| 城市化水平和景观格局变化与城市绿地土壤典型生态系统服务功能的关联机制 |
| 摘要点击 243 全文点击 5 投稿时间：2025-03-10 修订日期：2025-06-04 |
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| 中文关键词 土壤功能 城市化 景观格局 养分循环 碳循环 重金属 |
| 英文关键词 soil function urbanization landscape pattern nutrient cycling carbon cycling heavy metal |
| DOI 10.13227/j.hjkx.202503108 |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 孟霜 | 浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室, 杭州 311300
浙江农林大学环境与资源学院、碳中和学院, 杭州 311300 | yuxiangms@163.com | | 刘益宏 | 浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室, 杭州 311300
浙江农林大学环境与资源学院、碳中和学院, 杭州 311300 | | | 刘富平 | 浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室, 杭州 311300
浙江农林大学林业与生物技术学院, 杭州 311300 | | | 田琳琳 | 浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室, 杭州 311300
浙江农林大学林业与生物技术学院, 杭州 311300 | | | 张霜 | 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085 | | | 牛玉慧 | 上海市园林科学规划研究院, 上海 200232 | | | 蔡延江 | 浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室, 杭州 311300
浙江农林大学环境与资源学院、碳中和学院, 杭州 311300 | yjcai@zafu.edu.cn |
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| 中文摘要 |
| 城市绿地是城市生态系统不可或缺的组成部分，绿地土壤具有养分循环、碳循环和重金属固持等典型的生态系统服务功能，对维持城市生态系统稳定具有重要作用. 城市化水平和景观格局是反映城市发展的重要指标，亦是影响绿地土壤生态系统服务功能的重要因素，但对其影响效应的认知还尚不清晰. 以杭州市城市绿地为例，利用平均值法量化土壤生态系统服务功能，通过ArcGIS和FRAGSTATS软件分别获取城市化水平和景观格局指数（景观异质性以及连通性），并以结构方程模型探究城市化水平和景观格局变化对城市绿地典型土壤生态系统服务功能的影响. 结果表明，城市化水平提高对土壤养分循环、碳循环和重金属固持功能的增强均具有直接的正向效应. 不过，城市化水平变化也会通过改变土壤性质间接影响土壤生态系统服务功能，随着城市化水平提高，土壤黏细粉粒含量的增加可提升土壤养分循环功能，土壤孔隙度的降低有利于增强重金属固持功能. 在景观格局方面，景观异质性增加直接降低了土壤碳循环功能，但增强了重金属固持功能. 随着景观连通性增加，土壤电导率降低会减弱土壤养分循环和碳循环功能. 综上可知，城市化水平提高有利于增强绿地土壤生态系统服务功能，但是土壤生态系统服务功能对景观格局变化却有着不同的响应，研究结果可为进一步深入理解并维持城市绿地土壤生态系统服务功能提供科学依据. |
| 英文摘要 |
| Urban greenspace is an indispensable component of urban ecosystems. Urban greenspace soil， possessing some typical functions such as nutrient cycling， carbon cycling， and heavy metal immobilization， plays a vital role in maintaining the stability of urban ecosystems. As the two key indicators of urban development， urbanization intensity and landscape pattern are supposed to markedly affect soil functions， but their effects remain unclear. Soil samples from the greenspaces in Hangzhou City were collected in the study， and the soil functions were quantified using the averaging approach. Then， the urbanization intensity and landscape pattern metrics （i.e.， landscape heterogeneity and connectivity） were respectively obtained from ArcGIS and FRAGSTATS， and the effects of changes in the urbanization intensity and landscape pattern on soil functions were explored using structural equation modeling （SEM）. The results showed that the increase in urbanization intensity significantly promoted soil nutrient cycling， carbon cycling， and heavy metal immobilization functions via a direct way. Interestingly， the changes in urbanization intensity indirectly affected greenspace soil functions via altering soil properties. For example， with the increase in urbanization intensity， the elevated soil clay and fines content enhanced soil nutrient cycling， and the decreased soil porosity improved soil heavy metal immobilization function. In terms of landscape pattern， increased landscape heterogeneity reduced soil carbon cycling but promoted heavy metal immobilization； as landscape connectivity increased， a decrease in soil electrical conductivity weakened soil nutrient cycling and carbon cycling. In conclusion， the increase in urbanization intensity contributes to the enhancement of soil ecosystem service functions of greenspaces， while these functions respond differently to the changes in landscape patterns. The results can provide a scientific basis for further understanding and maintenance of soil ecosystem service functions of urban greenspaces. |
