海岸带土壤是有机碳与重金属的汇,在应对全球气候和环境变化中具有重要的作用。目前对气候变化和高强度人类活动冲击下海岸带土壤有机碳和重金属的积累特征、动态变化和影响因素还缺乏基本和系统认识。本论文基于中国海岸带农用地（农田、果园等）、海防林、红树林、盐沼、海草床、砂砾质光滩和淤泥质光滩的951件表层（0-20 cm）样品和6根红树林、盐沼、海草床的柱状样品,分析了土壤的有机碳和重金属含量与形态、放射性铅同位素、稳定性碳同位素及基本理化性质,从国家尺度阐明了土壤有机碳和重金属的积累特征,揭示了土壤有机碳和重金属积累的百年尺度变化,探讨了海岸带土壤有机碳对重金属积累的影响;并从区域尺度,以受农业活动影响强烈的海岸果园为例,剖析了土壤有机碳和重金属的积累、动态变化与形态分配。这些研究成果可为全球气候变化和高强度人类经济活动下海岸带土壤有机碳和重金属的生物地球化学循环的深入认识以及海岸带可持续发展提供基础数据和科学指导。本研究的主要结果包括以下几个方面:（1）中国海岸带表层土壤有机碳库储量（0-20 cm）为233.04±20.98 Tg,以农用地的“绿碳”为主,红树林、盐沼、海草床等“蓝碳”仅占1.4%。虽然海防林、淤泥质光滩和砂砾质光滩土壤有机碳密度较低,但仍是海岸带土壤有机碳库的重要补充。中国海岸带土壤具有较大的固碳潜力,以农用地最为突出,红树林、盐沼、海草床和海防林等地因面积较小,其固碳潜力不显著。海岸带土壤有机碳储量的分布受气候和地貌影响,其中红树林、盐沼和海草床土壤碳库对气候较为敏感。陆源有机碳和细颗粒物质输入,促进了淤泥质光滩、盐沼和海草床土壤有机碳的累积和保存,但稀释了红树林土壤有机碳密度。海岸带土壤溶解态有机碳、易氧化有机碳和颗粒态有机碳主要来源于植物凋落物和分泌物在土壤的分解过程。海岸带土壤有机碳的积累,16～53%是以易氧化有机碳形态积累,17～97%是以颗粒态有机碳形态积累,碳库稳定性不断降低。（2）由于丰富的陆源泥沙输入,中国典型红树林（广东深圳、广西北海）、盐沼（江苏盐城、浙江宁波）和海草床（山东东营、山东威海）土壤的沉积速率分别高达1.36～2.14、0.81～1.63和0.88～4.00 cm yr-1。红树林土壤有机碳密度(202～210 Mg C ha-1)和埋藏速率(284.9±92.3～433.1±179.7 g m-2 yr-1)均较高,盐沼土壤有机碳密度(58～67 Mg C ha-1)和埋藏速率(47.3±44.3～91.5±21.1 g m-2yr-1)均较低,海草床土壤有机碳密度(45～288 Mg C ha-1)和埋藏速率(39.3±17.6～1152.4±487.1 g m-2 yr-1)则具有较大的变异性,体现了不同程度的固碳能力。胶东海岸果园土壤有机碳密度(2.81±0.82 kg m-2)高于海岸带农用地土壤有机碳密度,体现出了较高的有机碳积累能力,其有机碳含量和密度表现出中等强度的空间变异性。在长期集约化管理过程中,果园土壤有机碳含量呈先上升再下降趋势,同时伴随土壤酸化等问题,导致了果园土壤有机碳库的缩减。（3）中国海岸带土壤出现了不同程度的重金属积累现象,盐沼土壤Cu、Zn、Pb、Cr和Ni元素、红树林土壤Cu、Zn、Pb和Cr元素、淤泥质光滩土壤Cu、Zn、Pb、Cr和Ni、以及农用地土壤Pb和Cr元素的平均含量都超过了中国土壤元素背景值。而海防林、海草床和砂砾质光滩土壤重金属元素平均含量均显著低于背景值。采样点的海岸带土壤整体处于未污染状态,但存在小范围的中轻度污染现象。经济发达、人类活动密集区域（如深圳红树林柱状样）的海岸带土壤重金属积累趋势显著。海岸带土壤重金属处于轻度污染或未污染状态,但重金属的积累趋势预示着海岸带土壤环境的退化。海岸果园含铜杀菌剂使用较多,导致了土壤铜的积累。总铜含量的积累量为3.30 mg yr-1,其中36.2%是以有效态铜的形式积累,潜在可迁移态铜（弱酸可溶态、铁锰结合态和有机结合态）的比例也呈现不断积累的趋势。Box-Cox、Johnson、Rank order和Normal score正态变换方法均可以降低土壤有效铜和相应残差数据分布的偏斜,使其满足正态分布。结合种植年限信息的插值方法提高了土壤有效铜的空间插值精度,尤以结合Normal score正态转换最有效。（4）海岸带土壤有机碳含量与大多数的重金属含量具有显著的正相关性,对于少数主要来源于母质（如YC柱状样的Cd元素）或在沉积过程中存在突变的（如DY柱状样中的As元素）重金属元素相关性较弱。海岸带土壤有机碳的积累,提高了对外源性重金属的固持能力。海岸带果园土壤有机碳与总铜、有效铜以及连续提取态中的有机质结合态及弱酸溶解态具有显著正相关性,有利于铜向土壤有效态和有机结合态的分配,可增大铜污染的潜在风险。