在土壤重金属生态风险评价过程中，明确土壤重金属的生物有效性不仅能够反映土壤重金属的真实污染程度，还能科学地反映土壤重金属污染对生物及生态系统的真实危害，是进行土壤重金属生态风险评价的关键之一。土壤重金属生物有效性的生物表征法能够直观反映土壤重金属的环境生物可利用性和生物毒性，因此已成为土壤重金属污染生态风险评价研究的热点。生物表征法在土壤重金属生物有效性预测中的应用研究可以克服生物表征法周期长、成本高等不足，为土壤重金属生物有效性生物表征法的广泛应用提供技术支持。　　 本文分别以植物富集重金属浓度和土壤酶活性为土壤重金属生物有效性表征，综合文献数据收集、实验室模拟和野外监测三种研究方法，选用数学回归方法分别建立植物富集浓度和土壤酶活变化与土壤性质的回归模型。研究结果从植物富集浓度和土壤酶活变化角度定量揭示了土壤重金属生物有效性随土壤性质的变化规律，探讨了土壤重金属生物有效性的影响机制;为野外实际进行土壤重金属污染生态风险评价提供基础理论和方法手段。主要研究结论如下:　　 以植物富集浓度为表征的土壤重金属的生物可利用性与土壤基本理化性质中土壤重金属总浓度、酸碱度、土壤有机质含量、粉粒含量、粘粒含量、砂粒含量和土壤阳离子交换量显著相关。模式植物富集重金属浓度与这些土壤性质建立的模型中，植物富集浓度受土壤重金属总浓度影响最大，受土壤质地中砂粒含量影响较大;土壤粉粒、粘粒、有机质含量和阳离子交换量对富集也有一定影响;而土壤酸碱度对植物富集浓度的影响较小。根际模拟实验进一步对模型的不确定性进行了分析，实验结果表明植物根际分泌的有机酸会显著降低土壤阳离子交换量，而对土壤pH的影响很小。根据根际模拟实验结果进一步优化了上述回归模型。　　 以土壤酶活性为表征的土壤重金属生物可利用性受土壤性质和重金属的联合效应影响。不同重金属对同种酶的毒性不同，不同酶对相同重金属的敏感性不同。其中，重金属Pb的毒性效应比较明显，芳香硫酸酯酶对重金属毒性比较敏感。在Pb500 mg kg-1条件下，芳香硫酸酯酶活性变化与土壤有机质建立的回归模型一方面可以通过土壤有机质含量预测重金属的土壤酶生物有效性;另一方面解释了很多现存研究结果互相矛盾的原因。通过文献数据的收集，以ED10/50/90值为表征的多种重金属土壤酶生物有效性可以与土壤CEC、Clay和SOM含量建立回归模型，从而通过土壤性质预测重金属的土壤酶毒性。　　 生物表征法的实际应用研究中，结合北京市建成区233个样点的野外监测结果和实验室模拟的结论，建立了土壤酶活性和微生物量碳含量与土壤重金属含量和土壤性质的关系，引入土壤有机碳含量和pH两个参数后重新建立的脲酶活性、MBC/SOC与土壤中重金属浓度的关系的相关关系的决定系数变为原来的两倍左右，能解释总变异的14～17％。