土壤活性有機(jī)碳是土壤中移動(dòng)快、穩(wěn)定性差、易氧化、礦化，對(duì)植物和微生物活性較高的有機(jī)態(tài)碳[1]。盡管土壤活性有機(jī)碳占全碳的比例很小，但其大小和周轉(zhuǎn)速率對(duì)土壤養(yǎng)分的有效性及其循環(huán)具有重要意義[2]。土壤易氧化碳作為土壤活性有機(jī)碳的重要形式之一，主要是借助高錳酸鉀的化學(xué)氧化，從土壤中分離得到的易氧化、不穩(wěn)定的有機(jī)碳部分，它相當(dāng)于土壤微生物酶對(duì)土壤有機(jī)碳的氧化[3]。研究表明，土壤易氧化碳對(duì)土地利用方式、土壤管理措施及重金屬污染等外界條件反應(yīng)比較敏感[4-5]，可以較準(zhǔn)確地顯示出土壤有機(jī)碳含量發(fā)生的細(xì)小變化，作為評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量變化的有效指標(biāo)參數(shù)[6-7]。

　　摘要：土壤易氧化碳對(duì)外界環(huán)境變化反應(yīng)敏感，是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的重要依據(jù)。文章以北京市公路綠化帶土壤為研究對(duì)象，測(cè)定了土壤有機(jī)碳及易氧化碳的含量。研究表明，公路綠化帶草地土壤有機(jī)碳和易氧化碳平均含量分別為1199g/kg和051g/kg，而空地上相應(yīng)的指標(biāo)分別為1100g/kg和041g/kg；各個(gè)環(huán)路之間草地和空地土壤易氧化碳含量不存在顯著性差異；土壤易氧化碳在有機(jī)碳中所占的比例為323%～534%，其中二環(huán)路上土壤易氧化碳所占比例顯著低于四環(huán)路和五環(huán)路�？偟膩砜�，草地可以增加土壤的活性有機(jī)碳含量。

　　關(guān)鍵詞：公路綠化帶,土壤有機(jī)碳,土壤易氧化碳,北京市

　　我國(guó)對(duì)于土壤活性有機(jī)碳的研究主要著重于森林土壤[8-10]、農(nóng)田土壤[11]、土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)碳的影響[12-13]等方面。城市公路綠化帶土壤是城市植被的立地基礎(chǔ)和生長(zhǎng)介質(zhì)，又是城市生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的必要環(huán)節(jié)[14]。針對(duì)目前對(duì)城市公路綠化帶土壤活性有機(jī)碳研究鮮有報(bào)道的現(xiàn)狀，以北京市北部城區(qū)公路綠化帶土壤為研究對(duì)象，研究了土壤有機(jī)碳和土壤易氧化有機(jī)碳的分布特征，旨在為公路綠化土壤健康管理提供理論依據(jù)。

　　1材料與方法

　　11研究材料

　　在北京市北二環(huán)路、北三環(huán)路、北四環(huán)路及北五環(huán)路附近的主干道上選取有代表性的12個(gè)公路綠化帶地段。在每個(gè)地段上分別選取無草本覆蓋的樣地（以下稱空地）和有草本生長(zhǎng)的樣地（以下稱草地）。每個(gè)樣地區(qū)域按照S形取樣法，采集0～10cm土層混合樣本，并設(shè)置3個(gè)重復(fù)，共采集72個(gè)樣本。采集的樣本經(jīng)室內(nèi)風(fēng)干，通過120目篩處理。

　　12研究方法

　　土壤有機(jī)碳采用硫酸重鉻酸鉀氧化—容量法；土壤易氧化碳的測(cè)定采用002mol/LKMnO4—CaCl2溶液氧化方法，根據(jù)KMnO4濃度的變化計(jì)算土壤易氧化碳含量[15]。

　　13數(shù)據(jù)處理

　　應(yīng)用Excel2007及SPSS190軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其中，不同環(huán)路土壤有機(jī)碳、易氧化碳以及易氧化碳占有機(jī)碳比例的差異顯著性采用One-wayANOVA分析；同一環(huán)路空地與草地上述相應(yīng)指標(biāo)間差異顯著性用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析。

　　2結(jié)果與分析

　　21公路綠化帶土壤有機(jī)碳的分布

　　土壤有機(jī)碳含量由土壤有機(jī)碳分解速率、作物殘余物數(shù)量、組成植物根系及返還至土壤中的有機(jī)物等因素決定，其大小決定于土壤有機(jī)碳輸入、輸出及相關(guān)土壤性質(zhì)[16]。對(duì)于不同環(huán)路草地來說，二環(huán)路土壤有機(jī)碳含量最高，其他環(huán)路土壤有機(jī)碳含量基本持平，但環(huán)路之間土壤有機(jī)碳含量不存在顯著性差異（圖1）。對(duì)于不同環(huán)路空地土壤有機(jī)碳而言，四環(huán)路土壤有機(jī)碳含量顯著低于二環(huán)路和三環(huán)路。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，四環(huán)路研究區(qū)為新建地區(qū)，有大量生土填埋，在一定程度上影響了土壤有機(jī)碳的含量。

　　注：不同大寫字母表示不同環(huán)路草地土壤有機(jī)碳在005水平上差異顯著，不同小寫字母表示不同環(huán)路空地土壤有機(jī)碳在005水平上差異顯著，圖2同。

　　圖1不同環(huán)路草地和空地土壤有機(jī)碳的分布特征

　　Fig1Distributionofsoilactiveorganiccarbonindifferentloopsofgrasslandandopenspace

　　林業(yè)調(diào)查規(guī)劃第37卷第6期施鵬程，等：北京市北部城區(qū)公路綠化帶土壤易氧化碳的研究

　　研究區(qū)公路綠化帶草地與空地的土壤有機(jī)碳相比，草地和空地土壤有機(jī)碳平均含量分別為1199g/kg和1100g/kg，兩者差異不顯著（p=0331）。二環(huán)路和四環(huán)路草地土壤有機(jī)碳含量高于空地，差異不顯著（p=0370、p=0167）；而三環(huán)路和五環(huán)路草地土壤有機(jī)碳含量反而低于草地，差異不顯著（p=0717、p=0957）。

　　公路綠化帶土壤有機(jī)碳的平均含量為114g/kg，這一含量顯著低于耿玉清等[8]關(guān)于北京山區(qū)土壤有機(jī)碳的研究結(jié)果。

　　22公路綠化帶土壤易氧化碳的分布

　　土壤易氧化碳直接參與土壤生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，與土壤肥力、土壤養(yǎng)分、作物生長(zhǎng)關(guān)系極為密切，是土壤微生物活動(dòng)的能源和土壤養(yǎng)分的驅(qū)動(dòng)力，是評(píng)價(jià)土壤碳庫(kù)平衡和土壤化學(xué)、生物化學(xué)肥力保持的重要指標(biāo)[17]。對(duì)于不同環(huán)路草地來說，二環(huán)路土壤易氧化碳含量最高，四環(huán)路土壤易氧化碳含量最低，三環(huán)路和五環(huán)路易氧化碳含量基本持平，彼此之間都不存在顯著性差異。對(duì)于不同環(huán)路空地來說，土壤易氧化碳含量不存在顯著性差異。公路綠化帶草地和空地土壤易氧化碳平均含量分別為051g/kg和041g/kg。各個(gè)環(huán)路中草地的土壤易氧化碳含量都高于空地易氧化碳含量，但經(jīng)t檢驗(yàn)，都不存在顯著性差異（二環(huán)路p=0056，三環(huán)路p=0299，四環(huán)路p=0453，五環(huán)路p=0402）。

　　研究發(fā)現(xiàn)，某些空地土壤有機(jī)碳比草地高的地區(qū)，其土壤易氧化碳含量卻比草地低。如三環(huán)路上，草地土壤有機(jī)碳含量為1115g/kg，小于空地的1191g/kg，而草地土壤易氧化碳含量為051g/kg，高于空地的042g/kg。這表明草地土壤可增加土壤易氧化碳含量。馮發(fā)堂等[18]研究表明，外源有機(jī)物（如樹根、草根）的添加可以顯著提高土壤活性有機(jī)碳含量。Bauhus[19]和Insam等[20]的研究也指出，草地比耕地和林地更易促使土壤微生物的增長(zhǎng)。由此可知，公路綠化帶草地土壤可增加土壤易氧化有機(jī)碳的含量。

　　圖2不同環(huán)路草地和空地土壤易氧化碳的分布特征

　　Fig2Distributionofsoilreadilyoxidizablecarbonofgrasslandandopenspaceindifferentloops

　　23土壤易氧化碳在有機(jī)碳中的比例

　　由表1可以看出，土壤易氧化碳在有機(jī)碳中所占的比例介于323%～534%。不同環(huán)路之間草地土壤易氧化碳在有機(jī)碳中的比例為393%～534%，草地土壤易氧化碳所占的比例均無顯著差異；而空地中，二環(huán)路上土壤易氧化碳所占比例顯著低于四環(huán)路和五環(huán)路。同一環(huán)路的草地和空地相比，四環(huán)路草地易氧化碳所占比例低于空地，其他環(huán)路都高于空地。

　　3結(jié)論

　　1）不同環(huán)路草地土壤有機(jī)碳含量不存在顯著性差異，但四環(huán)路空地土壤有機(jī)碳含量顯著低于二環(huán)路和三環(huán)路。雖然草地的有機(jī)碳平均含量為1199g/kg，略高于空地的1100g/kg，但兩者差異不顯著；二環(huán)路和四環(huán)路草地有機(jī)碳含量略高于空地，而三環(huán)路和五環(huán)路草地土壤有機(jī)碳含量略低于空地，但差異均不顯著。

　　表1土壤易氧化碳在有機(jī)碳中的比例

　　Tab1Proportionofsoileasilydioxizablecarbonintheorganiccarbon

　　%二環(huán)三環(huán)四環(huán)五環(huán)草地393（06）A534（078）A457（064）A466（032）A

　　空地323（052）b355（050）ab494（054）a400（059）a

　　注：表內(nèi)數(shù)據(jù)為平均值，括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)誤，同行不同字母表示差異達(dá)顯著水平（P<005）

　　2）公路綠化帶草地和空地土壤易氧化碳的平均含量分別為051g/kg和041g/kg，雖然草地土壤易氧化碳含量都高于空地，但未達(dá)到顯著水平。

　　3）土壤易氧化碳在有機(jī)碳中所占的比例為323%～534%。不同環(huán)路之間草地易氧化碳在有機(jī)碳中的比例無顯著差異，而空地中二環(huán)路土壤易氧化碳所占比例顯著低于四環(huán)路和五環(huán)路。同一環(huán)路的草地和空地相比，四環(huán)路草地易氧化碳所占比例低于空地，其他環(huán)路都高于空地。

　　致謝：在實(shí)驗(yàn)過程中得到了北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院耿玉清副教授的精心指導(dǎo)，謹(jǐn)此謝忱！

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