在城市化的过程中，人类活动向生态系统中排放了大量污染物，带来了一系列的生态效应，影响了生态系统的服务功能。土壤是陆地生态系统最重要的组成部分，土壤污染和退化是城市生态环境问题的重要方面。城市居民区土壤与居民健康息息相关，因此，研究居民区土壤污染特征与生态效应，开展土壤净化功能评估，探讨城市化过程和景观格局对城市土壤生态系统功能的影响机制，对于改善城市人居环境质量具有重要意义。　　本研究以北京市建成区居民区绿地土壤生态系统为研究对象，分别于2014年和2016年的夏末秋初，通过空间布点和野外采样，对本地居民区土壤物理化学及生物学特征开展调查，以土壤重金属污染物的分布特征、蚯蚓种群和群落水平上的生态学特征，和土壤自然消减能力的定量评价为例，对土壤污染相关的生态系统的过程、结构和功能进行研究，采用空间分析手段和统计学工具等方法，揭示了城市化对建成区居民区土壤重金属分布格局、土壤蚯蚓生态学特征以及土壤自然消减能力的影响机制，为探索城市生态学中社会、经济与自然的互作关系提供了数据基础，主要研究结果如下:　　(1)北京市建成区居民区土壤的容重介于1.12至1.66g/cm3之间，其压实程度尚未明显影响或抑制本地植物的生长和土壤动物的生存;研究区内土壤质地大多为粉壤土与粉土，因此土壤蓄水作用较差;土壤pH值介于7.98至8.84之间，均为碱性土壤;土壤有机质含量介于5.00至52.0g/kg之间，土壤阳离子交换量整体较高，介于23.5至41.3cmol/kg之间，因此具有较强的保肥能力;土壤有机质含量、微生物量碳以及脲酶活性在研究区内的变化程度剧烈，稳定性极差，其变异系数均高于50％;土壤容重、pH以及阳离子交换量波动较小，均匀分布，稳定性极高，其变异系数均小于10％，土壤多种土壤理化特征与微生物特征之间，以及土壤不同的微生物特征之间均存在不同程度的相关关系，相关的土壤因子均可以作为土壤功能的评价指标。　　(2)北京市建成区居民区土壤主要的重金属污染物为Cu、Cd、Pb和Zn，这四种元素的平均浓度分别为23.5，0.139，27.3和96.2mg/kg，不仅远低于建设用地土壤污染风险筛选指导值，还低于本地土壤背景值，同时大多低于或接近北京市其他土地利用类型的相应元素浓度值;对研究区内相应元素空间特征进行分析，发现Cu、Cd、Pb和Zn四种元素在具有更高的城市化水平和人为活动强度的市中心区域浓度较高;此外，居民区建成年数、距市中心距离、人口密度以及距建筑物距离等城市化特征指标均可以显著影响居民区土壤中Cu、Cd、Pb和Zn的浓度;然而居民区建筑物高度和绿地面积对于降低居民区土壤重金属浓度的作用并不明显;不同的植被覆盖类型下的土壤重金属含量差异显著(P＜0.05)。由此表明，乔木植被型能够有效拦截富含重金属颗粒的大气降尘，研究区内土壤中的Cu、Pb和Zn的主要来源为大气降尘，而Cd可能源于其它途径的人为排放。　　(3)对北京市建成区居民区土壤中的蚯蚓生态学特征调查结果发现，在种群水平上，蚯蚓平均丰度为44.6n/m2，蚯蚓平均生物量为15.6g/m2，其丰度和生物量均显著低于其它城市的研究结果;在群落水平上，本研究共鉴别到来自3个科、5个属的11个蚯蚓种，其中，巨蚓科为蚯蚓的优势科，蚯蚓物种分布较为均匀，并没有明显的优势属和优势物种;对于影响蚯蚓群落结构特征的潜在因子进行探究，发现土壤含水量和pH值是影响蚯蚓的群落结构组成特征的最重要的土壤环境因子;土壤有机碳含量与蚯蚓丰度具有显著的负相关关系;而土壤重金属对蚯蚓种群特征的影响并不显著;居民区的建成年代是影响蚯蚓种群特征的最重要的城市化因子;同时，不同尺度上的居民区景观格局都可能影响蚯蚓群落结构特征，其中，地表不透水率、绿地率、土地利用类型种类、景观斑块密度和景观破碎度均能够显著影响居民区蚯蚓的群落结构组成。此外，城市景观格局对蚯蚓种群结构特征的影响证实了经典生态学中Meta-动态种群理论在城市生态学的适用性。　　(4)基于熵权法与生态系统服务功能计算指数评价体系(EPX)，对传统生态系统服务功能评价模型进行了以下改进:①在指标筛选上，选取与特定的土壤生态功能（土壤自然消减能力）相关的土壤污染生态过程，从而进一步筛选出11个与相应生态过程密切相关的土壤物理、化学和微生物因子，包括土壤容重、黏粒含量、土壤pH值、有机质含量、阳离子交换量、矿化碳、微生物量碳、脲酶活性、芳香硫酸脂酶活性、碱性磷酸酶活性以及Biolog-ECO板平均每孔颜色变化率(AWCD);②在权重分配上，根据熵权法，考虑不同的土壤因子在土壤相应生态过程中发挥的作用，对不同土壤指标的权重进行计算与分配;③在参考值的选取上，本研究通过选取土壤指标的最值，实现对土壤自然消减能力的评价;④在模型算法上，传统的模型还存在非单调性的缺陷，本研究通过对参考值的选取同时也改进了现有的模型在算法上的缺陷。改进后的评价方法体系更加注重了土壤生态服务功能评价的客观性和准确性，加强了模型定量评价的实用性和可操作性。　　(5)采用改进的生态服务功能评估模型对北京市建成区居民区土壤的自然消减能力进行了定量评估。结果表明，居民区土壤的容重、AWCD以及有机质含量在土壤自然消减能力的评价体系中具有最高的权重值，其对应的权重值分别为0.172，0.125和0.118;北京市建成区土壤的自然消减能力值域范围在0.381-0.652之间;对其空间分布格局的分析结果表明，北京市建成区中心区域及东部居民区土壤自然消减能力最高，而建成区周边区域，尤其是西南方位居民区土壤自然消减能力最低，其分布格局与本地城市经济发展特征吻合，即居民区社会经济水平越发达、城市化程度越高，其土壤的自然消减能力越高;通过土壤自然消减能力与社会经济因素的相关分析，发现土壤自然消减能力与居民区建成年数(P＜0.01)、人口密度(P＜0.01)和物业管理费(P＜0.05)等呈正相关关系，与距市中心距离(P＜0.05)、居民区道路密度(P＜0.01)、建筑物密度(P＜0.01)以及小区容积率(P＜0.01)呈负相关关系;根据动力学模型，土壤自然消减能力分别可以通过社会经济因素，包括居民区建成年数、人口密度以及小区物业管理费等分别进行拟合（P＜0.000）;此外，根据多元线性回归拟合分析，土壤自然消减能力可以通过居民区建成年数、道路密度及物业管理费进行拟合(P＜0.05)。