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由不同绿化区域组成的城市绿地是市民休闲、娱乐的重要场所,高质量的城市绿地有利于维持和改善城市生态环境,良好的土壤环境是高质量城市绿地的重要基础。本研究分析测定了北京市区公园绿地、附属绿地、街旁绿地和居住绿地土壤的理化性质,重金属污染水平及其空间结构特征,旨在揭示北京市区不同类型绿地土壤重金属污染状况,为北京市绿地土壤重金属污染防治提供可靠的理论依据和合理化建议。研究显示: (1)研究区绿地土壤平均含水为10.00%,平均容重为1.59g·om-3,平均总孔隙度为39.73%,土壤总体呈碱性(pH=7.62),有机质平均含量为53.90g·kg-1.含水率和有机质含量最高的是公园绿地,容重、总孔隙度和pH值最高的是附属绿地,公园绿地的土壤含水率、总孔隙度、pH和有机质含量与其他类型绿地差异显著。 (2)绿地土壤重金属Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg、Cr和Ni的含量分别为31.39、76.32、0.34、29.82、7.55、1.55、50.57和23.86mg·kg-1,相关性分析表明:土壤pH值与Pb和Hg含量显著负相关,有机质含量与重金属含量(Cr除外)显著正相关;各重金属之间普遍存在显著正相关关系,其中Cr只与Zn和Ni显著相关,Ni-Hg相关性不显著。另外,公园绿地土壤所有重金属含量均高于其他类型绿地。 (3)相较于中国土壤背景值,以北京市背景值为评定标准更能真实反映土壤重金属积累程度,重金属积累程度大小依次为Hg>Cd>Cr>Cu>Zn>As>Pb>Ni,其中Hg属于5级积累,Cd、Cr、Cu和Zn属于1级积累,As、Pb和Ni属于0级。公园绿地土壤各重金属的积累程度均高于其他类型绿地,各类型绿地土壤中均表现为Hg积累最严重,不同类型绿地土壤Hg积累程度依次为:公园绿地>街旁绿地>附属绿地>居住绿地。 (4)以国家土壤环境质量二级标准和以绿化种植土壤二级标准为参考值的评定结果相同,相较于国家土壤环境质量一级标准,更接近于土壤真实的污染程度和潜在生态危害风险。内梅罗综合污染指数法显示,土壤总体上存在轻度的重金属污染,Hg是内梅罗指数的主要影响因素。各类型绿地土壤综合污染程度依次为公园绿地>居住绿地>街旁绿地>附属绿地,其中公园绿地属于中度污染,其他绿地土壤不存在重金属污染。潜在生态危害指数法显示,总的潜在生态危害风险为轻微生态危害,除了Hg为中等生态风险外,其他重金属均为轻微生态风险。各类型绿地土壤总的潜在综合生态风险强大依次为公园绿地>街旁绿地>居住绿地>附属绿地,其中公园绿地土壤存在中等强度的生态风险,其他类型绿地土壤均为轻微生态风险。 (5)土壤重金属Cu、Cd、Pb和Zn的形态含量分布均表现为残渣态>可氧化态>弱酸溶态>可还原态,且各形态含量均与全量呈极显著正相关,被植物吸收的难易程度依次为Cd>Zn>Cu>Pb.风险评价编码法(RAC)表明:重金属Cd和Zn环境风险程度为“低风险”,Cu和Pb暂时无环境风险,次生相与原生相分布比值法(RSP)表明,总体上土壤未受到Cu、Cd、Pb和Zn污染,该结果与内梅罗指数评价法的结果一致。 (6)半变异函数拟合结果显示:Cu和Hg拟合于高斯模型,Cr、Ni和As拟合于指数模型,Zn、Pb和Cd拟合于球状模型,其中Cd和Cr空间结构表现为极强的空间自相关,基底效应值分别为16.6和7.9%,其他重金属则表现为中等强度的空间自相关,基底效应值在41.1%~50.0%之间,空间结构受随机因素影响的程度依次为:As>Pb>Ni>Cu>Zn>Hg>Cd>>Cr,各个重金属空间结构具有一定的方向性,Pb和Hg表现为各向同性,其余重金属均为各向异性。 (7)克里金插值图表明,Pb和Hg高值区主要集中分布在中部地区,呈现出从中部逐渐向外围递减的趋势,As高值区主要分布在中部和北部地区,Ni高值区主要分布在北部、中部和东北部地区,Cu和Zn高值区主要分布在中部地区以及东北和西南部少量地区,Cr分布比较零散,且分布形状极不规则,Cd在西北部地区和东部少量地区。 总之,北京市区绿地土壤整体上的重金属污染程度和潜在生态风险强度均为轻度。北京市应当着重加强中部地区和公园绿地的重金属污染防治,尤其是Hg污染以及建成时间较长的公园。