2.1.1 農(nóng)田土壤重金屬空間異質(zhì)性強(qiáng)

我國(guó)幅員遼闊，不同區(qū)域土壤重金屬背景值和累積量差異較大，需要大量物力和人力來(lái)把握土壤整體污染狀況。以土壤Cd含量為例，各省份中貴州土壤Cd背景值最高（0.659 mg·kg^-1），約為內(nèi)蒙古土壤Cd背景值（0.053 mg·kg^-1）的12.4倍。Liu等對(duì)我國(guó)22個(gè)水稻種植省份土壤Cd累積量進(jìn)行調(diào)查，顯示全國(guó)水稻土Cd平均含量為0.45 mg·kg^-1，其中湖南水稻土Cd平均含量（1.12 mg·kg^-1）為河南水稻土Cd 平均含量（0.06 mg·kg^-1）的18.7倍。縣域尺度內(nèi)土壤重金屬背景值和累積情況也存在較大差異。我們對(duì)湖南某地農(nóng)田的調(diào)查顯示不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤Cd背景值范圍在0.08~1.2 mg·kg^-1，相差達(dá)15倍。我們對(duì)該地區(qū)兩個(gè)典型農(nóng)業(yè)化鄉(xiāng)鎮(zhèn)Cd輸入通量進(jìn)行估算，結(jié)果顯示TS鄉(xiāng)鎮(zhèn)通過(guò)灌溉水和大氣沉降輸入農(nóng)田的Cd通量分別為WL鎮(zhèn)通過(guò)相同途徑輸入農(nóng)田Cd通量的2.2倍和2.5倍。農(nóng)田土壤重金屬累積量還受到距工業(yè)區(qū)、礦區(qū)和城鎮(zhèn)區(qū)的距離，不同種類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品的投入及氣候條件等多種因素影響，這進(jìn)一步促進(jìn)了農(nóng)田土壤重金屬累積的空間變異。

2.1.2 農(nóng)田土壤類(lèi)型差異明顯

我國(guó)農(nóng)田土壤類(lèi)型多樣，由于土壤條件、氣候條件和耕作管理水平的不同，不同類(lèi)型土壤理化性質(zhì)差異較大，這進(jìn)一步加劇了農(nóng)田土壤重金屬污染的多樣化格局。王金貴對(duì)我國(guó)22種典型農(nóng)田土壤Cd的吸附解吸特性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示不同溫度下紅壤、赤紅壤和黃壤等酸性土壤類(lèi)別Cd解析率均在15%以上，顯著高于灰漠土和栗鈣土等堿性土壤類(lèi)別的Cd解析率（＜10%）。同一土壤類(lèi)別中重金屬活性差異也較大。Rafiq等對(duì)我國(guó)7種典型農(nóng)田土壤Cd活性進(jìn)行研究，結(jié)果顯示酸性土壤類(lèi)別中，富鋁土中交換態(tài)Cd含量約為黃壤中交換態(tài)Cd含量的近4倍。土壤類(lèi)型對(duì)農(nóng)作物重金屬累積量影響也較大。Ding等通過(guò)盆栽實(shí)驗(yàn)研究了同一農(nóng)作物品種（胡蘿卜）在我國(guó)21種典型農(nóng)田土壤中的生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)不同土壤收獲的胡蘿卜對(duì)Cd和Pb的累積差異近180倍和360倍。Rafiq等指出我國(guó)7種典型水稻土收獲的同品種稻米中，Cd含量差異達(dá)到125倍。

2.1.3 農(nóng)作物品種差異明顯

不同農(nóng)作物對(duì)土壤重金屬累積量差異較大。我們對(duì)湖南省某地農(nóng)田Cd含量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)表明，水稻田Cd固液分配系數(shù)（Kd，平均值為29.5 L·kg^-1）略低于菜田土壤Kd（平均值為38.4 L·kg ^-1），然而稻米Cd 富集因子（PUF，平均值為1.52）卻高出蔬菜PUFCd（平均值為0.15）近10倍。同一農(nóng)作物內(nèi)不同品種對(duì)重金屬富集能力差異也較大。Duan等通過(guò)大田實(shí)驗(yàn)調(diào)查湖南省常見(jiàn)的471個(gè)水稻品種對(duì)As和Cd的累積差異，結(jié)果顯示不同品種對(duì)As和Cd累積差異分別為2.5倍~4倍和10倍~32倍。該研究還指出有8個(gè)品種表現(xiàn)出明顯的低Cd 富集特性，有6個(gè)品種表現(xiàn)出明顯的低As富集特性。Liu等研究了河北省常見(jiàn)的30個(gè)小麥品種對(duì)土壤Cd和Pb的累積差異，結(jié)果顯示小麥中Cd和Pb的含量范圍分別為0.87~6.74和18.3~94.0 mg·kg ^-1，有3個(gè)品種表現(xiàn)出低Cd 富集特性，4個(gè)品種表現(xiàn)出低Pb富集特性。

不同農(nóng)作物種類(lèi)及相同農(nóng)作物種類(lèi)不同品種對(duì)土壤重金屬富集能力的差異造成系統(tǒng)管理農(nóng)田土壤污染風(fēng)險(xiǎn)的不便，但也為污染農(nóng)田的再利用和耕作方式調(diào)整提供了新的契機(jī)和方向。

2.2.1 農(nóng)田土壤酸化嚴(yán)重

農(nóng)田土壤酸化增強(qiáng)了土壤重金屬活性及其遷移和擴(kuò)散能力，減弱了土壤—植物系統(tǒng)重金屬遷移屏障，加劇了重金屬污染的危害。 Blake和Goulding在英國(guó)洛桑試驗(yàn)站的研究指出，強(qiáng)酸性土壤（pH=4）在100年中活化了近60%~90%的土壤總鎘。Römkens等對(duì)臺(tái)灣土壤—水稻系統(tǒng)3198個(gè)樣品重金屬含量的調(diào)查顯示，大部分Cd含量超標(biāo)稻米產(chǎn)自土壤Cd含量不高卻嚴(yán)重酸化區(qū)域。我們對(duì)湖南省某地的調(diào)查也顯示在土壤pH＜5.5的菜地和水稻田中，蔬菜和稻米Cd含量超標(biāo)率分別為7.8%和89.4%；而在土壤pH＞6的菜地和水稻田中，蔬菜和稻米Cd 含量顯著降低至1.3%和32%。

我國(guó)土壤酸化面積近200萬(wàn)hm²，近年來(lái)糧田、菜園和果園酸化趨勢(shì)均有增加。 Guo等指出1980―2000年我國(guó)5種典型土壤pH降低范圍為0.13~0.8unit。其中水稻土酸化最為嚴(yán)重，1980―2000年水稻土pH年均下降速率為0.012unit。而1988―2013年，水稻土pH年均下降速率上升至0.023unit。這也是導(dǎo)致我國(guó)近年來(lái)稻米Cd含量超標(biāo)問(wèn)題多發(fā)，而同樣以水稻為主要農(nóng)作物的其他亞洲國(guó)家（泰國(guó)、韓國(guó)、日本等）稻米Cd 含量超標(biāo)問(wèn)題不突出的主要原因之一。

氮肥施用不當(dāng)、連作種植致酸作物及酸沉降是造成我國(guó)農(nóng)田土壤酸化的主要原因。 近30年來(lái)我國(guó)氮肥施用總量增長(zhǎng)了近200%，年氮肥消費(fèi)量占到全世界氮肥總量的34%。而每增施100kg·hm^-2的氮肥，水稻土pH就下降0.65 unit。我國(guó)每年通過(guò)各種途經(jīng)損失的氮量占到總氮量的52%，據(jù)估算因氮損失每年向土壤釋放2×10 ⁴~2.2×10 ⁵ mol·hm ^-2的H ⁺，為酸沉降的10倍~100倍。連年重茬種植單一致酸農(nóng)作物進(jìn)一步加速了農(nóng)田土壤酸化。據(jù)估算我國(guó)每年有超過(guò)20t hm ^-1 的干物質(zhì)生物量被收獲，導(dǎo)致大量鹽基離子被從土壤中移除，并產(chǎn)生1.5×10 ³~2×10 ³ mol·h ^-2的H ⁺。酸雨是酸沉降的主要形式。作為世界第三大酸雨區(qū)，酸雨覆蓋面積占到我國(guó)國(guó)土的40%。華中酸雨區(qū)（以長(zhǎng)沙、株洲，贛州和南昌為中心）酸雨頻率高達(dá)90%以上，這些地區(qū)也是近年來(lái)稻米Cd含量超標(biāo)問(wèn)題多發(fā)的主要區(qū)域之一。

提高氮肥利用率，科學(xué)施用土壤改良劑，加強(qiáng)作物致酸研究和控制氮、硫污染物排放可助于緩解我國(guó)農(nóng)田土壤酸化問(wèn)題。

2.2.2 土壤元素失衡

土壤生態(tài)系統(tǒng)中一些鹽基離子與重金屬元素在農(nóng)作物吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)中存在密切的消長(zhǎng)關(guān)系。 長(zhǎng)期不合理的耕作制度會(huì)造成農(nóng)田土壤鹽基離子大量流失，進(jìn)一步增加了農(nóng)作物對(duì)重金屬的累積風(fēng)險(xiǎn)。劉春生等指出經(jīng)酸雨淋溶的土壤在10  年中淋失K⁺ 、Na ⁺ 、Ca ²⁺ 和Mg ²⁺ 總量分別為530 、567 、5071 和781 mg·kg ^-1 。Wang 等指出長(zhǎng)江三角洲地區(qū)60.7%的農(nóng)田Ca ²⁺ 流失嚴(yán)重，這些土壤中收獲的小麥對(duì)Cd 和Ni 的累積量分別是富Ca ²⁺ 土壤中收獲的小麥對(duì)Cd和Ni 累積量的2 倍和3 倍。

Yang等于近年發(fā)現(xiàn)了調(diào)控水稻根部吸收Mn ^2＋ 和Cd^2 ＋ 的關(guān)鍵抗性蛋白基因（ OsNRAmp5 ），從分子層面揭示了土壤Mn 與水稻吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)Cd  過(guò)程密切相關(guān)。我們?cè)诤鲜∧车氐恼{(diào)查也發(fā)現(xiàn)當(dāng)土壤無(wú)定形錳（Mn _ox ）低于82 mg·kg ^-1 時(shí)，稻米Cd 富集因子（PUF）大于1 的概率高達(dá)83.8% ，而當(dāng)Mn _ox 提升至132mg·kg ^-1 時(shí)，該風(fēng)險(xiǎn)概率降為29.3% 。當(dāng)前該地區(qū)土壤Mn 平均含量只有248 mg·kg ^-1 ，顯著低于湖南省土壤Mn  背景值（459 mg·kg^-1 ）。我們通過(guò)大田實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了增施Mn 肥（MnSO ₄）可有效降低稻米Cd  超標(biāo)率（從100%降至33.3% ）。因此土壤Mn的嚴(yán)重流失是造成該地區(qū)稻米Cd含量大范圍超標(biāo)的主要原因之一。

土壤鹽基離子的流失也是造成很多修復(fù)措施在實(shí)際應(yīng)用時(shí)效果不佳的主要原因之一。重建土壤元素平衡有助于提升土壤修復(fù)效率和保障土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2.3 不科學(xué)的發(fā)展方式

近年來(lái)由于勞動(dòng)力成本增加和稻米Cd含量超標(biāo)事件的發(fā)生，我國(guó)部分地區(qū)出現(xiàn)了超量施用化肥、改用進(jìn)口磷肥、水稻田改菜地、雙季稻改單季稻等現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇了土壤重金屬污染的危害。 一些地區(qū)誤認(rèn)為超量施用化肥有助于農(nóng)作物吸收營(yíng)養(yǎng)元素，緩解重金屬危害。雖然我國(guó)常用的化肥中（以氮肥、鉀肥及復(fù)合肥為主）重金屬含量并不高，但眾多實(shí)驗(yàn)指出長(zhǎng)期大量施用化肥會(huì)破壞土壤農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能，顯著增加農(nóng)作物對(duì)重金屬的富集。一些地區(qū)爭(zhēng)相購(gòu)買(mǎi)國(guó)外進(jìn)口磷肥，而我國(guó)磷肥中重金屬含量顯著低于世界主要農(nóng)業(yè)大國(guó)。以Cd為例，我國(guó)磷肥中Cd含量在0.08~3.6 mg·kg^-1，而摩洛哥和美國(guó)磷肥中Cd含量范圍分別為10~24和4~100 mg·kg^-1。此外，雖然磷肥中重金屬含量高于其他肥料，但我國(guó)由磷肥帶入農(nóng)田土壤重金屬的通量只占輸入總量的1.2%~5.9%。

近30年來(lái)我國(guó)菜地面積增加了411%，而水稻種植面積減少了20.4%。由于耕作方式差異，菜地對(duì)土壤的擾動(dòng)更強(qiáng)，菜地肥料施用量為水稻田施肥量的近3倍，這進(jìn)一步加劇了土壤環(huán)境質(zhì)量的下降。Zeng等指出近30年來(lái)，我國(guó)菜地重金屬污染趨勢(shì)增加明顯，24.1%、10.3%和9.2%的菜地Cd、Hg和As含量超出國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。Zhang等指出水田改菜地后，土壤pH、有機(jī)質(zhì)、微生物活性均顯著下降，而土壤重金屬活性上升。我們?cè)诤鲜∧车氐谋O(jiān)測(cè)也表明水田改菜地后，土壤pH，有機(jī)質(zhì)含量，C/N 比及無(wú)定形Fe、Mn含量均顯著降低。

1998―2006年，我國(guó)南方有1.7×10⁶ hm²雙季稻改為單季稻，產(chǎn)量損失達(dá)1.6×10⁷t。這不僅給我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失，也并未解決稻米Cd含量超標(biāo)問(wèn)題。我們對(duì)湖南某地的長(zhǎng)期觀測(cè)顯示中稻或單季晚稻Cd含量顯著高于雙季稻Cd含量（數(shù)據(jù)未刊出）。由于該地民眾食用自產(chǎn)中稻或單季晚稻的比例高達(dá)89.7%，雙季稻改單季稻反而增加了民眾經(jīng)大米攝入Cd的健康風(fēng)險(xiǎn)。因此政府應(yīng)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)口磷肥產(chǎn)品的檢測(cè)，對(duì)農(nóng)用地耕種模式的監(jiān)督，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)合理施肥知識(shí)的普及和對(duì)國(guó)家相關(guān)政策的宣傳。

2.3.2 土壤—農(nóng)作物重金屬累積線性關(guān)系不顯著

重金屬在土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中的遷移和轉(zhuǎn)運(yùn)受到土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量、陽(yáng)離子交換量和氧化還原電位等多種因素影響，因而土壤與農(nóng)作物重金屬富集水平無(wú)明顯定量關(guān)聯(lián)。張紅振等對(duì)我國(guó)近30年來(lái)土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)Cd累積研究進(jìn)行整理，結(jié)果顯示土壤與稻米、小麥和蔬菜Cd含量之間線性關(guān)系較差，污染土壤生產(chǎn)Cd含量不超標(biāo)水稻、小麥和蔬菜，不污染土壤生產(chǎn)Cd超標(biāo)水稻、小麥和蔬菜的現(xiàn)象廣泛存在。我們對(duì)湖南省某地水稻田和菜地重金屬含量的長(zhǎng)期檢測(cè)也證明了這一現(xiàn)象。

土壤與農(nóng)作物重金屬含量線性關(guān)系的不顯著增加了糧食質(zhì)量保障的復(fù)雜性，也給農(nóng)田土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)控制與管理帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。

2.3.3 修復(fù)技術(shù)不完善

我國(guó)土壤污染修復(fù)基礎(chǔ)研究與技術(shù)研究銜接不夠，尚未形成針對(duì)農(nóng)田重金屬污染土壤修復(fù)的完備體系。

當(dāng)前我國(guó)常用的農(nóng)田污染修復(fù)技術(shù)主要集中在物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)和農(nóng)藝修復(fù)措施等4方面。其中物理修復(fù)技術(shù)（如客土）見(jiàn)效快、適用性廣，但是工程量大，費(fèi)用高，且我國(guó)尚未制定滿(mǎn)足不同工程要求的客土法規(guī)程；化學(xué)修復(fù)技術(shù)（如淋洗、固化）成本低、修復(fù)材料來(lái)源廣泛，但技術(shù)要求多，且缺乏針對(duì)修復(fù)副產(chǎn)物和修復(fù)材料的回收及處理技術(shù)規(guī)范，容易造成二次污染；生物修復(fù)技術(shù)（如超富集植物）成本低，對(duì)土壤擾動(dòng)小，但大部分重金屬超富集植物受區(qū)域氣候條件影響較大，生物量小、生長(zhǎng)緩慢；農(nóng)藝修復(fù)措施（如水分管理、輪作等）操作簡(jiǎn)單，但修復(fù)周期長(zhǎng)，相關(guān)技術(shù)多停留在實(shí)驗(yàn)研究階段。

我國(guó)于近年設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)資金在典型污染區(qū)域開(kāi)展了一定規(guī)模的重金屬污染農(nóng)田修復(fù)試點(diǎn)工程，其中超富集植物蜈蚣草在廣西環(huán)江As污染農(nóng)田土壤中的選培和應(yīng)用，物理、化學(xué)、生物和農(nóng)藝聯(lián)合修復(fù)技術(shù)在江西貴溪Cu污染農(nóng)田中的應(yīng)用，VIP技術(shù)模式（品種-灌溉-酸度調(diào)節(jié)模式）在湖南長(zhǎng)株潭Cd污染水稻田中的應(yīng)用，為污染農(nóng)田的修復(fù)提供了技術(shù)模式和管理經(jīng)驗(yàn)。但由于缺乏系統(tǒng)性、集成性的農(nóng)田土壤重金屬污染防治和資源化利用技術(shù)體系，我國(guó)自主研發(fā)的技術(shù)成果尚不成熟，難以完全滿(mǎn)足當(dāng)前農(nóng)田土壤污染防治的現(xiàn)實(shí)需求，在技術(shù)儲(chǔ)備及規(guī)模化應(yīng)用上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距。

2.3.4 修復(fù)措施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制缺失

近年來(lái)各種外來(lái)材料在我國(guó)污染農(nóng)田的應(yīng)用增加趨勢(shì)明顯。但仍缺乏針對(duì)大面積修復(fù)措施長(zhǎng)期應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制。

秸稈還田是常用的農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施之一[37]。相關(guān)研究指出秸稈還田有助于緩解土壤酸化、增加土壤有機(jī)質(zhì)和陽(yáng)離子交換量，進(jìn)而提高土壤對(duì)重金屬的吸附量并降低農(nóng)作物對(duì)重金屬的富集。據(jù)Lu等估算，我國(guó)秸稈年均產(chǎn)量達(dá)4.5×10⁸t，通過(guò)各種方式還田量占總量的近30%。而我們對(duì)湖南某地長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)表明，該地區(qū)水稻秸稈Cd含量顯著高于稻米Cd含量。減少該地區(qū)中等污染稻田秸稈還田量可提升稻田Cd 年凈輸出通量至768 g·hm^-2，即使Cd 年沉降通量不變，50年內(nèi)區(qū)域稻田土壤Cd含量也可降到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)（0.3 mg·kg^-1）。

石灰作為來(lái)源廣、價(jià)格經(jīng)濟(jì)，并有效提升土壤pH和降低土壤重金屬活性的改良劑在我國(guó)南方水稻田大量應(yīng)用。然而，Lombi等指出施用石灰后土壤復(fù)酸化現(xiàn)象會(huì)顯著增加。我們?cè)诤线M(jìn)行的多尺度石灰（溫室—小區(qū)—大田）實(shí)驗(yàn)也觀察到這一現(xiàn)象，可見(jiàn)石灰必須在間隔一定時(shí)間后再次施用（數(shù)據(jù)未刊出）。此外大量的石灰應(yīng)用會(huì)引起土壤板結(jié)，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。我們的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)高石灰用量可造成土壤元素流失，反而增加了稻米Cd富集水平（數(shù)據(jù)未刊出）。

因此應(yīng)建立針對(duì)秸稈、石灰、鈍化劑、調(diào)理劑、改良劑等修復(fù)措施長(zhǎng)期施用的安全性和可持續(xù)性定量評(píng)估機(jī)制，并因地制宜地加以調(diào)控，避免加劇農(nóng)田土壤重金屬污染的危害。

我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)仍需較長(zhǎng)時(shí)間，可以預(yù)測(cè)到農(nóng)田重金屬污染形勢(shì)會(huì)越發(fā)嚴(yán)峻。我國(guó)農(nóng)用地資源緊張，農(nóng)田土壤污染面積廣泛，成因復(fù)雜，糧食供給和糧食安全壓力巨大，不能像歐美發(fā)達(dá)國(guó)家那樣對(duì)污染土壤進(jìn)行大面積休耕。因此需要根據(jù)我國(guó)國(guó)情和不同區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)特征，建立土壤重金屬污染防治體系，從土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查與評(píng)估、污染源頭管控與消減、農(nóng)田分類(lèi)管理與修復(fù)和土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)推導(dǎo)等4方面系統(tǒng)推進(jìn)土壤污染防治工作，從而促進(jìn)區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康、穩(wěn)定和可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

“土十條”對(duì)我國(guó)農(nóng)田土壤污染防治工作提出了預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、風(fēng)險(xiǎn)管控的整體思路。基于此建立的農(nóng)田土壤污染防治技術(shù)體系，需要堅(jiān)持預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先，管控為主、修復(fù)為輔，示范引導(dǎo)、因地制宜等原則，形成由法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系、管理體制、公眾參與、科學(xué)研究和宣傳教育組成的支撐體系，從不同層面響應(yīng)和服務(wù)“土十條”。在構(gòu)建農(nóng)田土壤重金屬污染防治體系時(shí)應(yīng)以保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和人居環(huán)境安全為出發(fā)點(diǎn)，充分考慮土地利用類(lèi)別、污染物類(lèi)別、污染程度、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，體現(xiàn)系統(tǒng)化、差異化、有序化等工作思路，在摸清土壤污染現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，同步推進(jìn)污染源管控，對(duì)農(nóng)用地實(shí)行等級(jí)評(píng)估、分類(lèi)管理、有序修復(fù)和跟蹤監(jiān)控的科學(xué)治理措施，扎實(shí)推進(jìn)我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染防治工作。

重金屬污染物在土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中的遷移與轉(zhuǎn)運(yùn)驅(qū)動(dòng)因子復(fù)雜，涉及土壤學(xué)、農(nóng)學(xué)、生物學(xué)及農(nóng)業(yè)工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科。當(dāng)前我國(guó)各級(jí)政府部門(mén)和研究單位對(duì)農(nóng)田土壤調(diào)查、分析方法不統(tǒng)一，且多集中于對(duì)土壤重金屬總量的監(jiān)測(cè)。Edwards指出在土壤重金屬含量分析過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)的誤差在2%~300%，而采樣造成的誤差可達(dá)近1000%。McBratney和Webster指出區(qū)域環(huán)境評(píng)估可校正觀測(cè)值并將整體分析誤差降低50%。因此在生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量調(diào)查階段，應(yīng)制定統(tǒng)一的采樣、分析方案，注重多學(xué)科合作，從不同角度聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤、水源、農(nóng)作物等農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)主要組分的多目標(biāo)調(diào)查。

環(huán)境質(zhì)量評(píng)估是對(duì)土壤環(huán)境綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的有效補(bǔ)充，有利于污染物管控和修復(fù)措施的科學(xué)決策。提高土壤重金屬污染預(yù)測(cè)精度，準(zhǔn)確掌握重金屬污染重點(diǎn)區(qū)域，有助于在農(nóng)田污染防治過(guò)程中對(duì)整體和局部的風(fēng)險(xiǎn)管控。因此評(píng)估工作應(yīng)注重對(duì)土壤整體環(huán)境質(zhì)量、農(nóng)作物安全質(zhì)量和重金屬累積趨勢(shì)等內(nèi)容的多目標(biāo)評(píng)估。評(píng)估技術(shù)以土壤污染時(shí)空預(yù)測(cè)技術(shù)，多介質(zhì)多受體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品富集風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)為主。其中土壤污染時(shí)空預(yù)測(cè)技術(shù)是指基于農(nóng)田系統(tǒng)污染物的環(huán)境過(guò)程、數(shù)據(jù)空間特征與時(shí)間變化的模型分析，對(duì)土壤污染物輸入/輸出過(guò)程進(jìn)行量化，并形成土壤環(huán)境保護(hù)與風(fēng)險(xiǎn)管控的決策系統(tǒng)；多介質(zhì)多受體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)是指開(kāi)展土壤、農(nóng)作物和地下水等不同介質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)耦合關(guān)系分析，明確不同風(fēng)險(xiǎn)（污染風(fēng)險(xiǎn)、人體健康風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等）影響因子及其相互聯(lián)系；農(nóng)產(chǎn)品富集風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)是指通過(guò)農(nóng)作物重金屬含量、土壤重金屬含量、土壤有機(jī)質(zhì)和pH等土壤因子構(gòu)建多元模型，預(yù)測(cè)不同土壤條件下農(nóng)作物對(duì)重金屬的累積風(fēng)險(xiǎn)。