随着人类活动的增强,对土壤的扰动也越来越强烈,土地污染问题日显突出。作为目前全球规模最大、难度最高的生态建设综合系统工程——崇明生态岛建设,以农业为基础,传统农业向生态农业转变,最终实现生态农业向生态产业的跨越式发展。但是,目前崇明部分地区土壤环境已受到污染(重金属、农药、盐渍化),部分地区存在施肥不足或过量的情况,将严重制约崇明生态农业的发展,影响蔬菜作物的市场推广。在上海市“十一五”重大科技攻关项目“崇明岛数字生态建设决策支持系统的开发与利用”子课题——“崇明生态岛建设农业用地健康诊断决策支持系统开发与应用示范”的支持,本论文选取崇明农业用地土壤作为研究对象,运用环境地学、自然地理学、环境地球化学、环境生态学、地理信息系统等多学科综合研究手段,采用资料收集与实地考察相结合、宏观区域调查与微观机理分析相结合、野外采样与实验室分析相结合、大田网状普查与典型示范区试验相结合的方法,建立科学的土壤急性毒性诊断体系,并通过基于最小数据集MDS的土壤质量评价法进行论证。主要结论包括以下几个方面：(1)崇明水稻土壤速效磷含量严重缺乏,蔬菜土壤缺磷和磷素累积现象普遍；崇明土壤速效钾和硝酸盐含量超标较为严重；蔬菜土壤受Cr、Hg和As污染,污染源主要来自交通、施肥活动；西瓜土壤中Hg含量较水稻土壤、蔬菜土壤高(0.18mg/kg)；崇明农业用地土壤未受有机氯农药污染,其来源可能受早期累积或大气长距离迁移影响,且大部分早期输入已经降解；崇明西瓜土壤生物学质量良好,而水稻土壤受人为干扰和环境胁迫最为明显。(2)稀HN03浸提的土壤溶液浓度梯度与相对发光度具有较好的线性关系,同时鉴于淡水菌对盐度的敏感性(尤其是Cl-)和稀HNO3对土壤重金属较好的溶解性能,选取稀HNO3为最佳的提取剂；为了扣除提取剂对青海弧菌的影响,制取“相对清洁”土壤,测定其抑制率为9.7%,作为土壤背景值；参照毒物苯酚溶液的EC50为256 mg／L。(3)崇明农业用地土壤抑制率平均值为25.3%,属于低毒水平；其中水稻土壤、蔬菜土壤和西瓜土壤抑制率分别为25.4%、26.4%和24.4%。崇北分区水稻土壤由于广泛分布的滨海盐土而抑制率最高,崇南分区受人类干扰和影响作用较大,其抑制率次之；水稻土壤按不同土壤类型统计；得出滨海盐土抑制率高于灰潮土、水稻土,这与可溶性盐、Cd、氯离子含量较高有关。崇明蔬菜土壤急性毒性诊断研究发现,芦笋土壤生物毒性最强(47.02%),其它蔬菜土壤抑制率依次为卷心菜土壤≈黄瓜土壤>茄子土壤≈豆类土壤≈西红柿土壤；高浓度的可溶性盐和硝酸盐含量可增加土壤渗透压,导致芦笋土壤对青海弧菌Q67抑制作用最强,同时生物学指标(生物量碳Cmic)也指示其土壤质量最差。西瓜土壤抑制率为24.42%,东滩附近采集的西瓜土壤样品急性毒性较其它地区高,Hg含量是影响西瓜土壤生物急性毒性的限制因子。(4)利用主成份分析方法(PCA)甄选19个土壤指标,进入MDS的参评指标包括：pH、EC、NO3--N、Cmic、Cd、Hg、DDTs,再利用模糊综合评价法计算土壤样品FCI值。土壤质量评价法与急性毒性诊断结果对比研究,发现水稻土壤滨海盐土类FCI与抑制率均高于灰潮土和水稻土,7种不同蔬菜土壤中低值出现在黄瓜土壤,高值出现在芦笋土壤。基于ArcGIS进行反距离插值分析,结果表明崇明农业用地土壤绝大部分属于低毒水平,中毒水平的土壤主要分布在东滩附近、建设镇、港西镇和新村乡附近；模糊综合指数(FCI)绝大部份处于1.5～1.7,大于1.7的区域主要分布在三星镇、新村乡、港西镇、城桥镇、建设镇、竖新镇、陈家镇和东滩地区；两者均诊断出崇明建设镇和东滩附近土壤质量较差。东滩土壤大部分处于未熟化阶段,生物毒性较强,尚不适宜种植蔬菜。(5)崇明农业用地土壤FCI值与抑制率呈显著正相关,进而论证土壤急性毒性诊断方法的可靠性与实用性。但也存在局限性,比如生物急性毒性诊断属于土壤综合毒性,受pH影响较大。土壤质量评价法是一个较为系统科学的评价体系,过程复杂,工作量较大。因此,在大面积、定量、快速评价土壤质量时,急性毒性评估方法是优选方法。(6)崇明花菜种植区和稻麦轮作区土壤pH值、硝酸盐、可溶性盐符合植物生长的正常范围,但也存在硝酸盐在土壤表层累积、土壤缺磷等问题。芦笋大棚存在酸化现象,并随棚龄增长,酸化程度加剧。大棚土壤中硝酸盐、速效磷、可溶性盐含量均高于露天种植的花菜土壤和稻麦轮作区土壤,存在盐渍化、施肥过量和用肥不均等现象。示范区土壤主要受As、Hg和Cd重金属污染严重,Pb、Cr和DDTs含量尚未超标。(7)花菜土壤10月份土壤抑制率(30.48%)明显高于其它月份,这与换种蔬菜时的翻耕和人为施肥有关；花菜土壤剖面抑制率变化不明显,在15～25cm处均出现波动,主要受花菜根系分布、土壤紧实度和污染物含量影响。10月份芦笋大棚土壤平均抑制率07大棚>04大棚>98大棚,11月份、1月份和2月份芦笋98大棚和04大棚土壤抑制率均超过07大棚,98大棚和04大棚土壤在11月份和1月份抑制率达到最高值,这主要是因为冬季清园和人工追肥活动。07大棚11月份土壤抑制率最低,这与07大棚较短的棚龄、较小的芦笋植株、不同的耕作制度有关。3个芦笋大棚土壤抑制率随着深度的增加,总体趋势是降低的,这说明表层污染物没有或很少通过迁移转化或渗漏至土壤深层,同时芦笋根系对污染物有吸收作用。土壤硝酸盐含量、速效磷、可溶性盐、Cr、Cd和Cmic对3个芦笋大棚土壤抑制率贡献较大。水稻土壤急性毒性11月份和2月份属于低毒水平,而10月份和1月份处于无毒级别。(8)示范区土壤溶液重金属Hg的对数分配系数最低,土壤中迁移能力较强,其它重金属依次为：Cd<As<Pb<Cr。Hg、As较强的迁移能力及示范区土壤较高的Hg、Cd总量,会影响青海弧菌Q67的正常发光。示范区土壤溶液抑制率普遍高于土壤的抑制率,土壤溶液抑制率受pH值和盐度影响较大。这表明土壤溶液在土壤急性毒性诊断中的应用效果不如土壤,在实际操作过程中,需加强对土壤质地、埋深、倾角、采样频度、开始采样时间、吸附平衡时间等影响因素的研究。