiikightdintlgatieleaedilposityateacid tion rate （ Plt;0.01 ）;with the increase of trampling compaction，the permeabilityof surface soil showed a decreasing trend，and when heavy traplingcompaction，thepermeabilityofsoilwasclosetoO;sufcesoilporostandwater-oldingapacityidexeswereoreetedby tramplingcompactiontandepsoilndthpereabilityofoilinesructureofborealgetationasterthanatineructuef grassand.Coclusio]Milddsturbancewillmaketesoilwaterontentrisendecesiveuandisturbanemakstesoiloacss increase，leading tothe degradationof soil physical properties as wellasthereductionof soil water-holding function.

KeywordsUrban green space;Soil;Infiltration properties;Trampling compaction

城市綠地土壤作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，既是城市植物的生長介質(zhì)和養(yǎng)分的供給者，又是衡量土壤環(huán)境和水文狀況的重要指標(biāo)[1-3]，土壤環(huán)境的穩(wěn)定對生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用，土壤物理性狀能夠反映土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在一定程度上可以表征土壤的質(zhì)量與退化狀況[4]。土壤的滲透性能與保水能力，不僅是調(diào)控地表徑流及植被生長發(fā)育的關(guān)鍵因素，也是評估土壤水文調(diào)節(jié)效能及植物水分供給能力的重要標(biāo)尺，城市綠地土壤對于城市涵養(yǎng)水源和改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義。除地形地貌、土壤特征、降雨差異和植被類型等外，人類活動也是影響土壤性質(zhì)和土壤形成過程的重要因素[5]。在研究人類活動對土壤特性的多維度影響方面，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界已取得顯著進(jìn)展。特別地，針對林地、天然次生林及風(fēng)景區(qū)等生態(tài)系統(tǒng)，學(xué)者們研究了不同踩踏強(qiáng)度對土壤性質(zhì)的效應(yīng)，揭示出踩踏行為會促使土壤緊密度與緊實(shí)度上升，孔隙度及通氣性能下降，進(jìn)而削減土壤的持水能力和滲透性，并呈現(xiàn)出養(yǎng)分含量減少的趨勢[6-7]。此外，研究還指出，高強(qiáng)度的人為干擾會導(dǎo)致土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀及速效養(yǎng)分的顯著流失[8，同時(shí)，適度至高強(qiáng)度的人為干擾還會抑制土壤中常見酶的活性[9-10] 。

當(dāng)前，關(guān)于踩踏對土壤影響的研究普遍依賴于較為主觀的踩踏強(qiáng)度分級系統(tǒng)（例如輕度、中度、重度踩踏等），該體系雖有一定實(shí)用性，但其邊界定義的模糊性限制了精確量化分析的可能性。尤其值得注意的是，現(xiàn)有研究大多聚焦于踩踏對表層土壤水源涵養(yǎng)與滲透性的影響[]，而對于深層土壤（如 20～40cm 土層）的相關(guān)性影響則鮮見報(bào)道。此外，現(xiàn)有研究框架主要圍繞林地土壤構(gòu)建，對于城市綠地人為擾動土壤的踩踏效應(yīng)研究相對匱乏，且針對不同植被結(jié)構(gòu)下踩踏影響的比較分析仍不足。

鑒于此，筆者采用環(huán)刀法在 0～20.20～40cm 2 個(gè)土層深度采集土樣，旨在探究不同踩踏壓實(shí)程度下土壤物理性質(zhì)隨土層深度的變化規(guī)律，并對比分析不同植被類型下土壤物理性質(zhì)的差異。這一研究設(shè)計(jì)不僅有助于深化踩踏對土壤機(jī)制的影響，也可為制訂有效的土壤保護(hù)與恢復(fù)策略提供科學(xué)依據(jù)

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況 高校通常建成時(shí)間長，植被生長良好，植被結(jié)構(gòu)豐富，土壤結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但同時(shí)由于人口密度大，綠地踩踏現(xiàn)象也較為常見。因此，筆者選取江西農(nóng)業(yè)大學(xué)為采樣地，其位于江西省南昌市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)西北部0 115^°27^′～116^°35^′E，28^°10^′～29^°11^′N） ，建校時(shí)間長，校內(nèi)植被良好，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均溫為 17.0～17.7^°C ，土壤為典型的紅壤酸性土壤，占總面積約 166hm² 。

1.2樣方設(shè)置及土壤采集土壤樣品依據(jù)植被結(jié)構(gòu)和踩踏壓實(shí)2個(gè)因素對綠地土壤進(jìn)行采樣分析。依照GB19377—2003《天然草地退化、沙化鹽漬化的分級指標(biāo)》，根據(jù)踩踏所造成的植被覆蓋率減少后的相對百分?jǐn)?shù)（CR），分別設(shè)置輕度踩踏LT（ 75%?CR?100% 、中度踩踏MT（ 50%?CRlt; 75% ）、中重度踩踏MST（ 25%?CRlt;50% ）、重度踩踏ST（ 0? CRlt;25% ），同時(shí)設(shè)置無踩踏作為對照（CK），研究不同踩踏壓實(shí)度對城市綠地土壤滲透性的影響。試驗(yàn)采用環(huán)刀法對樣地土壤進(jìn)行采樣，所有土樣均使用 100cm³ 環(huán)刀在喬草和草地2種植被結(jié)構(gòu)采樣，用環(huán)刀沿土壤剖面按照 0～20AA20～ 40cm 共2層采集，每層取2個(gè)土樣，共計(jì)30個(gè)樣點(diǎn)，120個(gè)土樣。采樣后及時(shí)將土樣密封，帶回實(shí)驗(yàn)室后稱重及相關(guān)指標(biāo)測定。

1.3測定方法及數(shù)據(jù)處理土壤相關(guān)物理性質(zhì)的測定與計(jì)算參照《森林土壤水分-物理性質(zhì)的測定》進(jìn)行，均采用環(huán)刀法測定，土壤滲透性指標(biāo)采用雙環(huán)刀法測定。踩踏壓實(shí)度為各踩踏程度下土壤密度、CK土壤密度。不同踩踏強(qiáng)度下的踩踏壓實(shí)度存在邊界重疊現(xiàn)象，并按照不同踩踏壓實(shí)程度劃分，分別計(jì)算出不同土層和不同植被條件下及不同踩踏強(qiáng)度下壓實(shí)度。

用Excel和R語言軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理。土壤物理性質(zhì)差異運(yùn)用單因素方差分析（one-wayANVOA），踩踏壓實(shí)度與土壤物理性質(zhì)間的關(guān)系采用線性回歸分析。統(tǒng)計(jì)分析中，方差齊性數(shù)據(jù)事后多重檢驗(yàn)使用鄧肯法，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)，方差不齊則采用威爾遜法進(jìn)行事后多重檢驗(yàn)，斯皮爾曼法進(jìn)行相關(guān)分析，所有檢驗(yàn)均在顯著性水平為0.05時(shí)進(jìn)行；使用Origin2019軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1不同踩踏壓實(shí)度對不同土層土壤容重和孔隙度的影響不同踩踏壓實(shí)度對土壤容重、孔隙度與水分狀況的影響見表1。由表1可知，不同土層土壤容重均隨踩踏壓實(shí)度的增強(qiáng)而逐漸變大，CK的土壤容重顯著低于除輕度踩踏處理外的各踩踏壓實(shí)度處理（ Plt;0.05） ，且中重度和重度踩踏壓實(shí)處理下土壤容重顯著高于輕度和中度踩踏壓實(shí)處理（ Plt; 0.05）。此外，隨踩踏壓實(shí)度的增強(qiáng)，土壤總孔隙度、毛管孔隙度、持水量均總體呈下降趨勢，重度踩踏壓實(shí)度下土壤總孔隙度、毛管孔隙度、持水量均顯著低于CK （Plt;0.05） 。對比不同土層可以看出，表層土壤孔隙度、持水量指標(biāo)受到踩踏壓實(shí)度影響的變化較深層土壤更加明顯。

與深層土壤相比，表層土壤容重更小，總孔隙度和毛管孔隙度更大。這是由于城市綠地在施工過程中的人為機(jī)械壓實(shí)導(dǎo)致土壤整體的密實(shí)度較大，在后續(xù)植物種植以及植物生長和土壤動物的擾動下，使表層土壤趨于疏松，因此出現(xiàn)表層土壤容重低于深層土壤容重的現(xiàn)象，且后續(xù)人為踩踏亦未使表層土壤容重大于深層土壤。

注：同列不同小寫字母表示同一土層內(nèi)不同踩踏壓實(shí)度處理間差異顯著（ 。Note：Difertlowassinatetdieecdittaigtesiinl Plt;0.05）

2.2不同踩踏壓實(shí)度對不同綠地植被結(jié)構(gòu)的土壤水分分布的影響總體上看，2種植被結(jié)構(gòu)下土壤水分狀況均隨踩踏壓實(shí)度的增強(qiáng)呈現(xiàn)降低的變化趨勢，且土壤最大持水量、毛管持水量在CK下均顯著高于中度、中重度、重度踩踏處理（ Plt;0.05） ）。對比2種植被結(jié)構(gòu)可以看出，草地和喬草結(jié)構(gòu)下的土壤容重對踩踏壓實(shí)度的響應(yīng)呈現(xiàn)出一定差異，雖均隨踩踏壓實(shí)度的增強(qiáng)而增大，但草地的土壤容重在各踩踏壓實(shí)度下均大于喬草（表2）。

2.3不同踩踏壓實(shí)度對不同土層和不同植被結(jié)構(gòu)土壤滲透速率的影響從圖1可見，不同土層土壤滲透性變化規(guī)律幾乎相同。土壤滲透速率均隨踩踏壓實(shí)度的增強(qiáng)，整體呈降低趨勢。重度踩踏壓實(shí)時(shí)，土壤滲透速率均接近于0。0～20cm 土層土壤滲透速率在中度踩踏壓實(shí)度及以上時(shí)，與CK呈顯著差異。除中度踩踏壓實(shí)外， 20～40cm 土層土壤各滲透指標(biāo)均與CK呈顯著差異（ Plt;0.05 。

注：同列不同小寫字母表示同一植被類型內(nèi)不同踩踏壓實(shí)處理間差異顯著（ 。NoteDifrtitit P 0.01）.

注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） ）°

Note：Different lowercaselettersindicate significant difference（ Plt;0.05） ：

Fig.1Infiltration rates of different soil layers with different trampling compaction degrees

在不同植被結(jié)構(gòu)中，土壤滲透速率隨踩踏壓實(shí)度的變化規(guī)律幾乎相同，隨著踩踏壓實(shí)度的增大，整體呈降低趨勢。 除喬草植被輕度踩踏壓實(shí)處理外，其余踩踏壓實(shí)處理均與"CK差異顯著（ Plt;0.05. ），且重度踩踏壓實(shí)時(shí)，基本不滲透（圖2）。

注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 ）°

Note：Different lowercaseletters indicate significant difference（ Plt;0.05） ！

Fig.2Infiltration rates of grassland vegetation with different trampling compaction degrees

2.4土壤各物理性質(zhì)對踩踏壓實(shí)度的響應(yīng)為了更好地了解踩踏壓實(shí)度與土壤物理性質(zhì)之間的關(guān)系，對其進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。由表3可知，踩踏壓實(shí)度與土壤的孔隙度、持水量均呈顯著相關(guān)（ Plt;0.05 。

采用線性回歸模型建立土壤相關(guān)物理性質(zhì)對踩踏壓實(shí)度的響應(yīng)關(guān)系，并用線性直線對兩兩關(guān)系分別進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖3所示。表層土壤壓實(shí)度對深層土壤壓實(shí)度的線性回歸說明， 20～40cm 土壤壓實(shí)度是 0～20cm 土壤壓實(shí)度的0.638倍。線性擬合結(jié)果（圖3）表明：踩踏壓實(shí)度與土壤物理性質(zhì)間的線性回歸關(guān)系均表現(xiàn)為顯著（ Plt;0.01 ），與土壤孔隙度、持水量均呈顯著負(fù)相關(guān)（ Plt;0.01 ，即踩踏壓實(shí)度對土壤孔隙度和持水量的影響會隨著踩踏壓實(shí)度的增大而減小。0～20cm 土層深度的踩踏壓實(shí)度與土壤物理性質(zhì)間的線性回歸關(guān)系均優(yōu)于 20～40cm ，踩踏壓實(shí)度對不同土層土壤物理性質(zhì)的影響基本一致。

線性擬合結(jié)果（圖4）表明，踩踏壓實(shí)度與土壤滲透性間的線性回歸關(guān)系均表現(xiàn)為顯著（ Plt;0.01 ，初滲率、穩(wěn)滲率與踩踏壓實(shí)度間呈顯著負(fù)相關(guān)（ Plt;0.01 。初滲率 20～40cm 踩踏壓實(shí)度與土壤物理性質(zhì)間的線性回歸關(guān)系均優(yōu)于 0～ 20cm ，踩踏壓實(shí)度對土壤滲透速率的影響基本一致。這說明土壤滲透速率對踩踏壓實(shí)度存在顯著的線性回歸響應(yīng)關(guān)系，踩踏壓實(shí)度對土壤滲透速率的影響會隨著踩踏壓實(shí)度的增大而減小，土壤物理性質(zhì)與踩踏壓實(shí)度間存在顯著的線性回歸響應(yīng)關(guān)系。

2.5土壤容重、孔隙度與土壤滲透性之間的關(guān)系為了更好地探討土壤容重、孔隙度與土壤滲透性之間的關(guān)系，對其進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表4所示。由表4可知，土壤容重、孔隙度均與滲透性指標(biāo)存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（ Plt;0.01 ），這說明土壤物理性質(zhì)是影響土壤水文效應(yīng)的重要因素。

3討論

3.1不同踩踏壓實(shí)度對土壤水分、孔隙度、容重的影響土壤水分作為植被生長過程中的重要物質(zhì)，對植被群落的交替演化及土壤營養(yǎng)成分的變化有著顯著影響。土壤的質(zhì)地、土壤孔隙度會顯著影響土壤滲透能力[12-13]。該研究發(fā)現(xiàn)，在喬草和草地植被下，土壤含水率隨著踩踏壓實(shí)度的增強(qiáng)先增后減，這與何其華等[14的研究結(jié)果存在差異，后者指出土壤含水量隨踩踏強(qiáng)度增大而持續(xù)減小，這可能源于適度踩踏在合理范圍內(nèi)對土壤無顯著負(fù)面影響，反而可能提高土壤蓄水保水能力[15-16]。筆者還深人探討了踩踏壓實(shí)度對土壤容重、持水量以及孔隙度的影響。土壤容重是土壤水文物理性質(zhì)的重要指標(biāo)[17-18]，反映了土壤的緊實(shí)度，并直接影響土壤孔隙狀況?？紫抖群统炙渴窃u估土壤供水與蓄水能力的關(guān)鍵指標(biāo)。該試驗(yàn)結(jié)果表明，踩踏壓實(shí)度對土壤孔隙度、持水量等指標(biāo)有顯著影響，且呈顯著負(fù)相關(guān)。踩踏壓實(shí)度增強(qiáng)，則這些指標(biāo)均呈下降趨勢，這進(jìn)一步證實(shí)了踩踏對土壤水分保持能力有負(fù)面影響。這說明踩踏壓實(shí)度是土壤物理性質(zhì)指標(biāo)變化的主要內(nèi)在影響因子之一。 0～20cm 王層深度王壤孔隙度、持水量受到踩踏壓實(shí)度的影響大于 20～40cm 土層，這是由于在一定范圍內(nèi)踩踏壓實(shí)度越大，越不利于王壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這導(dǎo)致土壤容重的增加，進(jìn)而使得植被的生長受到了負(fù)面影響，土壤表面出現(xiàn)裸露，從而形成結(jié)皮現(xiàn)象[19]隨之，土壤的孔隙度和滲透性均下降，在多個(gè)因子共同作用后的結(jié)果下，土壤物理質(zhì)量出現(xiàn)下降。

3.2不同踩踏壓實(shí)度對不同土層及2種植被結(jié)構(gòu)土壤滲透速率的影響 踩踏壓實(shí)度與土壤初滲率和穩(wěn)滲率呈顯著負(fù)相關(guān)。對比不同王層深度的土壤在受踩踏后的情況可以看出，表層土壤容重和滲透能力受踩踏壓實(shí)度的影響比深層土層土壤更大。這與相關(guān)學(xué)者研究的表層土壤是作為土壤滲透過程的重要介質(zhì)20的結(jié)論相符。表層土壤較深層土壤易發(fā)生嚴(yán)重板結(jié)，產(chǎn)生結(jié)皮，生物量較少，且深層土壤較表層土壤相對松軟，土壤植物根系的數(shù)量多于表層土壤，因此表層土壤容重和滲透性受踩踏壓實(shí)度的影響更大。土壤滲透是由多個(gè)因子共同作用后的結(jié)果，相關(guān)研究表明，植物根系、土壤質(zhì)地、凋落物、土壤動物等都會影響土壤的滲透性。研究踩踏壓實(shí)度對不同植被結(jié)構(gòu)下土壤滲透性影響的結(jié)果表明：在相同踩踏壓實(shí)度下，喬草的土壤容重小于草地，滲透性優(yōu)于草地結(jié)構(gòu)。這可能是由于相較于單一草地，喬草結(jié)構(gòu)擁有更多的凋落物與根莖，其生物量更為豐富，根系對土壤的優(yōu)化作用相較草地表現(xiàn)出更為顯著的優(yōu)勢。對比之下，喬草下土壤結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，其滲透性能更優(yōu)。

4結(jié)論

該研究結(jié)果表明，不同踩踏壓實(shí)度下的土壤容重隨著人為踩踏壓實(shí)度的增強(qiáng)而不斷增大。土壤物理性質(zhì)受踩踏壓實(shí)度影響集中在 0～20cm 土層。不同土層土壤容重隨踩踏壓實(shí)度的增強(qiáng)而增大。各踩踏壓實(shí)度下草地土壤容重均大于喬草。此外，土壤毛管孔隙度、總孔隙度、最大持水量、毛管持水量均隨著踩踏壓實(shí)度的增加而降低。無踩踏（CK）和輕度踩踏壓實(shí)度下土壤總孔隙度、毛管孔隙度均顯著高于重度踩踏（ Plt;0.05 ）。輕度踩踏壓實(shí)可以提升土壤的含水率，而過度的踩踏壓實(shí)明顯影響土壤容重和含水率等物理性質(zhì)的變化，進(jìn)而造成城市綠地土壤質(zhì)量的退化，對城市生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定產(chǎn)生一定負(fù)面影響。

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