目录 序 前言 第一章 城市林业与城市林业土壤 1 第一节 城市化与城市林业 1 一、城市化 1 二、城市林业 2 第二节 城市林业土壤 5 一、城市土壤 5 二、城市林业土壤 5 第二章 研究地区概况与研究方法 10 第一节 研究地区概况 10 一、南京市概况 10 二、徐州市概况 12 第二节 研究方法 13 一、样地设置及土壤采样 13 二、土壤样品制备 18 三、土壤样品分析方法 18 四、数据统计分析方法 22 第三章 城市林业土壤物理性质 23 第一节 南京市城市林业土壤物理性质 23 一、土壤颗粒组成 23 二、土壤密度与孔隙度 24 三、土壤侵蚀性 25 四、小结 30 第二节 徐州市城市林业土壤物理性质 30 一、土壤颗粒组成 30 二、土壤密度 35 三、土壤孔隙度 37 四、土壤田间持水量 40 五、小结 41 第四章 城市林业土壤化学性质 43 第一节 南京市城市林业土壤化学性质 44 一、土壤pH 44 二、土壤养分 45 三、小结 51 第二节 徐州市城市林业土壤化学性质 51 一、土壤pH 52 二、土壤电导率 54 三、土壤养分 55 四、土壤阳离子交换量 66 五、小结 68 第五章 城市林业土壤生物学性质 69 第一节 南京市城市林业土壤生物学性质 70 一、土壤微生物生物量 70 二、土壤酶活性 71 三、小结 75 第二节 徐州市城市林业土壤生物学性质 76 一、土壤酶活性 76 二、土壤酶活性相关性 82 三、小结 84 第六章 城市林业土壤质量评价 85 第一节 土壤质量 85 一、城市林业土壤质量 85 二、城市林业土壤肥力质量 86 第二节 城市林业土壤质量评价指标 86 一、常用土壤质量评价指标 86 二、土壤酶活性作为土壤质量评价指标 87 三、土壤质量指标相关性用于土壤质量评价 89 四、土壤质量评价的最小数据集 89 第三节 城市林业土壤质量评价方法 90 一、城市林业土壤质量评价的特殊性 90 二、城市林业土壤质量评价体系和数学模型 90 第四节 城市林业土壤肥力质量评价 92 一、南京市城市林业土壤肥力质量评价 92 二、徐州市城市林业（绿地）土壤肥力质量评价 104 第七章 城市林业土壤有机碳含量与分布 110 第一节 土壤有机碳概述 110 一、土壤碳库构成 110 二、影响土壤有机碳库变化的因素 116 三、城市林业土壤有机碳储量 120 第二节 南京市城市林业土壤有机碳含量与分布 122 一、土壤有机碳及溶解性有机碳的含量与分布 123 二、土壤微生物量碳、易氧化碳及轻组有机碳的含量与分布 128 三、土壤有机碳与其活性组分的相关性 130 四、小结 130 第三节 徐州市城市林业土壤碳储量 131 一、土壤有机碳储量 132 二、土壤无机碳储量 135 三、土壤碳储量 140 四、小结 140 第八章 城市林业土壤黑碳含量与分布 143 第一节 土壤黑碳概述 143 一、土壤黑碳的概念 144 二、土壤黑碳的特征 144 三、土壤黑碳的来源与辨析 145 四、土壤黑碳的生态环境效应 146 第二节 基于GIS的城市林业土壤黑碳含量与分布 149 一、土壤黑碳含量的统计分析 149 二、基于GIS的城市林业土壤黑碳含量探索性空间分析 150 三、城市林业土壤黑碳含量空间插值分析 154 第三节 不同功能区城市林业土壤黑碳含量与来源 155 一、土壤样品采集 155 二、不同功能区城市林业土壤黑碳含量 156 三、不同功能区城市林业土壤黑碳来源与辨析 158 四、城市林业土壤黑碳结构特征和降解机制 160 五、土壤黑碳对城市林业有机碳库稳定性的影响 163 第四节 黑碳输入对城市林业土壤碳矿化的影响 163 一、材料和方法 164 二、不同功能区土壤CO2动态变化差异 164 三、不同功能区土壤CO2累积释放量差异 166 第五节 高速公路沿线土壤黑碳含量 167 一、高速公路沿线林地土壤黑碳含量 167 二、高速公路沿线荒地土壤黑碳含量 169 第六节 小结 172 第九章 城市林业土壤重金属含量与分布 174 第一节 城市林业土壤重金属污染及危害 174 一、土壤重金属来源 174 二、土壤重金属污染现状及危害 175 第二节 城市林业土壤重金属含量与分布 175 一、基于GIS的土壤重金属含量与分布 175 二、不同功能区城市林业土壤重金属含量与分布 184 三、城市林业土壤重金属含量的相关分析 188 四、物元可拓模型评价土壤重金属污染 189 第三节 城市林业土壤对重金属的吸附作用 197 一、土壤重金属的吸附和解吸机制 198 二、土壤重金属吸附实验 199 三、土壤重金属的静态吸附 200 四、土壤重金属的动态吸附 205 五、影响土壤重金属吸附的因素 207 第四节 公路林带重金属含量 210 一、样品采集与处理 211 二、公路林带树木叶片重金属含量的空间分异 211 三、公路林带土壤重金属含量的空间分异 213 第五节 小结 215 第十章 城市林业土壤多环芳烃含量与分布 217 第一节 土壤中的多环芳烃 217 一、多环芳烃的概念及来源 217 二、多环芳烃的种类及分布 218 三、多环芳烃的危害及防治 220 四、多环芳烃的分析测定 220 五、多环芳烃在土壤中的环境行为 222 第二节 基于GIS的城市林业土壤多环芳烃分布 226 一、城市林业土壤多环芳烃的含量与分布 227 二、城市林业土壤多环芳烃的来源解析 229 三、城市林业土壤多环芳烃和黑碳、有机碳的相关性 232 第三节 不同功能区城市林业土壤多环芳烃分布特征与源解析 234 一、不同功能区土壤多环芳烃的含量 234 二、土壤多环芳烃与总有机碳和黑碳的相关关系 235 三、城市林业土壤对多环芳烃的吸附特征 236 第四节 小结 241 参考文献 242 附录 发表论文 261 Contents Foreword Preface Chapter 1 Urban forestry and urban forestry soil 1 1.1 Urbanization and urban forestry 1 1.1.1 Urbanization 1 1.1.2 Urban forestry 2 1.2 Urban forestry soil 5 1.2.1 Urban soil 5 1.2.2 Urban forestry soil 5 Chapter 2 Study area and methods 10 2.1 General situation of study area 10 2.1.1 General situation of Nanjing study area 10 2.1.2 General situation of Xuzhou study area 12 2.2 Study methods 13 2.2.1 Study sites and soil sampling 13 2.2.2 Soil sample preparation 18 2.2.3 Methods of soil analysis 18 2.2.4 Data statistical analysis 22 Chapter 3 Physical properties of urban forestry soil 23 3.1 physical properties of urban forestry soil in Nanjing 23 3.1.1 Soil particle composition 23 3.1.2 Soil bulk density and porosity 24 3.1.3 Soil erosion 25 3.1.4 Summary 30 3.2 Physical properties of Urban forestry soil in Xuzhou 30 3.2.1 Soil particle composition 30 3.2.2 Soil bulk density and porosity 35 3.2.3 Soil porosity 37 3.2.4 Soil field water holding capacity 40 3.2.5 Summary 41 Chapter 4 Chemical properties of urban forestry soil 43 4.1 Chemical properties of urban forestry soil in Nanjing 44 4.1.1 Soil pH 44 4.1.2 Soil nutrient 45 4.1.3 Summary 51 4.2 Chemical properties of urban forestry soil in Xuzhou 51 4.2.1 Soil pH 52 4.2.2 Soil conductivity 54 4.2.3 Soil nutrient 55 4.2.4 Soil cation exchange capacity 66 4.2.5 Summary 68 Chapter 5 Biological properties of urban forestry soil 69 5.1 Biological properties of urban forestry soil in Nanjing 70 5.1.1 Soil microbial biomass 70 5.1.2 Soil enzyme activities 71 5.1.3 Summary 75 5.2 Biological properties of urban forestry soil in Xuzhou 76 5.2.1 Soil enzyme analysis 76 5.2.2 Correlation analysis of soil enzymes 82 5.2.3 Summary 84 Chapter 6 Evaluation of urban forestry soil quality 85 6.1 Soil quality 85 6.1.1 Urban forestry soil quality 85 6.1.2 Urban forestry soil fertility quality 86 6.2 Evaluation index of urban forestry soil quality 86 6.2.1 Common soil quality evaluation index 86 6.2.2 Significance of enzyme as evaluation index of soil quality 87 6.2.3 Application of soil quality index correlation in soil quality evaluation 89 6.2.4 Minimum data set for soil quality evaluation 89 6.3 Evaluation method of urban forestry soil quality 90 6.3.1 Particularity of urban forestry soil quality evaluation 90 6.3.2 System and model of urban forestry soil quality evaluation 90 6.4 Evaluation of urban forestry soil fertility 92 6.4.1 Evaluation of urban forestry soil fertility in Nanjing 92 6.4.2 Evaluation of s urban forestry soil fertility in Xuzhou 104 Chapter 7 Content and distribution of organic carbon in urban forestry soil 111 7.1 Overview of soil organic carbon 111 7.1.1 Soil carbon pool composition 111 7.1.2 Factors affecting the soil organic carbon pool 117 7.1.3 Estimation of urban forestry soil organic carbon storage 121 7.2 Content and distribution of urban forestry soil organic carbon in Nanjing 123 7.2.1 Content and distribution of organic carbon and dissolved organic carbon 124 7.2.2 Content and distribution of soil microbial biomass carbon, easily oxidized carbon and light organic carbon 129 7.2.3 Correlation between soil organic carbon and its active components 131 7.2.4 Summary 131 7.3 Carbon storage of urban forestry soil in Xuzhou 132 7.3.1 Soil organic carbon storage 133 7.3.2 Soil inorganic carbon storage 136 7.3.3 Soil total carbon storage 141 7.3.4 Summary 141 Chapter 8 Content and distribution of black carbon in urban forestry soil 144 8.1 Overview of soil black carbon 144 8.1.1 Soil black carbon 145 8.1.2 Properties of soil black carbon 145 8.1.3 Origin and differentiation of soil black carbon 146 8.1.4 Ecological and environmental effects of soil black carbon 147 8.2 Distribution of black carbon in urban forestry soil based on GIS 150 8.2.1 Statistical analysis of soil black carbon 150 8.2.2 Exploratory spatial analysis of black carbon in urban forestry soil based on GIS 151 8.2.3 Spatial interpolation analysis of black carbon in urban forestry soil 155 8.3 Distribution and origin of soil black carbon in different function urban forestry areas 156 8.3.1 Soil sampling 156 8.3.2 Distribution of soil black carbon in different function urban forestry areas 157 8.3.3 Origin and differentiation of soil black carbon in different function urban forestry sources 159 8.3.4 Structure and degradation mechanism of urban forestry soil 161 8.3.5 Effect of soil black carbon on the stability of soil organic carbon pool 164 8.4 Effect of black carbon input on soil carbon mineralization 164 8.4.1 Materials and methods 165 8.4.2 Dynamic of soil CO2 in different functional areas 165 8.4.3 Difference of soil cumulative CO2 release in different function areas 167 8.5 Soil black carbon content along the expressway 168 8.5.1 Soil black carbon content of poplar forest along the expressway 168 8.5.2 Soil black carbon content of wasteland along the expressway 170 8.6 Summary 173 Chapter 9 Content and distribution of heavy metals in urban forestry soil 175 9.1 Pollution and harm of soil heavy metals in urban forestry soil 175 9.1.1 Source of soil heavy metal 175 9.1.2 Pollution status and harm of soil heavy metal 176 9.2 Content and distribution of heavy metals in urban forestry soil 176 9.2.1 Content and distribution of soil heavy metals based on GIS 176 9.2.2 Content and distribution of urban forestry soil heavy metals in different functional areas 185 9.2.3 Correlation of urban forestry soil heavy metals 189 9.2.4 Evaluation of soil heavy metal pollution by matter element extension model 190 9.3 Adsorption of heavy metals in urban forestry soil 198 9.3.1 Adsorption and desorption mechanism of soil heavy metals 199 9.3.2 Adsorption experiment of soil heavy metals 200 9.3.3 Static adsorption of soil heavy metals 201 9.3.4 Dynamic adsorption of soil heavy metals 205 9.3.5 Factors affecting adsorption of soil heavy metals 208 9.4 Heavy metal content of highway forest belt 211 9.4.1 Sample collection and processing 212 9.4.2 Spatial differentiation of heavy metal content in leaves of highway forest belt trees 212 9.4.3 Spatial differentiation of heavy metal content in highway forest soils 214 9.5 Summary 216 Chapter 10 Content and distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in urban forestry soil 218 10.1 Polycyclic aromatic hydrocarbons in soil 218 10.1.1 Concept and source of polycyclic aromatic hydrocarbons 218 10.1.2 Types and distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons 219 10.1.3 Harm and prevention of polycyclic aromatic hydrocarbons 221 10.1.4 Analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons 221 10.1.5 Environmental behavior of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil 223 10.2 Distribution of soil polycyclic aromatic hydrocarbons based on GIS 227 10.2.1 Content and distribution of soil polycyclic aromatic hydrocarbons in urban forestry soil 228 10.2.2 Source discrimination of polycyclic aromatic hydrocarbons in urban forestry soil 230 10.2.3 Correlation of urban forestry soil polycyclic aromatic hydrocarbons, black carbon and organic carbon 233 10.3 Distribution and source discrimination of urban forestry soil polycyclic aromatic hydrocarbons in different functional areas 235 10.3.1 Content of urban forestry soil polycyclic aromatic hydrocarbons in different functional areas 235 10.3.2 Relationship between soil polycyclic aromatic hydrocarbons, total carbon and black carbon 236 10.3.3 Adsorption characteristics of urban forestry soil on polycyclic aromatic hydrocarbons 237 10.4 Summary 242 Reference 243 Appendix Publications 262
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