《Marine Pollution Bulletin》：Soil heavy metals across land uses on Zhoushan Island, China: Spatial patterns, risks, and potential sources
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•在43个采样点中，有6个点（13.95%）的Zn浓度超过了国家风险筛选值。•在43个采样点中，有21个点（48.84%）的Cd超过了低生态风险类别。•在43个采样点中，有6个点（13.95%）的儿童危害指数超过1。•土地利用模式与金属富集及局部热点区相关。•研究结果支持对快
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在43个采样点中，有6个点（13.95%）的Zn浓度超过了国家风险筛选值。
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在43个采样点中，有21个点（48.84%）的Cd超过了低生态风险类别。
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在43个采样点中，有6个点（13.95%）的儿童危害指数超过1。
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土地利用模式与金属富集及局部热点区相关。
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研究结果支持对快速开发的沿海岛屿实施以热点为导向的管理策略。
引言
土壤作为人类生存、生产和日常生活不可或缺的物质基础，在可持续发展中发挥着至关重要的作用，是自然界中最动态且可再生的资源之一（Chai等，2021）。然而，随着社会经济的持续发展，土壤面临着日益增大的压力，有害物质不断通过区域气候变化、环境变化以及人类活动被引入（Wu等，2021）。这一趋势引发了人们对土壤环境质量的广泛关注，重金属因其隐蔽性、持久性、生物累积潜力、不可逆性及修复难度而成为主要关注对象（Kim和Kim，1999；Khan等，2021；He等，2026）。值得注意的是，土壤中的重金属污染会在植物中积累，损害植物生长甚至导致植物死亡，同时通过减少有机质含量、降低微生物丰度和多样性来破坏土壤生态系统（Cao等，2010）。此外，重金属还可通过经口摄入、吸入和皮肤接触进入人体，最终威胁人类健康（Fu等，2023）。例如，某些重金属如锌（Zn）和铜（Cu）是生长和代谢平衡所必需的微量元素，但当其含量处于非最佳水平时则会产生有害作用（Jolaosho等，2024）。相比之下，非必需元素——包括砷（As）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）和镍（Ni）——本身具有毒性，可导致急性中毒，并干扰人体正常的生理功能（Ali等，2019）。因此，系统评估土壤重金属污染水平、空间分布及相关健康风险，对于保护生态系统和人类健康至关重要。
土壤中的重金属来源既包括自然过程（如母质风化），也包括人类活动（如交通运输、化石燃料燃烧、工业加工、采矿与冶炼、大气沉降和农业化学品投入）（Chai等，2021）。因此，严格鉴定其来源和途径对于有效污染控制至关重要。大量研究已经对耕地、矿区、城市土壤、沿海湿地和岛屿中的土壤重金属进行了表征（Arunakumara等，2013；Khan等，2021；Zhao等，2022；Xu等，2020；Sun等，2020；Bao等，2024；Yang等，2025；He等，2026）。人口密集的岛屿提供了一个有用的环境背景，因为有限的土地面积使居住、工业、农业、港口和交通活动在空间上高度邻近。这种空间共存可能产生相互重叠的浓度模式，难以归因于单一活动，因此明确区分观测到的关联与已验证的来源尤为重要。
舟山市（中国浙江省舟山群岛主体岛屿）位于中国东海沿岸，是中国唯一的群岛地级市的主岛，也是重要的旅游目的地。其常住人口约为117.6万人，2019年旅游接待量达7052万人次，2024年为2780万人次。快速城市化显著改变了土地利用格局，1984年至2020年间建设用地增长了537%，伴随森林、耕地、泥滩和裸地的减少（Chen等，2021）。因此，居住、工业、农业、港口、交通和旅游支持等活动集中在有限区域内。然而，以往舟山地区的研究主要集中于海产品和海洋沉积物（Xu等，2015；Feng等，2021；Zhai等，2021；Qiao等，2024；Fang等，2026），而陆地土壤污染的特征尚不够明确。本研究将旅游业仅作为更广泛社会经济背景的一部分考虑，因为其特定贡献无法与其他人类活动分离开来。舟山群岛的科学价值在于其空间有限的背景，为考察全岛土壤污染模式以及多种土地利用压力的叠加效应提供了有用的框架。本研究采集了43个分布于全岛均匀布设的表层土壤样品，建立了岛屿尺度的基线。研究目标为：(1) 确定砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铜（Cu）、镍（Ni）、铅（Pb）和锌（Zn）的浓度及空间分布模式；(2) 利用富集系数（EF）、地积累指数（Igeo）和潜在生态风险指数（RI）评估污染程度；(3) 评估多种暴露途径下重金属的健康风险；(4) 采用正矩阵分解法（PMF）结合皮尔逊相关分析、系统聚类分析（HCA）、主成分分析（PCA）、EF、土地利用分层和空间分布模式的综合方法进行污染源解析，从而提高源解析的稳健性和内在一致性。本研究的意义在于建立了污染基线，刻画了空间模式，识别了生态和人体健康风险优先级，并解析了空间受限岛屿系统中不同土地利用环境下土壤重金属的潜在来源特征。研究结果为人口密集岛屿及类似沿海地区的基于风险的监测、靶向修复和土壤污染管理提供了科学依据。
章节摘要
研究区域
舟山群岛（29°50′–30°12′N，121°30′–122°25°E），是舟山群岛最大、最主要的岛屿，位于中国东部浙江省沿海地区（图1）。该岛沿东北—西南方向延伸约44公里，最大宽度为18公里，面积约491平方公里，海岸线长170.16公里（Li等，2018；Chen等，2021）。作为舟山市的 political and economic 核心，该岛容纳了群岛近70%的人口
重金属浓度
基于对舟山群岛43个土壤样品的分析，表1展示了土壤中七种重金属浓度的描述性统计结果。浓度范围（mg/kg）如下：As为2.8–18.3；Cd为0.07–1.46；Cr为14–428；Cu为10.6–321；Ni为7.1–135.5；Pb为21.8–198.5；Zn为63–2350。平均浓度（mg/kg，均值±标准差）按降序排列为：Zn（220.05 ± 404.82）> Cr（59.70 ± 60.53）> Cu（51.47 ± 60.18）> Pb（47.54 ± 30.36）> Ni
结论
舟山群岛土壤呈现异质性重金属浓度，存在局部污染和风险提示。在43个采样点中，有6个点的Zn浓度超过了国家土壤风险筛选值；Cd是潜在生态风险的主要贡献者，有21/43个点超过了低风险类别。健康风险筛查进一步表明，儿童面临的估算风险高于成人，6/43个点HI > 1，1/43个点TCR > 10??，凸显了在
作者贡献声明
方鹏高：撰写——原稿，验证，方法论，调查研究，资金获取，正式分析，数据管理。王秋贵：撰写——审阅与编辑，监督，资源，项目管理，资金获取，概念构思。钟强强：撰写——审阅与编辑，数据管理。周鹏：撰写——审阅与编辑。周梦佳：撰写——审阅与编辑，资源，调查研究，数据管理。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作。
致谢
本研究得到了国家重点研发计划（2023YFF0803401）、国家自然科学基金（42576069）、自然资源部第二海洋研究所科研基金（JG2403）、浙江省自然科学基金（LY24D060004）、国家海底科学重点实验室（SGLabZZKT2025-01）、东海实验室科学基金（DH-2023QH0001）的资助。
方鹏高|王秋贵|钟强强|周鹏|周梦佳
