自然来源和人为来源导致的土壤重金属污染可显著降低其环境质量。土壤重金属污染会影响植物的生长,通过食物链影响人类的健康。株洲市是国内闻名的现代化工业城市,但株洲市的土壤重金属污染形势严峻。本文通过1:5万土壤地球化学调查所获得的土壤、水稻籽实及根系土的测试数据,对研究区土壤重金属的污染现状进行了评价;采用了不同的统计分析方法对重金属元素的来源进行了解析;建立了土壤Cd的活动态模型和水稻籽实吸收模型,在此基础上进行了生态风险评价和土地分类。(1)对研究区表层土壤样品进行分析。研究区Cd、Cr、Ni的平均值都超过了湖南省背景值。Cd、Hg最大值可超过湖南省背景值3.7倍、12.8倍。Cd与Pb元素的空间分布具有相似性。对52种元素进行成分数据分析,并对比成分数据的不同转换方法,简单对数转化更多的意义在于减小元素的峰度和偏度,压缩数据以便进行分析,中心化对数比转换的意义可能在于剔除元素之间的伪相关,消除成分数据的“闭合效应”。(2)对比不同数据转换方法的主成分分析结果,简单对数转换降维效果更好。简单对数转换主成分分析显示,Cr、Ni、Cu等元素主要为自然来源,随机森林回归进一步指示Cr、Ni、Cu主要受成土母质的影响。(3)株洲研究区根系土Cd元素超标率为90%,水稻籽实超标率为88.33%。Cd元素形态分布特征为:离子交换态>腐殖酸态>铁锰氧化态>碳酸盐态>强有机态>残渣态>水溶态,Pb形态分布特征为残渣态>铁锰氧化态>腐殖酸态>碳酸盐态>强有机态>离子交换态>水溶态。Cd以活动性较强的形式存在于土壤,Pb以较稳定的形式存在于土壤中。基于Cd活动态与潜在活动态的多元线性回归模型,96.9%的土地属于显著高风险。水稻籽实吸收模型预测结果显示,水稻籽实超标率为93.75%,在此模型基础上结合表层土壤数据进行土地安全利用区划,不同的区划方案划分严格管控类的面积有较大的不同。通过两种土地安全利用区划优化方案,可以为管理部门提供更贴合实际,并且可行性较高的土地利用规划建议。