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西南地区是我国最大的重金属地质高背景区,已有调查显示,区内土壤重金属点位超标率相对较高,可能具有较高的生态风险。然而,土壤重金属生态风险与其成因来源密切相关,地质成因的重金属通常具有较低的生物有效性和生态风险。目前针对西南地质高背景区土壤重金属污染的系统性研究相对较少,导致区内不同地质成因的土壤重金属污染生态风险不清、控制因素不明,不利于土地资源合理利用和农产品安全生产。为查明西南地质高背景区土壤-作物系统重金属迁移富集特征、存在形态、生物有效性及控制因素,本研究以广西横县碳酸盐岩区和云南昭通峨眉山玄武岩区的岩石、土壤垂向剖面、根系土壤和农作物为研究对象,在分析土壤、岩石、农作物样品重金属全量的基础上,开展了土壤样品重金属存在形态(七步)、Ca Cl2可提取态以及p H、有机质、质地、矿物组成等理化性质测试,利用多元统计分析手段,获得主要认识如下:1.横县碳酸盐岩区土壤重金属含量均显著高于成土母岩,指示其在风化成土过程中经历了强烈的次生富集作用;昭通玄武岩区土壤Cu、Ni、Zn、Co、V含量与成土母岩相近,具有典型的母岩继承性;而Cd、Cr、Hg含量则显著高于母岩,指示可能来源于风化成土过程中的次生富集。2.横县碳酸盐岩区土壤重金属在成土风化过程中随着Si、K、Na的流失而持续地相对残留富集,区内广泛发育的铁锰结核可能是其主要载体;昭通玄武岩区土壤中的Cu、Ni、Zn、Co、V可能主要与铁锰氧化物结合,As、Hg、Pb倾向于在硫化物相中富集,而Cd则可能主要与磷酸盐相结合。3.横县碳酸盐岩区和昭通玄武岩区两种不同类型的地质高背景区均具有土壤重金属含量高、生物有效性低、作物超标率低的典型特点。4.横县碳酸盐岩区和昭通玄武岩区作物籽实重金属生物富集系数均显著低于全国其他非地质高背景区和人为污染区,不同地区、不同重金属的生物富集系数影响因素各不相同,表明重金属在土壤-作物系统中的迁移富集过程受元素化学性质、土壤理化性质及植物生物作用等因素的综合影响。5.逐步回归分析结果显示,土壤风化程度和Si、Al、Fe、K等主量元素含量是影响横县碳酸盐岩区土壤重金属生物有效性的控制因素;而土壤重金属全量是影响昭通玄武岩区Cu、Hg、Zn生物有效性的控制因素。6.建立了具有较高预测精度(决定系数R2>0.5)和显著统计学意义(P<0.01)的横县碳酸盐岩区As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn和昭通玄武岩区Cu、Hg、Zn生物富集系数的预测方程。