硒元素是人体及动物体重要的健康元素之一,具有多项生物功能。湖北恩施苗族土家族自治州素有“世界硒都”的美称,土壤及农作物中硒元素含量丰富,符合富硒农产品开发的基本条件。但是,局部土壤及农作物中也存在一定程度的重金属超标的问题。通过调查分析湖北省恩施市沙地乡土壤与农作物中硒等健康元素以及镉等重金属元素的含量分布特征、来源及生物有效性,建立生态效应模型,开展土地安全利用区划,得到了如下结论:1、研究区表层土壤中Se、Cd元素变异系数较大,分散程度较高,主要表现为对成土母质的继承。土壤中Se、I、F、Cd均高于湖北省及全国表层土壤元素的平均含量,说明研究区土壤中健康元素丰富的同时Cd含量也较高。土地质量地球化学评价结果显示,研究区土壤健康元素Se、F资源非常丰富,Cd存在较严重的污染风险。2、通过统计的方法研究各元素组合特征发现,Se元素与Cd等重金属存在较高的相关性,主要受土壤中粘土矿物以及黑色岩系地质背景的控制。研究区表层土壤中有机碳含量与土壤中的Cd等重金属元素含量不存在明显相关关系。3、比照国家食品安全标准,研究区玉米、水稻、辣椒样品中均存在较严重的Cd超标现象,辣椒尤为严重,超标率高达100%,玉米样品中也存在一定程度的Pb超标现象。研究区主要大宗农作物中As、Hg含量较低,未出现超标现象。此外,不同种类的农作物对同一元素的吸收程度也存在明显差异。4、结合研究区人体剂量效应研究成果,即Se对Cd的拮抗作用,获得了恩施市沙地乡主要大宗农作物玉米中Cd的安全阈值,利用该值进行土地安全区划,在考虑Se对Cd的拮抗作用的情况下,结构调整区面积提高17.1%,而严格管控区面积减少26.3%,很大程度地提高了土地安全利用范围。通过统计研究区主要农作物中Se和Cd的含量特征,结合安全区划结果,建议优先保护区与安全利用区可大力开发富Se农产品,结构调整区建议种植玉米与茶叶。