城市绿色基础设施可提供广泛的生态功能，有效改善城市环境，但其建设需大量土壤，目前普遍的方法是挖取远郊地区自然土壤运至城区应用。土壤作为不可再生资源，每一百年才形成2~10 mm厚，这种成本高、毁耕地、高碳排的方法不可持续。人工技术土壤（Constructed Technosols）可解决城市土壤匮乏问题，同时消耗大量城市固废（图1）。

图1 人工技术土壤（CT）用于城市绿色基础设施的优势

Fig. 1 Advantages of constructed Technosols (CT) for urban green infrastructure

人工技术土壤的定义与构建技术

人工技术土壤是人为构建的技术新成土，是为满足特定要求而设计制造的有机和无机废弃物的混合物，可通过调整其组成材料和配方适应不同的植被类型、土地用途和立地条件。   

作为绿色基础设施的基本组成部分，人工技术土壤具备一定的化学肥力、持水能力、适宜的深度和孔隙度来满足植物生长，还满足污染物限量标准和特殊立地条件。人工技术土壤的选材、组合、深度和结构设计等需认真考虑。

2 人工技术土壤的生态功能

人工技术土壤具有广泛的生态功能，主要包括：

1)支撑植物生长。人工技术土壤的渗透性、蓄水能力和防压实性等可人为设计，用于林荫道、草坪等多种绿色基础设施和城市农业、功能农业等。

2)保护生物多样性。人工技术土壤通常具有适宜的理化性质，可吸引和留宿大量生物，形成生物多样性保护区。并通过接种自然土壤微生物组，丰富城市绿色基础设施的微生物菌群，减少居民免疫介导疾病的发生。

3)促进污染物滤除。人工技术土壤可用于生物滞留系统过滤层介质，通过调整组成材料与配比优化过滤介质层的物理、化学和生物特性，有效去除溶解的污染物（图2）。

4) 捕获固定二氧化碳。人工技术土壤可通过促进植被生长、增加生物多样性和利用有固碳潜力的固体废弃物作为组分来增加碳储量。    

图2 我国城市绿地面积(a)、花卉种植面积(b)、草坪产量(c)和盆栽植物产量(d)的年际变化

Fig. 2  Annual changes in the urban green area (a), flower planting area (b), lawn yield (c) and potted plant yield (d) in China

人工技术土壤在我国的应用潜力

我国城市绿色基础设施建设、景观植物的幼苗繁育、草坪生产和城市农业均需大量的土壤资源或基质（图2）。并且，我国城市固废产量巨大，综合利用率低（图3a,图3b）。这些含有丰富营养元素的无机和有机固体废弃物完全可通过人工技术土壤变废为宝。

图3 我国一般工业固废(a)和污泥产生量（城市和县城产生量之和）(b)的年际变化

Fig. 3 Annual changes of common industrial solid waste (a) and sludge production (sum of the production of the city and the county) (b) in China

作者: 郑瑞伦，朱永官，孙国新
单位：北京市农林科学院草业花卉与景观生态研究所；中国科学院生态环境研究中心，城市与区域生态国家重点实验室；中国科学院城市环境研究所；中国科学院大学卷期：《土壤学报》2024年第61卷第1期