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地质高背景区土壤元素富集机理与生态风险识别

地质高背景，元素富集机理，大数据空间分析，健康风险识别

地质高背景是指土壤中Cd、As、Pb、Hg等化学元素的富集与人为污染无关，而与成土母岩种类及其风化成土过程有关的现象。在空间分布上与特定地质体伴生，土壤中重金属含量显著高于区域土壤背景值（如岩溶区），或土壤中重金属的生物有效性显著高的地区（如黑色岩系分布区）。按照空间分布，地质高背景区可分为残破积型和冲洪积型，前者又分为继承型和次生型，后者主要指第四系分布区。继承型主要指基性、超基性岩、煤系地层、黑色岩系与硫化物、磷矿分布区；次生型主要指碳酸盐岩分布区。在岩溶区土壤微量元素富集与碳酸盐岩溶解-酸不溶物堆积阶段的初次富集、酸不溶物成土发育阶段的铁、锰、铝氧化物富集引起的二次富集，是导致岩溶区土壤微量元素富集的主要原因；而黑色岩系、金属硫化物矿、煤系地层分布区土壤重金属富集则是继承了原岩微量元素高含量，其生物活性增加则是硫化物氧化引起的土壤强烈酸化所致。采用热点分析和地理加权回归分析可以有效地识别土壤微量元素富集的宏观控制因素；采用机器学习，利用土壤大量元素、矿物组成与土壤理化性质等大数据，可以精准地建立起预测农作物籽实含量的数学模型，为利用面积性调查数据实现土地资源分类分级管理、农作物安全生产、特色农产品区划、人体健康水平提升等提供了理论基础与方法技术。