福建丘陵山区土壤镉铅空间异质性成因：成土作用与人类活动的耦合效应

本研究针对福建丘陵山区土壤Cd和Pb污染的空间异质性机制，通过正矩阵分解(PMF)和地形分析，揭示岩石风化(贡献率69.6% Cd/70.3% Pb)为主导因素，发现地形通过影响理化性质驱动元素分异，采矿活动加剧PTEs扩散，为高山丘陵区土壤质量管理提供理论依据。

　　

研究背景
土壤作为地球表面最脆弱的自然资源，正面临镉(Cd)和铅(Pb)等潜在有毒元素(PTEs)累积的全球性挑战。在亚热带湿润气候条件下，尽管土壤趋同演化可能导致主量元素均一化，但PTEs的分布机制仍不明确。福建丘陵山区兼具强烈化学风化特征和密集采矿活动，成为探究自然成土与人为活动耦合效应的天然实验室。

技术方法
研究团队采集表层土(topsoil)和底层土(subsoil)样品，测定pH、有机碳(C_org)及SiO₂等氧化物含量，采用正矩阵分解(PMF)解析污染来源，结合地形参数分析空间分异规律。样本来自福建西部丘陵区，涵盖不同坡位和风向暴露区域。

研究结果

土壤理化性质
表层土Cd和Pb中位浓度分别为0.143 mg/kg和47.40 mg/kg，Pb超标率达18.22%。有机碳含量表层(1.41%)显著高于底层(0.58%)，反映生物富集效应。

成土作用对PTEs分布的影响
岩石风化贡献Cd/Pb达70%左右，地形通过调控Fe₂O₃-Al₂O₃胶体迁移导致Cd在坡脚富集，Pb则在坡中上部聚集。盛行风方向的山体屏障促使迎风坡PTEs累积。

人类活动影响
采矿活动加速PTEs释放，大气沉降使污染物远程扩散。人为输入与自然风化产生协同效应，改变元素地球化学行为。

结论与意义
该研究首次阐明福建丘陵区Cd/Pb分异受地形介导的胶体迁移与风场耦合控制，提出"坡位-风向"二元驱动模型。成果发表于《Environmental Research》，为高山地区土壤修复提供空间靶向管理策略，对实现联合国土壤零退化目标具有实践价值。