集现象。因此，对于城市土壤有机碳密度的研究不能局限于某时段的增长或减少的定性描述，
要通过动态连续的研究来反映碳密度在城市发展过程中的演变特征。史利江[47]利用实测的
各种土地利用类型的土壤碳密度，结合土地利用变化的研究结果，估算1994 年、2000 年、
2003 年、2006 年的上海0~20 cm 的表层平均有机碳密度分别为 35.41 t/hm2、35.44 t/hm2、
35.06 t/hm2、35.15 t/hm2，呈波动变化，这与上海土地利用的空间分布格局以及人类活动干
扰的程度的区域差异密切相关。但在城市化过程中公园绿地、住宅绿地、城市森林等由于受
人为扰动和有机肥料效应，其土壤碳密度会高于原自然生态系统。孙艳丽[41]对开封市
1994~2006年土壤有机碳密度的变化表明：2006 年土壤表层有机碳密度和剖面有机碳密度都
比1994 年有所增加，增幅分别为0.12~ 23.39 kg/m2 和0.39~ 7.59 kg/m2，这与多数学者研究
是一致的。
3 城市土壤碳库的演变
城市扩张在土地覆被上的表现为自然生态系统的土地覆被类型向以不透水面为主的城
市人工生态系统转变，这些变化深刻影响着城市土壤碳库的演变，并使其具有明显时空分异
性。从空间来看，城市土壤碳库变化主要表现在不同剖面深度、城市内部和城乡结合处的差
异。一般来说，土壤的有机碳集中在1 m 以内，表层有机碳含量要比深层埋藏的含碳量高[28]，
但是由于城市土壤受到人为活动的强烈干扰，如城市土壤被多次翻动和覆盖，垃圾的输入等，
并不一定符合与自然土壤有机碳含量随深度递减的规律。在水平空间分布上，城市内部和城
乡结合处碳库储量存在较大的差异。Beyer 等[38]对比研究了德国东北部罗斯托克市城市土壤
和自然土壤的有机物组成，结果表明与自然土壤比较，城市土壤所含的烷类和烃类有机碳含
量减少，而芳香类有机碳增加。城市内部不同的功能区以及不同的城市土壤改造过程导致了
城市土壤的理化生物性质发生了重要的变化[48-49]，进而影响土壤碳储量。Pouyat 等[39]研究
美国大都市巴尔的摩的土壤表层(0~15 cm)有机碳储量得出，公共机构区和低人口密度居民
区最高，工业区、城市森林、中密度居民区、高密度居民区和交通干线居中，商业区最低；
何跃、张甘霖[50]对南京市样方土壤有机碳储量研究得出：在表层(0~10 cm)为路边>学校>郊
区菜地>居民区>公园；在亚表层 (10~30 cm)，路边>郊区菜地>学校>居民区>公园，这些都
是不同功能区城市代谢存在显著差异导致的结果。
城市土壤碳储量不仅在空间上存在着差异，而且在时间上存在明显的不同。史利江等[47]
对1994~2006 期间上海土地利用变化研究，因工业和城镇建设用地的快速扩张而占用大量农
田，结果表明水田转化为旱地，土壤碳含量以及碳密度明显降低，估算出1994 年、2000 年、
2003 年、2006 年上海的有机碳储量分别为1490.47 万t、1399.12 万t、1283.56 万t、1185.80
万t，呈逐年递减的趋势。这与钱杰[51]的研究结果相一致，且研究发现2003 年比1994 年减
少了20.33 万t。此外，武俊喜[52]、Chen[53]、刘纪远[7]等学者的研究结果也显示城市化地区
的土壤碳库呈下降趋势，但大多未考虑封存在城市用地（水泥、柏油或其它不透水层）下土
壤碳的去向问题，目前大多数模型都把城市看成是一个零（或很低）碳释放量的区域，将会
低估城市生态系统的碳库储量。
4 研究展望
目前，国内外有关土壤碳库的研究主要侧重于森林、草原、农田等生态系统，对于城市
生态系统的研究还非常薄弱。随着城市化和工业化进程的加快，城市土壤的重要性已日趋明
显[6]。因此研究城市区域的土壤碳库的特征的动态变化是当前迫切需要解决的问题。但是由
于城市生态系统碳循环过程本身的复杂性以及定量化研究城市化对碳循环过程影响的艰难
性，使得对这一问题的研究还存在着诸多不确定性，因此，未来可加强以下方面的研究：
（1）加强支撑城市土壤碳特性的基础理论研究，将地面观测碳库变化与遥感、信息系
统技术相结合，试图寻求统一、准确的土壤有机碳估算方法，提高土壤碳估算精度。
（2）研究城市生态系统尺度下，土壤封闭压实、人为翻动、外来物质入侵、人为施肥
管理等对土壤碳库与碳密度特征的影响，尤其是各类人工管理公园、绿地植被凋落物多被扫
除情况下的土壤碳库特征。
（3）考虑城区不透水面增加导致的土壤有机碳流失和城郊土地利用类型转换导致的土
壤有机碳变化，全面、深入概括城市土壤碳库的形成与演变机制。
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