综述：提升城市土壤健康：面临的挑战、知识空白及未来研究方向

《Landscape and Urban Planning》：Advancing urban soil health: challenges, knowledge gaps, and future research perspectives

城市土壤健康研究系统性分析显示，2008-2025年间63篇文献聚焦城市土壤污染、生态系统服务及采样深度，发现化学性质研究占比76%，物理和生物性质关注不足，且85%采样深度≤20cm。研究强调需加强多学科协作，扩大采样深度至120cm以上，并开发整合物理、化学、生物指标及生态系统服务的综合评估体系。

　　### 人类活动与城市土壤健康：一个全球视角

随着城市化进程的不断推进，预计到2050年，全球将有超过65%的人口居住在城市中。这一趋势使得城市土壤健康成为可持续发展的重要议题。尽管城市土壤在过去的几十年中逐渐引起科学界和城市规划者的关注，但其重要性仍未得到充分认识。城市土壤不仅在物理、化学和生物特性上具有显著的异质性，还承载着多种生态系统服务功能，这些功能对于提升城市居民的生活质量和维护生物多样性具有不可忽视的作用。

在研究城市土壤健康的过程中，发现大部分文献关注的是化学性质，尤其是土壤污染问题。这种倾向可能源于历史研究的惯性，但同时也反映出对物理和生物性质关注不足的现状。物理性质如土壤结构、孔隙度和含水率对于评估土壤健康至关重要，而生物性质则涉及土壤微生物群落、土壤动物以及土壤生态系统的动态变化。然而，这些方面在当前研究中尚未得到充分探讨，这限制了对城市土壤功能的全面理解。

此外，城市土壤的生态系统服务功能，如碳储存、水循环调控和气候调节，也往往被忽视。尽管这些服务在农业和森林土壤中已有广泛研究，但在城市环境中，由于土壤的复杂性和异质性，相关研究仍处于起步阶段。因此，未来的研究需要更加全面地评估城市土壤的生态系统服务，以便更好地指导城市规划和管理。

### 城市土壤健康研究的现状与趋势

通过对2008年至2025年间发表的63篇相关文献进行系统分析，可以发现城市土壤健康研究正呈现出显著的增长趋势。这些研究涵盖了多个地理区域，其中美洲和亚洲的占比最高，分别达到38%和33%。欧洲和大洋洲的研究相对较少，仅占23%和5%。值得注意的是，非洲仅有1篇相关研究，这表明在该地区关于城市土壤健康的研究仍存在明显的空白。

研究主题的分布也反映出城市土壤健康研究的重点。土壤污染和修复（37%）以及土壤健康评估（30%）是当前研究中最受关注的两个领域，其次是生态系统服务（14%）、水管理和绿色基础设施（11%）以及利益相关者调查和政策（8%）。尽管这些主题涵盖了城市土壤健康研究的多个方面，但仍然存在一些重要的研究空白。

在土壤污染和修复领域，当前研究主要集中在重金属和有机污染物的来源及其对土壤健康的影响。然而，新兴污染物如挥发性有机化合物（VOCs）、微塑料、全氟化合物（PFAS）和抗生素残留等，尚未得到充分关注。此外，尽管已经提出了一些修复方法，如植物修复（phytoremediation）和土壤改良技术，但这些方法在实际应用中的效果和可持续性仍需进一步验证。

在土壤健康评估方面，研究重点在于土壤的化学性质，如土壤有机质、pH值、电导率等。这些指标虽然能够反映土壤的基本状况，但缺乏对物理和生物性质的系统研究。物理性质如土壤结构和孔隙度对于评估土壤的水分保持能力和通气性至关重要，而生物性质则涉及土壤微生物群落和土壤动物的多样性。因此，未来的研究需要更加综合地考虑这些因素，以形成更全面的土壤健康评估体系。

### 城市土壤健康研究的关键挑战

城市土壤健康研究面临诸多挑战，其中最主要的包括土壤异质性、采样深度限制和研究方法的不足。首先，城市土壤由于受到人类活动的强烈影响，其空间异质性显著。这种异质性使得单一指标难以全面反映土壤健康状况，因此需要综合考虑多种因素。其次，大多数研究集中在表层土壤（20厘米以内），而深层土壤在生态系统服务和土壤功能方面同样重要。因此，未来的研究应扩大采样深度，以获得更全面的数据支持。

此外，土壤健康评估的方法学仍需进一步完善。尽管已经开发了一些评估工具，如康奈尔土壤健康测试（CSHT）和改进的土壤环境质量评估模型（ISEQE），但这些方法在不同城市和地区的应用仍然有限。因此，需要建立更加标准化和可比的评估框架，以促进不同地区之间的研究成果交流和比较。

### 城市土壤健康研究的未来方向

为了更好地理解和管理城市土壤健康，未来的研究需要在以下几个方面进行深入探索。首先，应加强对物理和生物性质的研究，以弥补当前研究在这些方面的不足。物理性质如土壤结构和孔隙度对于土壤的功能和生态服务具有重要影响，而生物性质则涉及土壤微生物群落和土壤动物的多样性，这些因素对于土壤的健康状况和生态功能至关重要。

其次，应更加关注生态系统服务的评估，尤其是那些直接影响人类健康的方面。例如，碳储存和水循环调控是城市土壤的重要功能，但目前的研究仍停留在初步阶段。因此，需要开发更加系统和全面的评估方法，以量化和比较不同城市土壤的生态系统服务潜力。

此外，应加强对新兴污染物和土壤修复技术的研究。VOCs、微塑料、PFAS和抗生素残留等新兴污染物对城市土壤健康构成了新的挑战，而现有的修复技术在实际应用中仍存在诸多限制。因此，未来的研究需要探索更加高效和可持续的修复方法，以应对这些新型污染物带来的影响。

最后，应促进土壤科学家与城市利益相关者的合作。这种合作不仅有助于制定更加科学和可行的土壤健康研究议程，还能提高公众对土壤健康问题的认识和参与度。通过建立更广泛的协作网络，可以更好地整合不同领域的知识，推动城市土壤健康研究的发展。

### 结论

城市土壤健康研究正处于快速发展阶段，但仍然面临诸多挑战。未来的研究需要更加全面地考虑土壤的化学、物理和生物性质，以及其在生态系统服务中的作用。同时，应加强对新兴污染物和土壤修复技术的研究，以应对城市化带来的环境问题。此外，促进土壤科学家与城市利益相关者的合作，将有助于制定更加科学和可行的土壤健康研究议程，推动城市可持续发展。通过这些努力，城市土壤健康将成为城市规划和管理的重要组成部分，为提升城市居民的生活质量和维护生物多样性做出贡献。