城市土壤演变及其生态环境效应

　　本书在中国代表性城市土壤的深入研究和国内外进展总结的基础上，系统呈现了城市土壤的基本特性、形成演变过程及其对生态环境的影响。内容主要包括城市土壤的物质组成、形成与分类、物理特性、污染特性、磁学特性和关键元素循环、城市人类活动的土壤记录、城市土壤的时空变异表征、城市土壤生态服务、城市土壤利用与管理等。

　　张甘霖：中国科学院南京土壤研究所研究员、博士生导师，现任中国科学院南京地理与湖泊研究所所长、中国科学院大学特聘岗位教授。长期从事土壤发生、土壤系统分类、数字土壤制图和土壤资源评价研究。国家杰出青年基金获得者，入选“百千万”人才工程，获“国家有突出贡献中青年专家”称号。现任国际土壤科学联合会土壤时空变化研究部第一副主席，全球数字土壤制图网络东亚中心负责人，国际土壤分类组织（WRB）人为土分类协调人。已发表论文400余篇，其中SCI收录170余篇，出版专著6部，主编《中国土系志》（30卷），主持制定国家标准2项；获国家自然科学二等奖、江苏省科学技术一等奖等多项奖励。任National Science Review、Science China（Earth Science）、Geoderma等6个SCI期刊和10个中文期刊编委。杨金玲：中国科学院南京土壤研究所研究员、博士生导师。长期从事土壤发生、土壤地球化学与土壤分类研究。主持国际科学基金（IFS）、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、国家科技部科技基础性工作专项课题、国家重点研发计划课题等10余项。已发表中英文论文90余篇，其中SCI收录40余篇，EI收录9篇，主持出版专著2本，参编7本，获授权的国家发明专利8项，获中国土壤学会科学技术一等奖。

第1章城市土壤物质组成1
1.1人类活动与城市土壤物质来源1
1.1.1工业活动1
1.1.2交通运输活动3
1.1.3矿业活动3
1.1.4军事活动3
1.1.5其他4
1.2城市土壤物质组成特征4
1.2.1矿物质4
1.2.2有机物质7
1.2.3生物多样性8
参考文献10
第2章城市土壤形成与分类16
2.1城市土壤的形成16
2.1.1成土因素16
2.1.2成土过程18
2.2城市土壤分类24
2.2.1世界土壤资源参比基础24
2.2.2欧洲25
2.2.3北美洲30
2.2.4大洋洲31
2.2.5南非32
2.2.6中国32
参考文献42
第3章城市土壤物理性质演变与环境效应50
3.1城市土壤颗粒组成50
3.1.1土壤砾石化50
3.1.2土壤质地粗粒化50
3.2城市土壤的结构与孔隙特征51
3.2.1土壤压实51
3.2.2土壤结构53
3.2.3土壤容重54
3.2.4土壤孔隙度55
3.2.5土壤紧实度56
3.2.6压实指标间的关系58
3.2.7压实的影响因素59
3.2.8压实分级61
3.2.9土壤封闭62
3.3城市土壤的水分特性63
3.3.1田间持水量63
3.3.2萎蔫点含水量63
3.3.3最大有效水含量65
3.3.4土壤“水库”库容损失66
3.4城市土壤的入渗特性69
3.4.1入渗速率69
3.4.2入渗的影响因素70
3.4.3入渗速率的分布72
3.4.4地表径流系数74
3.5城市土壤物理退化的环境效应75
3.5.1物理退化对地表径流的影响75
3.5.2物理退化对水质的影响78
3.5.3物理退化对热量和气体交换的影响79
3.5.4物理退化对养分转化和生物的影响81
参考文献83
第4章城市土壤关键元素循环与环境效应89
4.1城市土壤碳循环特征与环境效应89
4.1.1城市系统碳循环89
4.1.2土壤碳的来源与组成91
4.1.3土壤碳含量与分布93
4.1.4土壤碳形态与转化97
4.1.5土壤碳循环的环境效应99
4.2城市土壤氮循环特征与环境效应101
4.2.1城市系统氮循环101
4.2.2土壤氮的来源102
4.2.3土壤全氮含量103
4.2.4土壤氮形态与转化104
4.2.5土壤氮输出106
4.2.6土壤氮循环的环境效应107
4.3城市土壤磷循环特征与环境效应108
4.3.1土壤磷循环108
4.3.2土壤磷的来源109
4.3.3土壤磷形态与转化110
4.3.4土壤磷迁移与剖面分布112
4.3.5土壤磷富集114
4.3.6土壤磷损失及其环境效应116
4.4城市土壤其他元素特征118
4.4.1铁118
4.4.2钙118
4.4.3钾119
4.4.4钠120
4.4.5氯121
参考文献121
第5章城市土壤酸碱度与污染特征131
5.1城市土壤酸碱度131
5.1.1土壤酸碱度变化131
5.1.2土壤pH的空间分布135
5.1.3土壤pH变化的原因137
5.1.4土壤pH变化的环境影响139
5.2城市土壤重金属污染139
5.2.1土壤重金属的来源139
5.2.2土壤重金属含量与空间分布140
5.2.3土壤重金属化学形态特征和移动性154
5.2.4土壤重金属健康风险评价159
5.2.5土壤重金属化学修复164
5.3城市土壤有机污染物167
5.3.1土壤有机污染物的来源167
5.3.2土壤多环芳烃168
5.3.3土壤多氯联苯170
5.3.4其他有机污染物 173
参考文献175
第6章城市土壤磁性特征及其环境意义185
6.1土壤磁性和磁学参数185
6.1.1物质磁性的起源185
6.1.2土壤磁性矿物186
6.1.3土壤磁畴187
6.1.4土壤磁学参数187
6.2城市土壤磁性的特异性190
6.2.1表土磁化率的空间分异190
6.2.2表土磁性异常增强的原因192
6.2.3土壤剖面磁性参数的垂向变化193
6.2.4土壤磁性颗粒的粒径197
6.2.5土壤磁性矿物的矫顽力199
6.2.6土壤磁性颗粒微形态和微化学特征200
6.3城市土壤磁性增强的环境意义204
6.3.1土壤磁性与重金属含量的关系204
6.3.2土壤磁性组分的地球化学特征206
6.3.3磁学方法检测城市土壤污染的优缺点210
参考文献212
第7章城市环境和人类活动的土壤记录217
7.1城市土壤文化层特征217
7.2城市环境演变的土壤碳记录219
7.2.1南京的历史文化层219
7.2.2土壤有机碳记录221
7.2.3土壤黑碳记录224
7.3城市土壤碳组成特征及其指示意义226
7.4城市土壤演变的重金属记录227
7.4.1不同历史时期土壤重金属含量特征227
7.4.2文化层中铅的来源232
7.4.3文化层中重金属的区域差异234
参考文献236
第8章城市土壤时空变异与表征239
8.1城市扩张及土壤演变239
8.1.1城市扩张模型239
8.1.2土壤属性的时间演变243
8.2城郊农序列土壤性质空间变异251
8.2.1土壤颗粒组成251
8.2.2土壤酸碱度和CaCO3252
8.2.3土壤养分元素253
8.2.4土壤重金属256
8.2.5土壤性质变异的空间解析259
8.3城市土壤的空间分布与制图261
8.3.1土壤空间制图261
8.3.2土壤制图方法263
8.3.3土壤制图实例分析264
8.3.4土壤性质制图精度评价272
参考文献275
第9章城市土壤生态服务功能与评价278
9.1城市土壤的水热调节278
9.1.1土壤热量调节功能278
9.1.2土壤水分调节功能280
9.1.3土壤水分调节功能评价282
9.2城市土壤固碳287
9.2.1土壤固碳功能287
9.2.2土壤固碳功能评价288
9.3城市土壤养分循环与存储294
9.3.1土壤养分循环功能294
9.3.2土壤养分存储和循环功能评价295
9.4城市土壤的污染物净化功能297
9.4.1土壤的污染物控制功能297
9.4.2土壤的缓冲与过滤功能评价298
9.4.3土壤重金属吸附功能评价301
9.5城市土壤的其他服务功能305
参考文献305
第10章城市土壤利用与管理310
10.1城市土壤与城市规划310
10.1.1土壤特性与城市规划310
10.1.2土壤功能与城市规划311
10.1.3土壤环境质量与城市规划311
10.1.4土壤与田园城市规划312
10.1.5土壤与公园城市规划313
10.2城市土壤与城市农业313
10.2.1城市农业的概念与功能313
10.2.2健康土壤在城市农业中的地位315
10.2.3城市农业活动中健康土壤的培育措施315
10.3城市土壤与园林绿化和景观设计316
10.3.1城市土壤景观生态类型316
10.3.2景观植物对土壤的要求317
10.3.3不同城市景观生态类型的土壤设计320
10.4城市土壤与工程建设328
10.4.1工程建设中的城市土壤问题328
10.4.2道路工程中的土壤管理328
10.4.3地基加固与基坑防护中的土壤管理330
10.4.4污染土壤处理332
10.4.5工程施工中的土壤管理333
10.5城市污染土壤处置与修复334
10.5.1污染地块的概念及其现状334
10.5.2城市污染土壤修复技术335
10.5.3地下水修复技术340
10.6城市土壤环境管理341
10.6.1土壤环境管理及其污染控制341
10.6.2土壤环境保护面临的主要问题342
10.6.3土壤环境保护与管理对策344
10.7场地修复案例345
10.7.1调查采样345
10.7.2调查结论347
10.7.3风险评估348
10.7.4场地修复349
10.7.5修复效果评估353
参考文献355
索引359