在12月的最后两周，我将转载一些我们最喜欢的博客文章，而不是发布新的。这些都是我们可以随时回顾并应用于当前项目的常青主题。随着这一年的结束，希望其中一些能对你来年的计划有所帮助。今天的帖子来自FASLA的吉姆·厄本和加州大学戴维斯分校教授艾莉森·贝里博士。- lm

作为一名城市树木和土壤顾问，我一直在寻找研究树木如何生存和适应建筑环境的研究。我遇到的最大的问题和困惑之一是有机物质的问题(我在一篇文章中讨论过的问题)以前的文章)需要不断地添加到城市土壤中。

大多数设计师认为，在城市环境中，有机物需要定期添加，因为它们会“耗尽”，如果没有树叶和其他碳基元素在土壤表面腐烂，有机物就无法补充。然而，既然我们看到城市里的树木完全被铺路石所包围，那么似乎有理由认为，土壤正受益于另一种有机物质的来源。我一直想知道，根系翻转和分泌物的贡献是否可以解释。

我把这个问题请教了我的同事艾莉森·贝里，她是加州大学戴维斯分校植物科学系的教授，她想了解更多。艾莉森是这么说的。

吉姆，我同意你评论的要点。我再补充一点信息。

首先，似乎人们对土壤有机质(OM)的形成和作用存在一些误解。

树木不消耗土壤有机质;它们从土壤中“消耗”水和矿物质养分(氮、磷、钾等)。植物是净的供应商通过光合作用来增加土壤OM，而不是消费者,其次是植物生物量周转。土壤有机质的好处主要在于其结构，但土壤OM也可以是一个小型养分库，有助于保持水分。正如你指出的那样，土壤OM还提供了一种“缓释”形式的碳，根际微生物可以利用它，但树木本身并不直接利用它。

大多数土壤含有一定比例的有机物质；含量会因土壤的不同而有所不同。土壤有机质可以存留多年，甚至数百年或更长时间。一棵树现在所受益的东西可能在几百年前就已经沉淀下来了，远早于这棵树、人行道或城市的存在。土壤OM总重为5%被认为是非常优质土壤的优良量;城市土壤中可能含有不到1%的有机物，但它仍然发挥着作用。

现在的问题是，在城市环境中，有机物是否以及如何通过树根周转和根系分泌物得到补充。

细根对土壤的相对碳贡献实际上取决于每年形成的细根数量及其周转量(生长后死亡)。这可能因土壤和树种而异。同时,存储土壤有机质中碳(C)的含量在很大程度上取决于根(和叶，但我将在后面谈到)的组成。根系翻转贡献的碳是否可以作为OM储存，取决于在土壤中的“停留时间”。有些形式的碳不容易分解(“抗性”或“顽固性”碳)，所以它们留在土壤中，形成土壤有机质。这些化合物可能由酚类物质、木质素、甚至纤维素或类似的聚合物组成;或者它们与矿物土壤颗粒结合得非常紧密。

相比之下，树根的分泌物是糖、有机酸和氨基酸。这些化合物可能被用作土壤呼吸的能量，转化为CO₂，因此不会与土壤OM结合。所以我们可以不考虑这些因素。

DL Godbold等人(2006)的一篇非常有趣的论文详细研究了这个问题。他们在2年的时间里测量了杨树的叶片生物量、细根生物量和菌根真菌生物量。他们发现真菌生物量是土壤OM的主要贡献者!真菌生物量含有顽固的C化合物，如几丁质、球霉素等。此外，真菌菌丝的周转速度估计是相当快的。似乎叶子每年只翻一次，细根每年翻3次，但真菌菌丝可能会翻每九天．我个人认为这个估计可能有点高，但还没有人确定。

Jim Pregitzer团队的一篇旧论文也谈到了这个话题。他们在密歇根州的两个地点挖掘了整棵枫树，测量了它们的木质生物量、树叶、细根“站立作物”和周转率。我在课堂上使用了这个研究，因为它表明细根一年生作物远远大于全年叶片生物量，即使我们将“细根”的定义限制为直径小于0.2毫米的根!如果算上其他一些小根类(直径可达2毫米)，细根生物量总量要大得多。你可以期望每年有高达100%的这些非常细的根形成和死亡——其中的一部分将成为土壤OM(参见Godbold等人的论文，了解有关这方面的一些计算)。

当然，并不是所有的细根生物量都会被吸收到土壤OM中。然而，它的很大一部分以植物碳或真菌碳的形式留在土壤中，并在被土壤食物网处理时逐渐变得越来越稳定。总而言之，细根生物量提供的OM可能是树木在高度城市化环境中成功生长的一个因素。

艾莉森·贝里博士是加州大学戴维斯分校植物科学系的教授。