快速城市化地区城市林业土壤质量特征及演变机制——以南京市为例

The adjustment of the structure of city, industrial and traffic construction, solid waste dumps caused by urbanization directly influence the urban forestry soil quality and sustainable development of urban forestry. Take the typical fast urbanization area, Nanjing city as the study area, with the integrated use of soil, forestry, ecology, GIS and spatial information technology, this project mainly study the urban forest soil quality characteristics and its evolution mechanism. Based on the investigation and analysis of urban forest soil in the region, establish the urban spatial forest soil quality database and select the indexes of forest soil quality (soil physical, chemical, biological, ecological indicators). Establish the urban forest soil quality evaluation index system and the quantitative expression, especially the establishment and quantification of new soil quality index, such as soil magnetism, soil enzyme, soil biodiversity, soil carbon pool etc. Clarify the characteristics of urban forest soil quality and its temporal and spatial evolution pattern, reveal the factors leading to changes of urban forest soil quality and the main driving force. Put forward the key technology of the maintenance and regulation of the urban forest soil quality. This project has the vital significance for the maintenance and improvement of urban forest soil quality, to realize the sustainable utilization of urban forest soil and the sustainable development of forestry. Innovation in the academic thought, research contents and methods.

城市化引起的城市结构调整、工业和交通建设、固体废弃堆放等直接影响城市林业土壤质量及城市林业的持续发展。本项目以典型快速城市化地区-南京市市为研究区，综合运用土壤、林业、生态、GIS和空间信息技术，研究城市林业土壤质量特征及其演变机制。通过对该地区城市林业土壤的调查分析，建立城市林业土壤质量空间数据库；遴选出表征城市林业土壤质量的指标（土壤物理、化学、生物学、生态学等指标），建立城市林业土壤质量演变评价指标体系及其量化表达，特别是土壤磁学、土壤酶、土壤生物多样性、土壤碳库等新的土壤质量指标的建立及量化；阐明城市林业土壤质量特征及其时空演变规律，揭示导致城市林业土壤质量变化的因素和主要驱动力；提出城市林业土壤质量维护与调控的关键技术。本项目的开展，对于维护和改善城市林业土壤质量，实现城市林业土壤的持续利用和城市林业的持续发展有重要意义。在学术思想、研究内容和方法上有创新。

城市林业土壤是城市生态系统的重要组成成分，对城市生态环境和人居健康有重要影响。本项目以典型快速城市化地区-南京市市为研究区，通过系统调查分析城市林业土壤性质，研究城市林业土壤质量特征及其演变机制，遴选城市林业土壤质量指标，对城市林业土壤质量做出评价，阐明城市林业土壤质量特征及其时空演变规律，揭示导致城市林业土壤质量变化的因素和主要驱动力。结果表明：南京城市林业土壤综合肥力系数变幅为0.85~1.51，平均为1.19，城市林业土壤肥沃程度一般。南京城区不同功能区城市林业土壤有机碳（SOC）含量为1.88~28.76 g/kg，空间变异性很强，其中道路绿化带土壤有机碳的含量最高，显著高于其他功能区，居民区土壤有机碳含量最低。南京城市林业土壤中七种金属元素的含量均高于当地土壤背景值，城市林业土壤重金属污染整体处于轻度污染状态，工业区和商业区绿地土壤中重金属污染水平较高。南京城市林业土壤中16种PAHs的含量为166.78-1201.88µg/kg，平均含量为499.47µg/kg，多环芳烃的组成以3环最多（68.46%），4环、5环次之，6环和2环最少。南京城市林业土壤中PAHs积累的因子主要有汽油燃烧、焦化焦油、柴油燃烧、煤炭燃烧和天然气燃烧，南京城市林业土壤的生态风险16种PAHs的TEQBap值工业区最高，居住区次之，城市天然林最低。7种高致癌PAHs的TEQBap值工业区最高，商业区次之，城市天然林最低。研究成果为城市林业土壤质量评价与维护提供了科学依据。项目出版学术专著1部，发表学术论文24篇（SCI收录7篇），授权、申请国家发明专利2项，研制中国风景园林学会行业标准2个，获国家林业或草原局、中国林学会, 科学技术奖自然科学奖二等奖等奖励4项，批准1项欧盟Erasmus+国际合作项目，培养4名博士研究生（其中2名已毕业取得博士学位）和3名硕士研究生（其中1名已毕业取得硕士学位），举办国际学术研讨会1次，举办中欧学生实习交流项目1次，1人次赴俄罗斯学术交流访问，3人次参加学术会议学术交流。