因受到强烈的人为干扰,城市土壤生态服务功能严重退化,进而对城市土壤地球化学循环尤其是碳循环产生深刻的影响。以北京市奥林匹克森林公园的5种典型下垫面类型(草坪、灌木、行道树、植草砖、硬化地表)下土壤为研究对象,定量分析了城市不同下垫面下土壤理化性质、有机碳矿化过程及固碳能力的差异,结果表明:城市化过程中,当自然植被覆盖被硬化覆盖取代后,土壤固碳能力将被大大削弱,其碳储量会显著减少,土壤有机碳矿化受到抑制,进而对土壤发育过程产生消极影响;行道树、植草砖等能帮助减轻硬化地表对土壤有机碳矿化的消极作用,促进土壤养分循环,增加土壤中有机碳的含量,但其对于土壤固碳能力的改善作用在本研究中不显著;灌木和草坪等植被覆盖的下垫面类型下土壤固碳能力则显著强于硬化地表覆盖;城市土壤有机碳矿化的最主要限制因子是土壤有机碳的含量,此外土壤pH值、养分含量、粘粒含量等理化性质也能通过影响土壤有机碳含量及微生物活动等对土壤有机碳矿化过程产生影响。在定量分析的基础上,笔者采用碳密度法对北京市马甸公园土壤碳汇量进行粗略估算,得到马甸公园0—45 cm土壤碳汇量约为184.4 t,使用情景模拟分析了两种情形下马甸公园土壤碳汇量变化,发现使用透水铺装和增植灌木和行道树等能够显著增加公园土壤碳汇量。最后笔者根据前述评估结果,系统地提出了城市公园下垫面的生态设计理论,并以北京市马甸公园的儿童游戏区为例,对其周边环境、使用人群、铺装材质、植物配置等现状进行充分调查,在满足该儿童游戏区功能的前提下,对该地块下垫面进行了一定程度的生态改造,旨在为城市公园下垫面的生态设计提供思路,切实改善城市公园土壤固碳能力,为提高城市公园生态系统服务提供科学依据。