北京市不同功能区土壤黑碳的含量特征及其来源分析

杨帅斌; 刘恋

北京市不同功能区土壤黑碳的含量特征及其来源分析

杨帅斌^{1, 2,},
刘恋^1, ,

1.
中国地质科学院, 北京 100037
2.
中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081

基金项目:

中国地质科学院基本科研业务费项目 YWF201609

详细信息

作者简介:
杨帅斌(1992-), 男, 博士研究生, 主要研究方向为第四纪地质与环境。E-mail:936075314@qq.com

通讯作者:
刘恋(1983-), 女, 博士, 副研究员, 主要研究方向为第四纪地质与环境。E-mail:liulian198394@163.com

中图分类号: X53
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出版历程
- 收稿日期: 2017-04-20
- 刊出日期: 2017-12-01

CONCENTRATION AND SOURCES OF BLACK CARBON IN DIFFERENT FUNCTION ZONES OF BEIJING, CHINA

YANG Shuaibin^{1, 2
,},
LIU Lian^{1
, ,}

1.
Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
2.
Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 随着城市迅猛发展，城市土壤性质发生显著变化，不同功能区之间呈现明显差异性。为了深入讨论人为影响方式和程度、污染来源的差别对土壤碳库（特别是黑碳）的影响，本研究以北京市为对象，对比研究了城区和郊区不同功能区（公园、居民区、道路绿化带）土壤有机碳（SOC）含量、黑碳（BC）含量以及含量比值（BC/SOC）的特点，并通过BC/SOC指标对土壤受到的人类活动影响方式和程度进行详细讨论。结果显示，北京市城区不同功能区的土壤SOC富集程度不同，且公园和居民区土壤在人为管理下SOC含量趋于平均；而郊区不同功能区的SOC含量值接近，表明其受人为影响较小，更接近于自然土壤。城区不同功能区的土壤BC含量存在较大差异，由大到小是公园（0.60%~2.28%，平均值为1.56%）、道路绿化带（0.12%~2.20%，平均值为0.62%）、居民区（0.11%~1.15%，平均值为0.35%），其中公园内区域性的翻种、施肥使得BC大量聚集，道路绿化带受到来自交通环境的强烈影响；而郊区不同功能区的BC含量值低且接近，代表了区域土壤BC含量背景值。土壤BC/SOC总体介于0.11和0.5之间，且郊区BC/SOC小于城区，指示了化石燃料和生物质的燃烧均是城区和郊区土壤BC物质的来源，但所占比重不同，且城区是郊区土壤黑碳的重要来源。另外，城区个别地区BC/SOC显著偏高，反映了BC/SOC不但指示土壤污染程度，同时与城市化时间、特定的人类活动密切相关。
- 环境地质 /
- 城市土壤 /
- 黑碳 /
- 北京市
Abstract: With the rapid development of city, soil properties in city have changed significantly with significant differences among different function zones. In order to discuss the impact on the soil carbon pool (especially black carbon), from human activities of different ways and at different degrees as well as pollution from different sources, the concentration of black carbon (BC) and organic carbon (SOC), and concentration ratio (BC/SOC) of surface soil in different function zones (parks, residential areas and road green belt) in urban and suburban areas in Beijing are compared in the study, and the influence of human activities of different ways and at different degrees on soil are discussed based on the BC/SOC index. The results show that the enrichment degrees of soil SOC in different function zones in urban areas are different, and the concentration of SOC in soil in parks and residential areas under human management tend to be average; in suburban areas, the concentration of SOC in different function zones are close and much the same as the natural soil, indicating the soil is less influenced by human activities. There are significant differences in the concentration of BC values in soil in different function zones of urban areas, and the descending order is parks (0.60%~2.28%, mean 1.56%), road green belts (0.12%~2.20%, mean 0.62%), residential areas (0.11%~1.15%, mean 0.35%).The regional digging, planting and fertilization made a large number of BC gather in parks and road green belts are strongly impacted by traffic discharge; in suburban areas, the concentration of BC of different function zones are low and close to each other, representing the background concentration of BC in regional soil. The BC/SOC values in soil mainly fall in between 0.11% and 0.5%, and BC/SOC values in suburban area are smaller than that of urban areas, indicating that the burning of fossil fuels and biomass are both sources of BC in soil in the urban and suburban areas but with different proportions, and the urban area is an important source of BC in the suburban area. In addition, BC/SOC values in some places of urban areas are significantly higher, reflecting that BC/SOC value not only indicates the degree of soil pollution but also is closely related to urbanization progress and specific human activities.
- Environmental geology /
- urban soil /
- black carbon /
- Beijing

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0. 引言

近几十年来，中国正经历着迅猛的城市复兴和发展，工业和农业的发展强烈影响着城市环境，而城市土壤是这些影响的主要接收者。由于人为影响方式和程度、污染来源的差别，城市土壤的物理、化学和生物学性质发生变化，不仅与自然土壤明显不同，而且城市不同功能区之间也呈现明显差异性。在城市化过程中，城市土壤碳组分的含量、分布及相关性也表现出特有规律，特别是土壤有机碳库的重要组分黑碳(black carbon，BC)，它影响着土壤肥力、结构、有机污染物等多方面^[1~3]，目前城市土壤BC研究已逐渐受到重视。

BC是由生物质和化石燃料等燃烧产生的含碳物质，其形态结构复杂，化学性质稳定，长期广泛分布于大气、土壤、沉积物、岩石、水体等载体中^[3~6]。BC的来源有自然源和人为源两种：自然源包括生物质燃烧、火山爆发、岩石风化等；人为源包括农业生产、汽车尾气、工业排放、火力发电、垃圾焚烧等^[7]。城市土壤BC的主要来源包括化石燃料燃烧以及汽车尾气排放、生活垃圾燃烧、人类农业活动、自然火灾等^[3]。常见的土壤BC来源辨析方法有：BC形态特征分析，通过扫描电镜观察可区分生物质源和化石燃料源BC^[8~10]；土壤黑碳与土壤有机碳(SOC)的比值(BC/SOC)分析，BC/SOC比值在一定程度上反映了土壤的污染程度，可区分生物质源和化石燃料源BC^{[3, 11~15]}；黑碳碳同位素分析(δ¹³C_BC)，BC的生物质源和化石燃料源的碳同位素范围存在不同，可以利用土壤δ¹³C_BC估计生物质源和化石燃料源的比例^[16~21]。

国际上对城市土壤黑碳研究主要集中在发达国家的大型城市，Lorenz等^[22]对德国斯图加特市的不同功能区的土壤研究显示土壤BC占总有机质显著比例(最高可达73%)。Rawlins等^[23]对英国城市的土壤研究发现土壤黑碳含量和BC/SOC值存在显著差异，其中格拉斯哥市BC含量和BC/SOC均最高，主要是受到大量的人为来源煤灰的影响。Hamilton等^[24]对美国亚利桑那州的城市土壤研究发现不同利用类型的土壤BC含量不同，最高甚至可达7.8%。国内的城市土壤BC研究较少，且主要在南方城市。王曦等^[3]调查分析了南京市不同功能区土壤BC含量，结果表明城市不同功能区中土壤BC含量、BC/SOC、δ¹³C_BC值差异显著，并证实了土壤BC/SOC可较好地判定BC主要来源，δ¹³C_BC值可作为补充和证明。Wang等^[25]发现徐州市城市表土BC含量远高于区域表土背景值，认为城市路边表土中的BC主要来自于汽车尾气排放。而在中国北方城市，由于大量的煤炭被用于燃烧供热，正式的“采暖季”从每年的11月延续到次年的3月^[26]，这种化石燃料使用结构的不同导致了中国南北方城市主要BC来源存在较大不同^[27]，有必要对中国北方大型城市进行详细的土壤BC含量、分布和来源研究。

北京市作为中国的政治、经济、文化中心，城市规模巨大，人口众多，能源消耗密集^[28]，大气污染排放量大，且西北高、东南低的地形不易于大气等污染物扩散，这些使得北京市土壤受到强烈的城市化过程改造，土壤中碳组成和分布特征也显著改变。目前，对北京市表层土壤中BC组分研究较少，Liu等^[29]研究了北京市城区和郊区表土BC和有机碳(SOC)含量，发现城区表土BC含量和BC/SOC均高于世界背景土壤和北京郊区土壤值，表明城市环境是必不可少的BC来源，并认为北京市土壤BC主要来自化石燃料燃烧，特别是交通排放。但是，该研究没有区分和讨论城市不同功能区中土壤有机质(SOC和BC)的特点，较难更细致、深入的讨论人为影响方式和程度、污染来源的差别对土壤碳库的影响。

以北京市为研究对象，对比研究了城区和郊区不同功能区(公园、居民区、道路绿化带)土壤有机碳和黑碳含量，及含量比值的特点和变化原因，并通过BC/SOC指标对土壤受到的人类活动影响方式和程度进行详细讨论。研究将为城市土壤BC研究积累数据，加深对城市不同功能区土壤BC组分的分布特征和来源认识，从而为北京市土壤保护和治理提供科学依据。

1. 材料与方法

1.1 实验样品采集

北京市(115.7°—117.4°E，39.4°—41.6°N)地处华北平原北缘，地形西北高、东南低，西、北方向分别被太行山和燕山所阻断，平均海拔为40~60 m。暖温带半湿润大陆性季风气候，特点是夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春、秋季短促。1月份的平均气温为1.6℃，7月份平均气温为30.8℃；年平均降水量为585 mm，降水季节分配很不均匀，全年降水的80%集中在6—8月份。主要土壤类型为褐土和潮土，母质为风化岩和松散的第四纪沉积物。北京城区以五环路为界，包括东城区、西城区，以及海淀区、朝阳区、丰台区、石景山区的部分地区。郊区包括门头沟区、房山区、大兴区、通州区、顺义区、昌平区、平谷区、怀柔区、密云区、延庆区，以及海淀区、朝阳区、丰台区、石景山区的部分地区。

研究中城市土壤采样点主要分布在公园、居民区、道路绿化带三个城市典型功能区。采样时做到点面结合，既重点选取三个功能区的代表性地点密集采样，又在全市相同功能区广泛布点。同时，同一个功能区的样品采集包括城区(五环内)和郊区(五环外)样品，以对比讨论不同城市化程度对土壤黑碳的影响。每个功能区的代表性地点采集5个样品，样品点尽量均匀地分布在该功能区上，非代表性地点采集1~2个样品，共采集41个表土样品(见图 1、表 1)。为了达到研究目的，采样地点远离生活垃圾等异常人类干扰，采样深度为2~5 cm。样品自然风干，剔除肉眼可见的植物根茎及石子等杂物。

图 1 北京市不同功能区土壤样品分布图

a-郊区土壤样品分布；b-城区土壤样品分布

Figure 1. Distribution of soil samples in different function zones of Beijing

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表 1 北京市不同功能区土壤样品采样点概况

Table 1. General information of soil sampling sites in different function zones of Beijing

功能区	采样区域	采样地点	样品数量
道路绿化带	城区	南四环至城中心	9
		朝阳区	5
		房山区	2
	郊区	通州区	1
		昌平区	1
		顺义区	1
公园	城区	西城区陶然亭公园	5
	郊区	顺义区潮白河公园	3
	郊区	海淀区百望山公园	1
居民区	城区	西城区甘家口小区(老居民区)	2
		丰台区角门西晨新园小区	5
		丰台区潘家园小区	1
	郊区	海淀区茉莉园小区	2
		大兴区马驹桥228院	2
		房山区东亚小区	1
总计			41

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1.2 实验方法

研究采用Lim等^[28]的化学氧化方法从土壤样品中提取BC。首先，在塑料离心管中，依次用HCl(3 mol/L)，HF(10 mol/L)/HCl(1 mol/L)和HCl(10 mol/L)将样品酸化处理72小时，以除去碳酸盐、硅酸盐、Ca²⁺和Mg²⁺。然后，在特氟龙离心管中，用55 ℃的氧化溶液(0.1 mol/L K₂Cr₂O₇/2 mol/L H₂SO₄)除去可溶性有机物和干酪根。最后，用去离子水离心洗涤剩余样品并冷冻干燥。处理后残留物中剩余的难溶碳被定义为BC。对于SOC的提取，土壤样品在室温下用HCl(1 mol)酸化处理48小时，以除去碳酸盐。然后用去离子水将样品洗至接近中性，离心，随后冷冻干燥。

BC含量和SOC含量通过ConFlo Ⅲ系统与Finnigan MAT 253质谱仪集成的热元素分析仪(Flash EA 1112)测量。碳含量分析在中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室完成。

2. 结果

2.1 城市土壤SOC

北京市城区SOC含量值总体大于郊区(见图 2a、表 2)。其中，城区三种功能区的SOC含量由大到小是公园(平均值为2.67%)、道路绿化带(平均值为1.70%)、居民区(平均值为1.01%)；而在郊区三种功能区的SOC含量相对比较接近，SOC含量由大到小是公园(平均值为0.93%)、居民区(平均值为0.77%)、道路绿化带(平均值为0.51%)。

图 2 北京市城区和郊区不同功能区的土壤SOC含量、BC含量、BC/SOC比值

Figure 2. The content of SOC and BC and BC/SOC values of soil samples in different function zones of urban area and suburban area in Beijing

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表 2 北京市不同功能区土壤SOC含量、BC含量、BC/SOC比值

Table 2. The content of SOC and BC and BC/SOC values of soil samples in different function zones of Beijing

功能区和采样区域	样品编号	北纬	东经	采样点描述	SOC 含量/%	BC 含量/%	BC/ SOC
道路绿化带-城区	道绿-城区-1	39°50′53.25″	116°22′17.23″	丰台区马家堡西路路旁	2.77	0.81	0.29
	道绿-城区-2	39°51′04.40″	116°22′17.37″	丰台区马家堡西路和角门北路交汇处路旁	1.59	0.43	0.27
	道绿-城区-3	39°51′19.21″	116°22′18.24″	丰台区南三环万芳桥下马家堡西路路旁	0.84	0.12	0.15
	道绿-城区-4	39°52′08.00″	116°22′28.65″	丰台区开阳桥北京南站附近路旁	0.81	0.25	0.31
	道绿-城区-5	39°52′23.24″	116°22′28.85″	西城区陶然亭公园外路旁	0.86	0.24	0.28
	道绿-城区-6	39°53′28.74″	116°22′29.09″	西城区菜市口北公交站旁	1.26	0.45	0.36
	道绿-城区-7	39°54′42.50″	116°22′25.66″	西城区西单北大街路旁	3.51	0.71	0.20
	道绿-城区-8	39°55′25.41″	116°22′24.15″	西城区西四北大街路旁	1.42	0.38	0.27
	道绿-城区-9	39°55′50.75″	116°22′23.13″	西城区平安里路口南公交站旁	2.24	2.20	0.98
道路绿化带-郊区	道绿-郊区-1	39°59′43.81″	116°29′42.72″	朝阳区京密路旁，景观树、杂草	0.58	0.15	0.26
	道绿-郊区-2	40°01′20.94″	116°31′18.20″	朝阳区京密路北皋桥旁，景观树	0.82	0.28	0.34
	道绿-郊区-3	40°01′20.94″	116°31′18.20″	朝阳区京密路北皋桥旁，景观树	1.02	0.33	0.32
	道绿-郊区-4	40°02′56.23″	116°32′14.94″	朝阳区孙河乡道路绿化带内，景观树、杂草	0.50	0.16	0.32
	道绿-郊区-5	40°02′56.23″	116°32′14.94″	朝阳区孙河乡道路绿化带内，景观树、杂草	0.44	0.13	0.30
	道绿-郊区-6	39°38′40.92″	115°30′08.29″	房山区北京河北交界，山脚下马路旁绿化带内，小叶李、杂草	0.20	0.06	0.28
	道绿-郊区-7	39°38′40.92″	115°30′08.29″	房山区北京河北交界，山脚下马路旁绿化带内，小叶李、杂草	0.25	0.06	0.22
	道绿-郊区-8	39°44′59.91″	116°32′55.56″	通州区马驹桥镇专96车站旁	0.33	0.05	0.14
	道绿-郊区-9	40°14′38.30″	116°07′56.07″	昌平区南口镇粮食供销站路旁	0.25	0.05	0.21
	道绿-郊区-10	40°07′34.01″	116°40′24.85″	顺义城区路旁，可见几小块焚烧迹象	0.71	0.20	0.28
公园-城区	公园-城区-1	39°52′28.43″	116°22′40.85″	西城区陶然亭公园西门月季园	2.16	1.71	0.79
	公园-城区-2	39°52′27.57″	116°22′54.58″	西城区陶然亭公园中央岛小山顶上，多人工种植松树、长草	2.91	2.28	0.78
	公园-城区-3	39°52′25.14″	116°22′57.77″	西城区陶然亭公园中央岛大山顶上，多人工种植槐树、长草	3.30	2.43	0.74
	公园-城区-4	39°52′20.61″	116°23′06.39″	西城区陶然亭公园东南角山顶上，靠近马路，多人工种植桃树、松柏、杂草	2.48	0.60	0.24
	公园-城区-5	39°52′28.54″	116°23′10.10″	西城区陶然亭公园东边，银杏树下花坛内	2.48	0.79	0.32
公园-郊区	公园-郊区-1	40°07′54.36″	116°40′12.46″	顺义区减河公园内草坪、周围人类活动频繁	1.00	0.22	0.22
	公园-郊区-2	40°07′33.12″	116°40′59.65″	顺义区潮白河公园次生林，多大树、林下植物稀少	0.72	0.11	0.15
	公园-郊区-3	40°07′33.12″	116°40′59.65″	顺义区潮白河公园次生林，林下杂草较多	0.27	0.05	0.18
	公园-郊区-4	40°2′38.31″	116°14′54.68″	海淀区百望山公园	1.71	0.15	0.09
居民区-城区	居民区-城区-1	39°50′47.88″	116°22′18.60″	丰台区晨新园小区花坛，以杂草为主	1.25	0.22	0.17
	居民区-城区-2	39°50′46.82″	116°22′20.69″	丰台区晨新园小区花坛，以杂草、李子树为主	0.74	0.12	0.16
	居民区-城区-3	39°50′47.42″	116°22′30.36″	丰台区晨新园小区花坛，以杂草、李子树、桃树为主	0.86	0.18	0.21
	居民区-城区-4	39°50′48.86″	116°22′31.79″	丰台区晨新园小区花坛，大松树下	1.04	0.23	0.23
	居民区-城区-5	39°50′47.91″	116°22′21.29″	丰台区晨新园小区花坛，以杂草、月季为主	0.51	0.11	0.22
	居民区-城区-6	39°55′29.00″	116°19′35.87″	西城区甘家口8号楼健身器材旁	1.74	1.15	0.66
	居民区-城区-7	39°55′29.00″	116°19′35.87″	西城区甘家口8号楼花坛内	0.62	0.28	0.45
	居民区-城区-8	39°52′42.51″	116°26′40.33″	丰台区潘家园小区内	1.31	0.47	0.36
居民区-郊区	居民区-郊区-1	39°42′51.28″	116° 3′11.73″	房山区东亚小区内	0.16	0.06	0.40
	居民区-郊区-2	40°2′53.42″	116°14′36.61″	海淀区茉莉园小区花坛内	0.62	0.09	0.15
	居民区-郊区-3	40°2′53.42″	116°14′36.61″	海淀区茉莉园小区菜园内	1.17	0.22	0.19
	居民区-郊区-4	39°44′52.54″	116°33′6.86″	通州区马驹桥宏仁家园花坛内	1.37	0.21	0.15
	居民区-郊区-5	39°44′51.81″	116°33′7.92″	通州区宏仁家园院内	0.54	0.10	0.19

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北京市城区SOC含量变幅范围总体大于郊区(见图 2a、表 2)。其中，城区SOC含量变幅范围最大的是道路绿化带(0.81%~3.51%)，公园(2.16%~3.30%)和居民区(0.51%~1.74%)变幅范围接近；而在郊区SOC含量变幅范围由大到小是公园(0.27%~1.71%)、居民区(0.16%~1.37%)、道路绿化带(0.20%~1.02%)。

2.2 城市土壤BC

北京市城区BC含量值总体大于郊区，与SOC含量的特点相近(见图 2b、表 2)。其中，城区BC含量由大到小是公园(平均值为1.56%)、道路绿化带(平均值为0.62%)、居民区(平均值为0.35%)；而在郊区，道路绿化带(平均值为0.15%)、居民区(平均值为0.14%)、公园(平均值为0.13%)的BC含量非常接近，且值很低。

北京市城区BC含量变幅范围总体大于郊区，但与SOC含量的变幅范围特点存在差别(图 2b、表 2)。在城区，道路绿化带(0.12%~2.20%)和公园(0.60%~2.28%)的BC含量变幅范围均较大，居民区(0.11%~1.15%)略小；而在郊区，道路绿化带(0.06%~0.33%)、居民区(0.06%~0.22%)、公园(0.05%~0.22%)的BC含量变幅范围非常接近。

2.3 城市土壤BC/SOC

北京市城区BC/SOC值总体略大于郊区，尤其是城区个别点位(见图 2c、表 2)。在城区BC/SOC由大到小是公园(平均值为0.57)、道路绿化带(平均值为0.35)、居民区(平均值为0.31)，其中老居民区(西城区甘家口小区)达到所有居民区BC/SOC最高水平(平均值为0.55)，这可能与老居民区长期使用燃煤等导致BC积累有关；而在郊区，道路绿化带(平均值为0.27)、居民区(平均值为0.21)、公园(平均值为0.16)的BC/SOC比较接近，且值较低。

北京市城区BC/SOC变幅范围总体大于郊区(见图 2c、表 2)。在城区，公园(0.24~0.79)的BC/SOC变幅范围较大，道路绿化带总体变幅不大(0.15~0.36)，除了市中心个别点位BC/SOC值可达0.98；新居民区(0.16~0.36)和老居民区(0.45~0.66)BC/SOC差别较大；而在郊区，BC/SOC变幅范围由大到小是居民区(0.15~0.40)、道路绿化带(0.14~0.34)、公园(0.09~0.22)，并且郊区居民区与城区新居民区变幅范围比较接近，郊区道路绿化带与城区道路绿化带变幅范围比较接近，郊区公园变幅范围远小于城区公园。

3. 讨论

3.1 北京市土壤有机碳分布规律

从功能区来看，北京市城区不同功能区的土壤SOC含量值存在较大差异，其中公园SOC含量约是居民区的2~3倍，表明城区不同功能区之间土壤SOC富集程度不同，公园内由于经常性的施肥、翻种等人类活动使得SOC聚集程度较高，而居民区、道路绿化带的个别地点由于经常清扫使得有机物质输入有限，有机碳含量有所下降。SOC含量变幅范围最大的是道路绿化带(最大值与最小值差约4倍)，而公园和居民区较稳定，表明公园和居民区土壤在人为管理下土壤有机碳的含量趋于平均。这与南京市城区土壤SOC含量特点存在一定差别，何跃等^[15]研究得到南京市城区表层土SOC含量值由大到小是道路绿化带、居民区、公园，其中道路绿化带SOC含量值高达2.909%，而SOC含量变幅范围最大的是公园土壤(见表 3)。这可能与何跃等^[15]采集土壤样品的功能区位置有关，其道路绿化带样品集中在南京市北京东路的树下灌木和草坪，人工管理较好，植被茂盛，所以SOC富集程度高；公园样品集中在午朝门公园的草坪和树下裸地，植被状况差别较大，所以SOC富集程度差异较大。北京市郊区不同功能区的土壤SOC含量值和变化范围相对比较接近，由大到小均是公园、居民区、道路绿化带，表明郊区土壤受到的人为影响较小，是更接近于自然土壤，SOC的聚集程度较弱。

表 3 北京市与其他城市表土SOC含量、BC含量、BC/SOC情况对比

Table 3. Comparison of the content of SOC and BC and BC/SOC values between Beijing and other cities

功能区和采样区域	SOC含量/%		BC含量/%		BC/SOC		数据来源
功能区和采样区域	变幅范围	平均值	变幅范围	平均值	变幅范围	平均值	数据来源
北京市道路绿化带-城区	0.81~3.51	1.70	0.12~2.20	0.62	0.15~0.98	0.35	本研究
北京市道路绿化带-郊区	0.20~1.02	0.51	0.06~0.33	0.15	0.14~0.34	0.27
北京市公园-城区	2.16~3.30	2.67	0.60~2.28	1.56	0.24~0.79	0.57
北京市公园-郊区	0.27~1.71	0.93	0.05~0.22	0.13	0.09~0.22	0.16
北京市居民区-城区	0.51~1.74	1.01	0.11~1.15	0.35	0.16~0.66	0.31
北京市居民区-郊区	0.16~1.37	0.77	0.06~0.22	0.14	0.15~0.40	0.21
北京市城区	0.37~3.22	1.52	0.098~1.270	0.583	0.09~0.88	0.37	[29]
北京市郊区平原	0.13~1.24	0.933	0.037~0.418	0.331	0.05~0.91	0.31
北京市郊区山区	0.42~6.34	2.85	0.092~0.830	0.352	0.04~0.28	0.12
南京市城区道路绿化带	2.184~3.721	2.909	0.640~2.305	0.619	-	0.45	[15]
南京市城区公园	0.244~2.149	1.005	0.050~0.377	0.193	-	0.26
南京市城区学校	1.093~2.626	1.7	0.146~1.043	0.412	-	0.22
南京市城区居民区	0.273~1.793	0.119	0.037~0.319	0.185	-	0.16
南京市郊区菜地	1.172~1.786	1.414	0.096~0.248	0.16	-	0.12
南京市城区道路绿化带	-	-	1.330~1.973	1.568	0.51~0.57	0.55	[3]
南京市城区公园	-	-	0.185~0.487	0.294	0.35~0.45	0.41
南京市城区学校	-	-	0.131~0.563	0.398	0.36~0.40	0.39
南京市城区居民区	-	-	0.159~0.354	0.231	0.35~0.42	0.38
南京市城区绿地广场	-	-	0.250~0.444	0.333	0.31~0.38	0.34
南京市城区天然林	-	-	0.385~0.918	0.528	0.31~0.38	0.33
南京市城郊天然林	-	-	0.346~0.535	0.436	0.20~0.22	0.21
德国斯图加特市	-	-	0.39~7.19	-	0.18~0.73	-	[22]
英国格拉斯哥市、考文垂市、斯托克-特伦特市	-	-	0.46~1.77	-	0.124~0.328	-	[23]
印度德里市	-	-	0.058~0.205	0.125	0.06~0.22	0.13	[33]

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从区域位置来看，北京市土壤SOC含量值和变幅范围均为城区(0.51%~3.51%，平均值1.67%)大于郊区(0.16%~1.71%，平均值0.67%)，这与Liu et al.对北京市城区(0.37%~3.22%，平均值1.52%)和郊区平原(0.13%~1.24%，平均值0.933%)的SOC含量研究结果一致，指示了不同的人为土壤类型与相应自然土壤相比，一般都具有SOC含量更高的特点^[29]。

3.2 北京市土壤黑碳分布规律

从功能区来看，北京市城区不同功能区的土壤BC含量存在较大差异，由大到小是公园、道路绿化带、居民区，这与SOC含量特点相近；而道路绿化带和公园的BC含量变幅范围均较大，居民区略小，这与SOC含量的变幅范围特点存在差别。引起公园BC含量异常的原因可能是城区公园内某些区域经常性的翻种、施肥带入较多的BC物质^[32]，使得区域内BC大量聚集。引起道路绿化带BC含量异常的原因可能是土壤受到来自交通环境的影响，燃油不完全燃烧所释放的含有BC物质的颗粒物大部分落入路边土壤中，徐州市城区路边表层土的BC含量平均值高达2.18%(远高于当地背景值0.38%)也指示了其土壤BC主要来自于交通排放^[25]。这与南京市城区土壤BC含量特点差别较大，何跃等^[15]研究得到南京市城区表层土BC含量值由大到小是道路绿化带、公园、居民区，其中道路绿化带BC含量变幅范围最大(见表 3)。两座城市的城区道路绿化带BC含量值和变化范围相近，指示其道路交通发展程度相近。南京市公园BC含量值与北京市郊区公园相近，而比北京市城区公园低了一个数量级，指示了南京市午朝门公园受人类活动影响小于北京市城区公园，更接近于自然土壤状态。北京市城区居民区BC含量比南京市几乎高出2~3倍，可能是由于北方居民区冬季燃煤等人类活动带来大量的BC沉积在土壤中。北京市郊区不同功能区的土壤BC含量值较低且非常接近，变幅范围也非常接近，指示了郊区土壤受到的人类改造程度均较小，其BC含量代表了区域土壤背景值。

从区域位置来看，北京市土壤BC含量值和变幅范围均为城区(0.11%~2.43%，平均值0.73%)大于郊区(0.05%~0.33%，平均值0.14%)，这与全球城市土壤BC含量研究结果基本一致(见表 3)^{[22~23, 29, 33]}。除去成土母质的影响因素，可能指示了城区频繁的人类活动产生大量的黑碳，使得城区成为黑碳源区，并通过大气沉降作用影响着郊区土壤BC含量。

研究结果表明北京市城市土壤中BC占SOC很大一部分，这是许多城市土壤的特征之一^[34]，但同时北京市城区和郊区不同功能区的土壤BC含量和SOC含量相关性却存在较大差异。通过相关分析发现，北京市郊区道路绿化带、居民区的BC含量和SOC含量极显著相关(R=0.981，p=0.00；R=0.963，p=0.01)，而城区三个功能区、郊区公园的BC含量和SOC含量之间关系不显著。这指示了北京市郊区道路绿化带、居民区土壤中的BC和SOC主控因素可能一致，主要为自然来源，而人为来源较少。

3.3 北京市土壤黑碳来源分析

相关学者研究认为，在燃烧产生BC过程中，同时产生了一定量的有机碳(OC)，而燃烧排放的BC/OC被认为与BC来源有关^[12]，Novakov等^[13]和Mayol-Bracero等^[14]提出在生物质燃烧过程中生成的BC/OC浓度比为0.11±0.03，而在化石燃料燃烧过程中生成的BC/OC浓度比为0.5±0.05。由于在土壤中，生物质起源OC的加入会使得土壤BC/SOC减小，若土壤BC以生物质燃烧来源为主，则土壤BC/SOC会比0.11更小；若土壤BC/SOC接近0.5，则表明土壤BC以化石燃料燃烧来源为主。

研究显示，北京城区土壤的BC/SOC范围在0.15和0.98之间，平均值为0.38；郊区土壤的BC/SOC范围在0.09和0.40之间，平均值为0.23(见表 3)。总体来看，北京市城区和郊区土壤BC/SOC介于0.11和0.5之间，且郊区土壤BC/SOC小于城区值，指示了化石燃料和生物质的燃烧均是城区和郊区土壤BC物质来源，但不同功能区土壤中各种来源的BC所占比重不同，并且可能城区是郊区土壤BC的重要来源，并主要通过风力搬运、大气沉降等过程进入郊区土壤。

研究还指示了城市化时间对土壤BC/SOC也存在一定影响。北京市西城区甘家口小区位于北京市西二环和西三环之间，其土壤BC/SOC达到居民区的最高水平，可能由于该小区属于老居民区，燃煤取暖等人类活动产生的BC能在土壤中长时间稳定存在，一般越老的居民区土壤中BC积累越多，且BC/SOC越高^{[29, 35~36]}。同样的，城区道路绿化带的BC/SOC在城区中心达到最高，这可能由于二环以内的老城区历史悠久，越往外环城区城市化时间越短，由于城区交通排放产生大量BC，其在中心老城区土壤中的积累量一般大于外环新城区。

特定的人类活动也会带来一定的BC聚集，导致BC/SOC较高。城区公园BC/SOC值和变幅范围均较大，这可能与城区公园内某些区域经常性的翻种、施肥等人类活动带入较多的BC物质^[30]，从而导致局部BC大量聚集有关。

由上可知，北京市城区和郊区不同功能区BC/SOC值与土壤的污染程度密切相关，同时也与城市化时间、特定的人类活动有一定关系。

4. 结论

(1) 北京市城区不同功能区的土壤SOC含量值存在较大差异，由大到小是公园、道路绿化带、居民区，表明SOC富集程度不同。SOC含量变幅范围最大的是道路绿化带，而公园和居民区较稳定，表明公园和居民区土壤在人为管理下土壤有机碳的含量趋于平均。北京市郊区不同功能区的SOC含量值和变化范围比较接近，表明郊区土壤受到的人为影响较小，更接近于自然土壤。北京市土壤SOC含量值和变幅范围均为城区大于郊区，指示了不同的人为土壤类型与相应自然土壤相比，一般都具有SOC含量更高的特点。

(2) 北京市城区不同功能区的土壤BC含量存在较大差异，由大到小是公园、道路绿化带、居民区，且公园和道路绿化带的BC含量变幅范围均较大，其原因可能是公园内区域性的翻种、施肥使得BC大量聚集，道路绿化带受到来自交通环境的强烈影响。郊区不同功能区的土壤BC含量值低且非常接近，变幅范围也非常接近，指示其BC含量可能代表了区域土壤背景值。北京市土壤BC含量值和变幅范围均为城区大于郊区，指示了城区频繁的人类活动产生大量的黑碳，使得城区成为黑碳源区，并通过大气沉降作用影响着郊区土壤。

(3) 北京市城区和郊区土壤BC/SOC总体介于0.11和0.5之间，且郊区土壤BC/SOC小于城区，指示了城区和郊区土壤BC的来源均是化石燃料和生物质的燃烧，但不同功能区各种来源的BC所占比重不同，且城区是郊区土壤BC重要来源另外，市中心道路绿化带、城区老居民区和公园的BC/SOC显著偏高，反映了BC/SOC不但指示土壤污染程度，同时也与城市化时间、特定的人类活动密切相关。

图 1 北京市不同功能区土壤样品分布图

a-郊区土壤样品分布；b-城区土壤样品分布

Figure 1. Distribution of soil samples in different function zones of Beijing

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图 2 北京市城区和郊区不同功能区的土壤SOC含量、BC含量、BC/SOC比值

Figure 2. The content of SOC and BC and BC/SOC values of soil samples in different function zones of urban area and suburban area in Beijing

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表 1 北京市不同功能区土壤样品采样点概况

Table 1. General information of soil sampling sites in different function zones of Beijing

功能区	采样区域	采样地点	样品数量
道路绿化带	城区	南四环至城中心	9
		朝阳区	5
		房山区	2
	郊区	通州区	1
		昌平区	1
		顺义区	1
公园	城区	西城区陶然亭公园	5
	郊区	顺义区潮白河公园	3
	郊区	海淀区百望山公园	1
居民区	城区	西城区甘家口小区(老居民区)	2
		丰台区角门西晨新园小区	5
		丰台区潘家园小区	1
	郊区	海淀区茉莉园小区	2
		大兴区马驹桥228院	2
		房山区东亚小区	1
总计			41

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表 2 北京市不同功能区土壤SOC含量、BC含量、BC/SOC比值

Table 2. The content of SOC and BC and BC/SOC values of soil samples in different function zones of Beijing

功能区和采样区域	样品编号	北纬	东经	采样点描述	SOC 含量/%	BC 含量/%	BC/ SOC
道路绿化带-城区	道绿-城区-1	39°50′53.25″	116°22′17.23″	丰台区马家堡西路路旁	2.77	0.81	0.29
	道绿-城区-2	39°51′04.40″	116°22′17.37″	丰台区马家堡西路和角门北路交汇处路旁	1.59	0.43	0.27
	道绿-城区-3	39°51′19.21″	116°22′18.24″	丰台区南三环万芳桥下马家堡西路路旁	0.84	0.12	0.15
	道绿-城区-4	39°52′08.00″	116°22′28.65″	丰台区开阳桥北京南站附近路旁	0.81	0.25	0.31
	道绿-城区-5	39°52′23.24″	116°22′28.85″	西城区陶然亭公园外路旁	0.86	0.24	0.28
	道绿-城区-6	39°53′28.74″	116°22′29.09″	西城区菜市口北公交站旁	1.26	0.45	0.36
	道绿-城区-7	39°54′42.50″	116°22′25.66″	西城区西单北大街路旁	3.51	0.71	0.20
	道绿-城区-8	39°55′25.41″	116°22′24.15″	西城区西四北大街路旁	1.42	0.38	0.27
	道绿-城区-9	39°55′50.75″	116°22′23.13″	西城区平安里路口南公交站旁	2.24	2.20	0.98
道路绿化带-郊区	道绿-郊区-1	39°59′43.81″	116°29′42.72″	朝阳区京密路旁，景观树、杂草	0.58	0.15	0.26
	道绿-郊区-2	40°01′20.94″	116°31′18.20″	朝阳区京密路北皋桥旁，景观树	0.82	0.28	0.34
	道绿-郊区-3	40°01′20.94″	116°31′18.20″	朝阳区京密路北皋桥旁，景观树	1.02	0.33	0.32
	道绿-郊区-4	40°02′56.23″	116°32′14.94″	朝阳区孙河乡道路绿化带内，景观树、杂草	0.50	0.16	0.32
	道绿-郊区-5	40°02′56.23″	116°32′14.94″	朝阳区孙河乡道路绿化带内，景观树、杂草	0.44	0.13	0.30
	道绿-郊区-6	39°38′40.92″	115°30′08.29″	房山区北京河北交界，山脚下马路旁绿化带内，小叶李、杂草	0.20	0.06	0.28
	道绿-郊区-7	39°38′40.92″	115°30′08.29″	房山区北京河北交界，山脚下马路旁绿化带内，小叶李、杂草	0.25	0.06	0.22
	道绿-郊区-8	39°44′59.91″	116°32′55.56″	通州区马驹桥镇专96车站旁	0.33	0.05	0.14
	道绿-郊区-9	40°14′38.30″	116°07′56.07″	昌平区南口镇粮食供销站路旁	0.25	0.05	0.21
	道绿-郊区-10	40°07′34.01″	116°40′24.85″	顺义城区路旁，可见几小块焚烧迹象	0.71	0.20	0.28
公园-城区	公园-城区-1	39°52′28.43″	116°22′40.85″	西城区陶然亭公园西门月季园	2.16	1.71	0.79
	公园-城区-2	39°52′27.57″	116°22′54.58″	西城区陶然亭公园中央岛小山顶上，多人工种植松树、长草	2.91	2.28	0.78
	公园-城区-3	39°52′25.14″	116°22′57.77″	西城区陶然亭公园中央岛大山顶上，多人工种植槐树、长草	3.30	2.43	0.74
	公园-城区-4	39°52′20.61″	116°23′06.39″	西城区陶然亭公园东南角山顶上，靠近马路，多人工种植桃树、松柏、杂草	2.48	0.60	0.24
	公园-城区-5	39°52′28.54″	116°23′10.10″	西城区陶然亭公园东边，银杏树下花坛内	2.48	0.79	0.32
公园-郊区	公园-郊区-1	40°07′54.36″	116°40′12.46″	顺义区减河公园内草坪、周围人类活动频繁	1.00	0.22	0.22
	公园-郊区-2	40°07′33.12″	116°40′59.65″	顺义区潮白河公园次生林，多大树、林下植物稀少	0.72	0.11	0.15
	公园-郊区-3	40°07′33.12″	116°40′59.65″	顺义区潮白河公园次生林，林下杂草较多	0.27	0.05	0.18
	公园-郊区-4	40°2′38.31″	116°14′54.68″	海淀区百望山公园	1.71	0.15	0.09
居民区-城区	居民区-城区-1	39°50′47.88″	116°22′18.60″	丰台区晨新园小区花坛，以杂草为主	1.25	0.22	0.17
	居民区-城区-2	39°50′46.82″	116°22′20.69″	丰台区晨新园小区花坛，以杂草、李子树为主	0.74	0.12	0.16
	居民区-城区-3	39°50′47.42″	116°22′30.36″	丰台区晨新园小区花坛，以杂草、李子树、桃树为主	0.86	0.18	0.21
	居民区-城区-4	39°50′48.86″	116°22′31.79″	丰台区晨新园小区花坛，大松树下	1.04	0.23	0.23
	居民区-城区-5	39°50′47.91″	116°22′21.29″	丰台区晨新园小区花坛，以杂草、月季为主	0.51	0.11	0.22
	居民区-城区-6	39°55′29.00″	116°19′35.87″	西城区甘家口8号楼健身器材旁	1.74	1.15	0.66
	居民区-城区-7	39°55′29.00″	116°19′35.87″	西城区甘家口8号楼花坛内	0.62	0.28	0.45
	居民区-城区-8	39°52′42.51″	116°26′40.33″	丰台区潘家园小区内	1.31	0.47	0.36
居民区-郊区	居民区-郊区-1	39°42′51.28″	116° 3′11.73″	房山区东亚小区内	0.16	0.06	0.40
	居民区-郊区-2	40°2′53.42″	116°14′36.61″	海淀区茉莉园小区花坛内	0.62	0.09	0.15
	居民区-郊区-3	40°2′53.42″	116°14′36.61″	海淀区茉莉园小区菜园内	1.17	0.22	0.19
	居民区-郊区-4	39°44′52.54″	116°33′6.86″	通州区马驹桥宏仁家园花坛内	1.37	0.21	0.15
	居民区-郊区-5	39°44′51.81″	116°33′7.92″	通州区宏仁家园院内	0.54	0.10	0.19

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表 3 北京市与其他城市表土SOC含量、BC含量、BC/SOC情况对比

Table 3. Comparison of the content of SOC and BC and BC/SOC values between Beijing and other cities

功能区和采样区域	SOC含量/%		BC含量/%		BC/SOC		数据来源
功能区和采样区域	变幅范围	平均值	变幅范围	平均值	变幅范围	平均值	数据来源
北京市道路绿化带-城区	0.81~3.51	1.70	0.12~2.20	0.62	0.15~0.98	0.35	本研究
北京市道路绿化带-郊区	0.20~1.02	0.51	0.06~0.33	0.15	0.14~0.34	0.27
北京市公园-城区	2.16~3.30	2.67	0.60~2.28	1.56	0.24~0.79	0.57
北京市公园-郊区	0.27~1.71	0.93	0.05~0.22	0.13	0.09~0.22	0.16
北京市居民区-城区	0.51~1.74	1.01	0.11~1.15	0.35	0.16~0.66	0.31
北京市居民区-郊区	0.16~1.37	0.77	0.06~0.22	0.14	0.15~0.40	0.21
北京市城区	0.37~3.22	1.52	0.098~1.270	0.583	0.09~0.88	0.37	[29]
北京市郊区平原	0.13~1.24	0.933	0.037~0.418	0.331	0.05~0.91	0.31
北京市郊区山区	0.42~6.34	2.85	0.092~0.830	0.352	0.04~0.28	0.12
南京市城区道路绿化带	2.184~3.721	2.909	0.640~2.305	0.619	-	0.45	[15]
南京市城区公园	0.244~2.149	1.005	0.050~0.377	0.193	-	0.26
南京市城区学校	1.093~2.626	1.7	0.146~1.043	0.412	-	0.22
南京市城区居民区	0.273~1.793	0.119	0.037~0.319	0.185	-	0.16
南京市郊区菜地	1.172~1.786	1.414	0.096~0.248	0.16	-	0.12
南京市城区道路绿化带	-	-	1.330~1.973	1.568	0.51~0.57	0.55	[3]
南京市城区公园	-	-	0.185~0.487	0.294	0.35~0.45	0.41
南京市城区学校	-	-	0.131~0.563	0.398	0.36~0.40	0.39
南京市城区居民区	-	-	0.159~0.354	0.231	0.35~0.42	0.38
南京市城区绿地广场	-	-	0.250~0.444	0.333	0.31~0.38	0.34
南京市城区天然林	-	-	0.385~0.918	0.528	0.31~0.38	0.33
南京市城郊天然林	-	-	0.346~0.535	0.436	0.20~0.22	0.21
德国斯图加特市	-	-	0.39~7.19	-	0.18~0.73	-	[22]
英国格拉斯哥市、考文垂市、斯托克-特伦特市	-	-	0.46~1.77	-	0.124~0.328	-	[23]
印度德里市	-	-	0.058~0.205	0.125	0.06~0.22	0.13	[33]

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参考文献(36)

[1]	Deluca T H, Mackenzie M D, Gundale M J. Biochar effects on soil nutrient transformation[M]//Lehmann J, Joseph S. Biochar for Environmental Management:Science and Technology. London:Earthscan, 2009. 251~270.
[2]	Glaser B, Haumaier L, Guggenberger G, et al.. The "Terra Preta" phenomenon:a model for sustainable agriculture in the humid tropics[J]. Naturwissenschaften, 2001, 88(1):37~41. doi: 10.1007/s001140000193
[3]	王曦, 杨靖宇, 俞元春, 等.不同功能区城市林业土壤黑碳含量及来源-以南京市为例[J].生态学报, 2016, 36(3):837~843. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201603028 WANG Xi, YANG Jingyu, YU Yuanchun, et al. Concentration and sources of black carbon in urban forest soils in different functional areas of Nanjing, China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2016, 36(3):1~7. (in Chinese with English abstracts) http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201603028
[4]	Goldberg E D. Black Carbon in the Environment:Properties and Distribution[M]. New York:Interscience Publication, 1985, 1~198.
[5]	曹军骥, 占长林.黑碳在全球气候和环境系统中的作用及其在相关研究中的意义[J].地球科学与环境学报, 2011, 33(2):177~184. http://www.wenkuxiazai.com/doc/9874d33ca32d7375a417805a.html CAO Junji, ZHAN Changlin. Research significance and role of black carbon in the global climate and environmental systems[J]. Journal of Earth Sciences and Environment, 2011, 33(2):177~184. (in Chinese with English abstracts) http://www.wenkuxiazai.com/doc/9874d33ca32d7375a417805a.html
[6]	刘恋, 周鑫, 葛俊逸.元素碳碳同位素在古环境研究中的应用[J].地质论评, 2012, 58(3):526~532. http://www.oalib.com/paper/4886079 LIU Lian, ZHOU Xin, GE Junyi. The Application of carbon isotope of element carbon in the research of paleoenvironment[J]. Geological Review, 2012, 58(3):526~532. (in Chinese with English abstracts) http://www.oalib.com/paper/4886079
[7]	刘恋, 杨帅斌, 乔彦松, 等.不同自然环境和城市功能区的土壤黑碳特征及来源研究[J].地质学报, 2017, 91(3):658~667. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/dizhixb201703012 LIU Lian, YANG Shuaibin, QIAO Yansong, et al. Characteristics and sources of soil black carbon in different natural environments and urban functional areas[J]. Acta Geologica Sinica, 2017, 91(3):658~667. (in Chinese with English abstracts) http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/dizhixb201703012
[8]	Griffin J J, Goldberg E D. Sphericity as a characteristic of solids from fossil fuel burning in a lake Michigan sediment[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1981, 45:763~769. doi: 10.1016/0016-7037(81)90047-8
[9]	Fernandes M B, Skjemstad J O, Johnson B B, et al. Characterization of carbonaceous combustion residues. I. Morphological, elemental and spectroscopic features[J]. Chemosphere, 2003, 51(8):785~795. doi: 10.1016/S0045-6535(03)00098-5
[10]	Brodowski S, Amelung W, Haumaier L, et al. Morphological and chemical properties of black carbon in physical soil fractions as revealed by scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy[J]. Geoderma, 2005, 128(1/2):116~129. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706104003301
[11]	Gatari M J, Boman J. Black carbon and total carbon measurements at urban and rural sites in Kenya, East Africa[J]. Atmospheric Environment, 2003, 37(8):1149~1154. doi: 10.1016/S1352-2310(02)01001-4
[12]	Gelinas Y, Prentice K M, Baldock J A, et al. An improved thermal oxidation method for the quantification of soot/graphitic black carbon in sediments and soils[J]. Environ. Sci. Technol., 2001, 35(17):3519~3525. doi: 10.1021/es010504c
[13]	Novakov T, Andreae M O, Gabriel R, et al. Origin of carbonaceous aerosols over the tropical Indian ocean:biomass burning or fossil fuels?[J]. Geophysical Research Letter, 2000, 27(24):4061~4064. doi: 10.1029/2000GL011759
[14]	Mayol-Bracero O L, Gabriel R, Andreae M O, et al. Carbonaceous aerosols over the Indian ocean during the indian ocean experiment (INDOEX):Chemical characterization, optical properties, and probable sources[J]. Journal of Geophysical Research, 2002, 107(D19):INX229-1-INX229-21. doi: 10.1029/2000JD000039/full
[15]	何跃, 张甘霖.城市土壤有机碳和黑碳的含量特征与来源分析[J].土壤学报, 2006, 43(2):177~182. doi: 10.11766/trxb200502280201 HE Yue, ZHANG Ganlin. Concentration and sources of organic carbon and black carbon of urban soils in Nanjing[J]. Acta Pedologica Sinica, 2006, 43(2):177~182. (in Chinese with English abstracts) doi: 10.11766/trxb200502280201
[16]	Bird M I, Cali J A. A million-year record of fire in sub-Saharan Africa[J]. Nature, 1998, 394(6695):767~769. doi: 10.1038/29507
[17]	Cerling T E, Harris J M, MacFadden B J, et al. Global vegetation change through the Miocene/Pliocene boundary[J]. Nature, 1997, 389(6647):153~158. doi: 10.1038/38229
[18]	Ciais P, Tans P P, White J W C, et al. Partitioning of ocean and land uptake of CO₂ as inferred by δ¹³C measurements from the NOAA climate monitoring and diagnostics laboratory global air sampling network[J]. Journal of Geophysical Research, 1995, 100(D3):5051~5070. doi: 10.1029/94JD02847
[19]	Liu L, Qiao Y S, Hao Z G. Black carbon concentration and isotopic composition of surface sand from deserts and dune fields in Northern China[J]. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 2016, 445:1~7. doi: 10.1016/j.palaeo.2015.12.026
[20]	徐永昌, 沈平.中国化石燃料的同位素地球化学[J].中国科学B辑, 1990, (4):409~418. http://chem.scichina.com:8081/sciB/CN/abstract/abstract393420.shtml XU Yongchang, SHEN Ping. Isotopic geochemistry of fossil fuels in China[J]. Science in China, Series B, 1991, 34(2):83~95.(in Chinese with English abstracts) http://chem.scichina.com:8081/sciB/CN/abstract/abstract393420.shtml
[21]	郑永飞, 陈江峰.稳定同位素地球化学[M].北京:科学出版社, 2000. 196~199. ZHENG Yongfei, CHEN Jiangfeng. Stable Isotope Geochemistry[M]. Beijing:Science Press, 2000. 196~199.(in Chinese)
[22]	Lorenz K, Preston C M, Kandeler E. Soil organic matter in urban soils:estimation of elemental carbon by thermal oxidation and characterization of organic matter by solid-state C-13 nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy[J]. Geoderma, 2006, 130(3/4):312~323. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706105000467
[23]	Rawlins B G, Vane C H, Kim A W, et al. Methods for estimating types of soil organic carbon and their application to surveys of UK urban areas[J]. Soil Use and Management, 2008, 24:47~59. doi: 10.1111/sum.2008.24.issue-1
[24]	Hamilton A, Harnett H E. Black carbon concentrations in urban and rural arid-land soils[C]//Fall Meeting 2008. Washington, DC:American Geophysical Union, 2008.
[25]	Wang X S. Black carbon in urban topsoils of Xuzhou (China):Environmental implication and magnetic proxy[J]. Environmental Monitoring Assessment, 2010, 163(1/4):41~47. http://www.cabdirect.org/abstracts/20103135959.html
[26]	Cao J J, Lee S C, Chow J C, et al. Spatial and seasonal distributions of carbonaceous aerosols over China[J]. Journal of Geophysical Research, 2007, 112:D22S11. http://www.academia.edu/2943259/Spatial_and_seasonal_distributions_of_carbonaceous_aerosols_over_China
[27]	田晖, 杜佩轩, 梅琳.西安市城市灰尘微量元素环境异常研究[J].地质力学学报, 2005, 11(4):361~369. http://journal.geomech.ac.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20050452&flag=1 TIAN Hui, DU Peixuan, MEI Lin. Environmental anomalies of trace elements in urban dust of Xi'an city[J]. Journal of Geomechanics, 2005, 11(4):361~369. (in Chinese with English abstracts) http://journal.geomech.ac.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20050452&flag=1
[28]	张磊, 张晓亮, 白凌燕, 等.北京地区黄庄-高丽营断裂北段活动性研究与灾害效应分析[J].地质力学学报, 2017, 23(4):548~557. http://journal.geomech.ac.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20170406&flag=1 ZHANG Lei, ZHANG Xiaoliang, BAI Lingyan, et al. Activity study and disaster effect analysis of the north section of Huangzhuang-Gaoliying fault in Beijing[J]. Journal of Geomechanics, 2017, 23(4):548~557. (in Chinese with English abstracts) http://journal.geomech.ac.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20170406&flag=1
[29]	Liu S D, Xia X H, Zhai Y W, et al. Black carbon (BC) in urban and surrounding rural soils of Beijing, China:Spatial distribution and relationship with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)[J]. Chemosphere, 2011, 82(2):223~228. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.10.017
[30]	Lim B, Cashier H. Determination of black carbon by chemical oxidation and thermal treatment in recent marine and lake sediments and Cretaceous-Tertiary clays[J]. Chemical Geology, 1996, 131(1/4):143~154. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0009254196000319
[31]	张甘霖, 何跃, 龚子同.人为土壤有机碳的分布特征及其固定意义[J].第四纪研究, 2004, 24(2):149~159. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/dsjyj200402004 ZHANG Ganlin, HE Yue, GONG Zitong. Characteristics of organic carbon distribution in anthropogenic soils and its implication on carbon sequestration[J]. Quaternary Sciences, 2004, 24(2):149~159. (in Chinese with English abstracts) http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/dsjyj200402004
[32]	戴婷, 李艾芬, 章明奎.浙北平原农业土壤中黑碳分布特征的研究[J].土壤通报, 2009, 40(6):1321~1324. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/trtb200906020 DAI Ting, LI Anfen, ZHANG Mingkui. Distribution characteristics of black carbon in agricultural soils of northern Zhejiang plain[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2009, 40(6):1321~1324.(in Chinese with English abstracts) http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/trtb200906020
[33]	Agarwal T, Bucheli T D. Is black carbon a better predictor of polycyclic aromatic hydrocarbon distribution in soils than total organic carbon?[J]. Environmental Pollution, 2011, 159(1):64~70. doi: 10.1016/j.envpol.2010.09.016
[34]	Schleuß U, Wu Q, Blume H P. Variability of soils in urban and periurban areas in Northern Germany[J]. Catena, 1998, 33(3/4):255~270. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816298000708
[35]	Skjemstad J O, Reicosky D C, Wilts A R, et al. Charcoal carbon in US agricultural soils[J]. Soil Science Society of America Journal, 2002, 66(4):1249~1255. doi: 10.2136/sssaj2002.1249
[36]	Brodowski S, Amelung W, Haumaier L, et al. Black carbon contribution to stable humus in German arable soils[J]. Geoderma, 2007, 139:220~228.) doi: 10.1016/j.geoderma.2007.02.004

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0. 引言
1. 材料与方法
1.1 实验样品采集
1.2 实验方法
2. 结果
2.1 城市土壤SOC
2.2 城市土壤BC
2.3 城市土壤BC/SOC
3. 讨论
3.1 北京市土壤有机碳分布规律
3.2 北京市土壤黑碳分布规律
3.3 北京市土壤黑碳来源分析
4. 结论

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北京市不同功能区土壤黑碳的含量特征及其来源分析

作者简介:
杨帅斌(1992-), 男, 博士研究生, 主要研究方向为第四纪地质与环境。E-mail:936075314@qq.com

通讯作者:
刘恋(1983-), 女, 博士, 副研究员, 主要研究方向为第四纪地质与环境。E-mail:liulian198394@163.com

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