土壤是人类赖以生存和发展的重要资源之一, 也是陆地生态系统重要的组成部分.近年来, 随着我国城市化进程加快, 矿产资源开发、金属加工冶炼、化工生产、污水灌溉以及不合理的化肥农药施用等因素导致重金属在农田土壤中不断富集[1~4].重金属作为土壤环境中一种具有潜在危害的污染物, 通常不随水淋滤, 也不能被微生物所降解, 具有易积累、难挥发、毒性大和隐蔽性强等特点[5~7].当土壤遭受重金属污染时, 不仅会影响土壤生物的生长发育, 更重要的是重金属元素还会通过食物链以及皮肤接触等方式在人体中积累, 严重威胁人体健康[8~10].文献[11]显示, 全国土壤污染物总超标率为16.1%, 其中耕地土壤点位超标率为19.4%, 其主要污染物包括镉、铬、铅、铜、汞、砷以及部分有机污染物, 由此可见我国农田土壤污染形势较为严峻.
鉴于目前农田土壤环境质量堪忧以及重金属污染的长期危害性, 近年来农田土壤重金属污染成为国内外学者研究的热点.当前国内研究多集中在典型耕地[12~14]、蔬菜地[15, 16]、果园[17]和工矿区[18, 19]等小尺度区域土壤重金属的富集特征及空间分布, 而对中国农田土壤重金属的污染现状进行系统地评价分析相对较少, 如Wei等[20]汇总了我国部分城市及农田土壤重金属数据, 并对这些数据展开分析评价；宋伟等[21]根据138个典型耕地土壤重金属数据库计算了我国耕地土壤重金属的污染概况, 结果显示全国耕地土壤重金属的污染率为16.67%；张小敏等[22]采用平均值法对我国农田土壤铅、镉、铜、锌和铬这5种重金属的富集情况及空间分布开展研究, 发现我国土壤重金属的空间分布具有明显区域特征；陈奕云等[23]基于文献计量法对全国34个省级行政区农田土壤重金属的污染状况进行分析评价, 结果显示全国Pb和Cd的污染较为严重.总体上全国农田土壤重金属的空间分布研究存在以个别样点值代替区域平均值、样点偏少或未展开有效评价等问题, 难以全面反映中国农田土壤重金属的实际分布特征水平.因此,