城市土壤碳循环特征研究进展

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1、生态环境学报2009,18(3):1134-1138http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com城市土壤碳循环特征研究进展*叶红，黎慧娟中国科学院城市环境研究所,福建厦门361012摘要：由于城市化进程的加速，与人类活动密切相关的城市土壤成为陆地生态系统的重要组成部分。城市土壤碳循环作为城市土壤的重要过程，逐渐成为探讨城市生态系统与全球变化关系的重要介质。文章综述了城市土壤碳储量特征、微生物对城市土壤碳循环的影响及城市土壤的碳管理。概言之，城市土壤碳储量分布具有

2、空间和时间的差异性；自然因素与人为因素均对城市土壤碳储量有重要影响；城市诸多代谢过程相互作用可以通过影响土壤微生物进而影响土壤有机碳的转化过程。同时，作为城市生态系统的重要组成部分，城市土壤的碳管理有助于提高城市土壤的生态服务功能，也有利于城市生态系统的可持续发展。文章分析认为，城市土壤碳循环与城市生态系统其他功能的相互作用将是今后研究的主要方向。主题词：城市土壤碳循环研究进展中图分类号：X144文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）03-1134-05陆地生态系统是人类赖以生存与持续发展的生以期对城市土壤以及与土壤密切相关的其他城市命支持系统，是受人

3、类活动影响最大的区域，也是生态结构的良性发展提供理论研究依据。全球碳循环的重要碳库之一，目前其贮存的碳超过1城市土壤呼吸特征15[1]2000Gt（1Gt=10g）。陆地生态系统碳循环在当进入土壤圈的碳物质在微生物等的作用下，最今国际重大环境科学计划,如国际地圈—生物圈计终以CO2的形式释放到大气。这一过程中最为重要划（IGBP）中都是核心的研究内容。全球陆地土壤的是土壤呼吸，它是陆地生态系统碳循环中的重要1m深度内有机碳含量为1550Gt，分别是存在于生环节，是土壤与大气之间碳交换的主要输出途径。物及大气中碳含量的三倍和两倍，是影响全球碳循土壤呼吸主要包括基础土壤呼

4、吸和根呼吸，基础土环重要的流通方式，它的变化将显著影响大气CO2壤呼吸由土壤微生物参与的有机质矿化、土壤动物[2]的浓度，因此研究陆地土壤碳的周转过程对于了解呼吸和土壤有机质的化学氧化分解过程产生。土壤[3]全球碳循环乃至气候系统具有重要的作用。中有机质的化学氧化作用一般很弱，对土壤呼吸的陆地森林、草地、农田、湿地和内陆水体五大贡献极小。至于土壤动物对土壤呼吸的贡献，不同类生态系统碳循环是影响全球碳循环的重要系统。的研究得出的结论差异较大。根呼吸的贡献率随不然而，随着城市化进程的迅速推进，地球上的可耕同的生态系统差异很大，而且很难和基础土壤呼吸[6]土地以令人吃惊的速

5、度向城市用地转化。伴随着城完全分开，而在基础土壤呼吸中具有重要作用的[7]市用地面积在迅速增加的同时，由于受城市代谢各是土壤微生物呼吸。个过程相互作用的影响，城市土壤性质发生了重大相比较森林等自然生态系统，关于城市土壤呼[4]的变化。，从而影响甚至改变原有土壤的碳循环过吸特征的研究较少。目前应用于研究城市土壤呼吸程。作为陆地圈一部分的城市土壤，它其中的碳循的途径有城乡土壤呼吸通量测定对比法和基于土[8-9][10]环不仅与城市人类生活健康密切相关，而且是影响地调查基础数据的计算。Groffman等（2006）[5]全球碳循环不可忽视的重要部分。因此，关于城通过对比城市

6、与乡村森林土壤，发现城市森林不仅市土壤碳循环的研究对于城市生态系统的可持续其初级生产力更加依赖于土壤类型，而且城市土壤发展具有重要的意义。—大气间CO2、CH4的通量与土地利用方式的关系城市土壤碳循环研究始于上世纪90年代，主要密切，但与土地类型变化程度关系较不密切。钱杰研究领域涉及土壤呼吸特征、土壤碳储量特征及其则依据1982年上海土壤调查资料，对城市土壤呼影响因素、土壤微生物与土壤碳循环的相关性，以吸量进行的计算，结果显示：上海市土壤有机质的-2-2及基于区域城市碳管理的土壤碳管理措施等。年分解量为1.71t·hm，年积累量为1.53t·hm，同本文在总结国内外有

7、关城市土壤碳循环研究时得出，上海土壤的净呼吸通量为0.104-2-1[11]成果的基础上，探讨城市土壤碳循环的研究前景，t·hm·a。基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-BR-03)；中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX2-YW-450-40）；中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿项目(0714151d40)作者简介：叶红(1971年生)，女，助理研究员，博士，主要从事城市生态环境规划与管理研究。*联系作者，E-mail:hye@iue.ac.cn收稿日期：2009-04-20叶红等：城市土壤碳循环特征研究进展1