《Applied Soil Ecology》：Long-term green waste mulching drives soil fertility and arthropod community restructuring in a peri-urban plantation forest
编辑推荐：
•混合覆盖物优化了城市森林土壤 - 生物界面，并增强了肥力。•覆盖物使节肢动物群落从优势种主导转变为平衡的多分类多样性。•土壤养分解释了 93.81% 的群落变异，驱动营养级联。•资源异质性和生态位互补性促进稳定的群落恢复力。•绿色废物资源化驱动土壤健康和生物多样性恢复。引言
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混合覆盖物优化了城市森林土壤 - 生物界面，并增强了肥力。
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覆盖物使节肢动物群落从优势种主导转变为平衡的多分类多样性。
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土壤养分解释了 93.81% 的群落变异，驱动营养级联。
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资源异质性和生态位互补性促进稳定的群落恢复力。
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绿色废物资源化驱动土壤健康和生物多样性恢复。
引言
全球城市化进程的加速从根本上重塑了自然景观，促进了广阔的城郊生态系统扩张。在此框架下，城市人工林作为关键的绿色基础设施，提供着包括空气净化、微气候调节、暴雨缓解和生物多样性维持在内的不可替代的生态系统服务，这对城市福祉至关重要 (Semeraro et al., 2021; Shao and Kim, 2022)。然而，一个关键的挑战来自于这些城市绿色系统常规维护和扩张过程中产生的大量绿色废物（例如落叶和修剪残留物）。传统处置方法，主要是填埋或焚烧，不仅加剧了温室气体排放和资源消耗，还对环境和经济造成了相当大的压力 (Sharma et al., 2021; Wang and Nakakubo, 2020)。对此，符合循环经济原则的可持续管理策略——特别侧重于原地资源利用和生态资源化——已成为城市生态建设和环境管理中紧迫的必然要求。
在这些策略中，利用绿色废物作为有机覆盖物进行原地应用代表了一种有前景的循环经济方法，直接将维护副产品转化为生态资产。有机覆盖被广泛认为是一种有效的土壤改良和生态恢复策略。其益处是多方面的，包括改善土壤结构、增强持水能力、调节地表温度、抑制杂草、减轻土壤侵蚀、积累土壤有机质 (SOM) 以及促进养分循环 (Demo and Bogale, 2024; Ravichandran et al., 2022)。此外，有机覆盖为土壤生物创造了稳定的微生境并提供丰富的食物资源，从而深刻塑造了土壤微生物和动物群落的组成、多样性及介导的生态过程 (Ren et al., 2025; Zhang et al., 2020)。特别地，假设覆盖引起的土壤养分有效性和微生境结构的变化会通过土壤食物网向上级联，改变地表节肢动物群落的组成和营养结构 (Castro et al., 2021; Wang et al., 2026; Xu et al., 2025)。具体而言，地表节肢动物作为枯落物 - 土壤界面土壤动物的重要组成部分，被认为是评估土壤生态系统健康和管理效能的敏感生物指标，因为它们有助于有机质分解、养分周转、土壤食物网调节以及对环境变化的响应 (Bachelier, 1986; Elmquist et al., 2023; Federico et al., 2026)。因此，全面评估绿色废物覆盖对土壤物理化学性质和地表节肢动物群落的协同效应，对于整体理解其生态效益至关重要。
然而，尽管现有研究通常表明覆盖通过改变微环境增强了养分库（例如 SOM 和 TN）并改善了养分有效性，但大多数研究主要集中于单一土壤指标，或局限于农业和自然生态系统 (Bogunovic and Filipovic, 2023; Kang et al., 2025; Webber et al., 2022)。在特定生态系统中，特别是近郊人工林中，缺乏涉及不同覆盖物来源的长期对比研究。关键的是，现有研究很少比较不同绿色废物组分——如木质枝条、落叶和混合复合材料——的差异效应，这些组分由于其化学组成（例如木质素氮比、磷和钾浓度）和分解动力学的对比，可能对土壤养分动态和节肢动物群落结构产生不同的影响。缺乏对土壤物理化学性质与地表节肢动物之间耦合响应的系统评估，限制了为城市绿色废物管理提供全面指导的能力。值得注意的是，近郊人工林既是绿色废物的主要来源，也是其资源化（原地回收、土地应用和覆盖）的潜在汇。这些生态系统以相对贫瘠的土壤和简化的生物多样性为特征，为检测覆盖效应提供了敏感的模型系统：初始较低的营养基线放大了处理引起的变化的可检测幅度，而简化的群落组成使得将生物多样性响应归因于覆盖引起的环境梯度变得更加清晰。
鉴于此背景，考虑到城市人工林生态系统的独特特征和绿色废物管理的实际迫切性，本研究在北京一处典型的人工林中进行了为期五年的原位田间实验。我们系统地研究了单一（落叶、枝条）和混合城市绿色废物覆盖对表层土壤物理化学性质和地表节肢动物群落结构的影响。具体目标为：(1) 定量评估不同覆盖材料对土壤物理化学性质的差异影响；(2) 阐明不同覆盖处理如何重塑地表节肢动物的活动密度、丰富度、均匀度、优势度和功能类群组成；以及 (3) 识别在不同覆盖情景下支配节肢动物群落组装和营养功能组分化的关键土壤物理化学驱动因子。
章节摘要
研究地点与实验设计
研究在中国北京市大兴区的一处国有近郊林场进行 (39°42′13″N, 116°14′56″E, 海拔 52 米)，该场始建于 1959 年 (图 1A)。实验区属于暖温带半湿润大陆性季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。年平均温度约为 12°C，年平均降水量为 550–600 毫米，其中约 70% 发生在 6 月至
不同覆盖处理下土壤物理化学性质的变化
有机覆盖处理显著改变了土壤碳、氮、磷、钾养分状况 (图 2)。与对照 (CK) 相比，所有覆盖处理均增加了土壤有机质 (SOM) 和全氮 (TN) 含量，尽管程度不同。GM 处理对 SOM 的提升效果最显著，与 CK 相比增加了 34.50% (邓肯多重范围检验，p < 0.05)。L 和 T 覆盖排在第二，相对于 CK 分别增加了 SOM 的 23.61% 和 18.02%，且无
绿色废物覆盖通过基质特异性分解途径差异性地增强土壤养分库
本研究证明，五年连续绿色废物覆盖深刻重塑了城市人工林的表层土壤物理化学环境。覆盖处理通常增加了 SOM 和 TN，其中 GM 处理显示出最显著的增强效果。Hu 等人 (2022) 证明，长期表面覆盖通过减少地表径流损失和缓冲水热条件，显著提高了人工林土壤的碳氮保留，这一模式一致地
结论
这项为期五年的田间实验表明，长期绿色废物覆盖有效改善了近郊人工林的土壤肥力，并重塑了地表节肢动物群落。所有覆盖处理均显著提高了 SOM 和 TN，其中 GM 通过平衡的碳氮化学计量比实现了最大的 SOM 富集，而 L 处理在有效磷 (AP) 和有效钾 (AK) 方面具有明显优势。在群落水平上，覆盖一致地打破了跳虫科 (Entomobryidae) 的极端优势
CRediT 作者贡献声明
Tiantian Du：撰写 - 审阅与编辑，撰写 - 原稿，调查，形式分析，概念化。 Ran He：方法论，调查，数据整理。 Yi Zheng：撰写 - 审阅与编辑，资源，数据整理。 Xiangyang Sun：验证，监督，资金获取。 Suyan Li：监督，项目管理，资金获取，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些关系可能会影响本文报告的工作。
致谢
我们感谢审稿人和编辑对本稿件提出的宝贵且有建设性的意见。本研究由北京市园林绿化局资助，项目名称为“景观建设中有机覆盖物应用的关键技术研究与应用示范” (2019-KJC-02-13)。
Tiantian Du|Ran He|Yi Zheng|Xiangyang Sun|Suyan Li
