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城市化引起环境变迁，反映在植物群落和作为整体的植被、物种多样性、土壤理化性质(包括重金属含量)及土壤生物等一系列可测量指标的变化，通过测定这些指标综合评价城市化引起的环境变化，探索有关城市土壤—植被系统中相关影响因子及其评价系统的研究方法，对科学规划和管理城市绿地系统，有效地降低甚至消除城市化对环境的影响提供理论依据、基础信息和技术支撑。本研究以广州市荔湾区城市绿地为起点往西北延伸至从化流溪河自然保护区，建立长100 km、宽10 km的“城区人工建植绿地——城郊农区——郊区林区”绿地生态梯度样带，采用样方调查取样法开展植被、土壤理化性状、土壤微生物、土壤线虫方面的研究，并应用回归、方差分析、除趋势对应分析、典范对应分析、多响应置换过程和主成分分析等方法，分析城市化进程中植被和土壤主要变化、植物多样性、土壤微生物和线虫群落功能多样性等等。研究结果可为科学使用土壤，合理选用植物，建设和保护城市绿地系统提供科学依据。主要研究结果如下：
⑴城市化导致土壤理化性状变化：土壤容重、自然含水量、最大持水量、毛管持水量、总孔隙度、pH值、有效铜、有效锌、有效钙和总镉10个指标为受影响的主要因子。土壤容重平均值为1.31±0.20 g·cm—3，属偏紧范围，城市土壤被压实。随着距市中心距离的增加和人口密度的减少，容重越来越小，自然含水量、最大持水量、毛管持水量越来越大，而随着机动车流量的增大，容重增大，自然含水量、最大持水量、毛管持水量、非毛管孔隙度和总孔隙度变小；距市中心距离越远、机动车流量的减少，酸度越大，有效铜、有效锌、有效钙、总铅、总镉和总铬等含量越小。随人口密度增高，pH值由酸性变成中性或碱性，养分减少，重金属含量增加，有机质、总氮和有效氮含量增加；有效磷含量均值为41.1±55.0 mg/kg，属极丰富(>40.0 mg/kg)，约为郊区土壤的3倍。城市化的人为活动使得土壤碱化、磷丰富化，土壤镉、铅和铬等重金属含量升高而污染化。
⑵植被的异质性及其主要影响因子：40000㎡调查样方乔木共50科101属138种，其中重要值排前10位的荷木、黄樟、白锥、龙眼、鸭脚木等5种为乡土阔叶树种；林下植被共133科397属495种，其中重要值排名前10位的弓果黍、两耳草、芒萁、蔓生莠竹、九节、鸭舌草和红背山麻杆等7种为乡土植物。双向指示种分类将100个样方归并为城区人工建植绿地、城郊农区和郊区林区3类。从138种乔木种中筛选出山乌桕、荷木、鸭脚木、黄樟、荔枝和尾叶桉等6个乔木树种为土壤因子的潜在指示种，从495种林下植被中筛选20个指示物种，2种为蕨类植物，6种草本植物，4种藤本植物，4种乔木幼苗植物，4种灌木植物；其中18种为乡土物种。城市化导致广州城市绿地与南亚热带地带性的自然森林植被的类型、种类组成及结构有明显的不同，其林下植被仅仅九节和红背山麻杆为木本，主要物种为草本，自然演替能力较差。另外乔木胸径以5～10 cm，树高不超过10 m的为主，大树不多见，与广州市2200多年的悠久建城历史不相衬。有必要适当控制南美蟛蜞菊Wedelia trilobata扩展。
⑶城市化干扰降低植物多样性：随着城市化程度的减弱，乔木物种多样性、林下植被丰富度、均匀度、Shannon—Wiener指数和Simpson指数呈增加趋势(p<0.0001)，城市化程度高的区域灌木物种多样性指数显著较低，人口密度低，草本多样性也低，而灌木、蕨类、藤本、乔木幼苗和乔木等5种生活型物种的多样性高，随着机动车流量的增加，变化规律则相反。城市化土壤化学干扰环境降低了乡土植物物种多样性指数，总铬、总镉和总铅含量高的区域蕨类物种多样性指数低，呈显著负相关。
⑷土壤微生物群落功能多样性随城市化进程变化而差异明显：Biolog微孔板测定结果显示14种碳源导致调查样带上土壤微生物群落代谢功能的差异；城区人工建植绿地和城郊农区与郊区林区土壤微生物群落代谢功能的差异极显著(p<0.0001)，培养第1～4 d城区人工建植绿地土壤微生物的活性较强，第5、6天转化为最低。而郊区林区土壤微生物活性开始较低，后期呈较强趋势，持续时间长；人口密度大的区域土壤微生物群落对糖类、羧酸类和石碳酸混合物利用程度低于人口密度小的区域，而对聚合物、氨基酸类和胺类的利用量则高于人口密度小的区域；不同人口密度区域土壤微生物群落功能的物种丰富度、Shannon—Wiener指数、Simpson指数和均匀度指数在培养第1、2、3、4天有显著差异(p<0.05)，第5、6天的差异性不显著(p>0.05)；机动车流量低的区域土壤微生物对碳源的利用量一直处于最低水平；土壤pH值越大，有效铜和有效锌含量越高，土壤微生物群落对聚合类碳源的利用量则越高。
⑸城市化进程中土壤线虫种类和多样性的变化：共鉴定土壤线虫17538只，分属2纲，4目，16属，食细菌性线虫占75.82％，为优势种群，其它三类。占24.18％；线虫个体数量为中心城区>城郊>郊区，属的数量为中心城区<城郊<郊区；人口密度极低区域的土壤线虫属数最多，人口密度极低和低的区域土壤线虫指数、Simpson指数多样性和Pielou均匀度最高。土壤线虫个体数、属数、Shannon—Wiener指数和Simpson指数都随着机动车流量的增加而减少；有效铜、有效钙、总镉等与土壤线虫均匀度、Shannon—Wiener指数和Simpson指数为负相关，土壤总铅、有效锌与土壤线虫个体数呈负相关，土壤有效钙含量(r=-0.664)、总铅含量(r=-0.821)与土壤线虫个体数呈极显著负相关，土壤线虫属数与有效铜(r=-0.622)和总铬(r=-0.628)含量呈显著负相关。