土壤地球化学基线值是衡量土壤质地的指标，也是土壤环境评价、环境保护和环境立法的重要依据。随着环境问题的日益突出，土壤环境问题引起社会和政府广泛关注，包括土壤地球化学基线值(背景值)在内的土壤环境研究项目先后启动。进入新世纪，中国地质调查局在全国范围内开展的1:25万多目标地球化学调查为土壤地球化学基线值的研究提供了详实的基础资料。在多目标地球化学调查的背景下，本研究依托《湖北省江汉流域经济区区域生态地球化学评价》，对江汉平原9032件表层土壤样品Cd、Pb和Zn等重金属元素的含量特征、空间分布特征和物源展开了系统研究，并就表层土壤中Cd、Pb和Zn元素的空间分异的控制因素进行讨论。在此基础上，利用多元统计方法和GIS空间分析技术建立了江汉平原表层土壤基线值的地球化学模型。　　 研究成果显示：江汉平原表层土壤Cd、Pb和Zn的分布存在明显的分异，分布特征受多种因素的控制。横向上，土壤Cd、Pb和Zn的空间分布明显受地质类型、地貌类型和物源区岩石组成等多种因素控制，表现为全新统沉积区土壤Cd、Pb和Zn含量高于更新统沉积区土壤；低平原地貌区表层土壤Cd和Zn含量高于其他地貌类型区表层土壤；长江水系区表层土壤中Pb、Zn、Cd含量高于汉江及其他水系表层土壤；垂向上，表层土壤元素含量明显高于深层土壤，元素含量随深度变化趋势不明显但含量波动较大，整体上存在元素含量的垂向分异。　　 影响江汉平原表层土壤Cd、Pb和Zn元素含量和空间分布的控制因素复杂，控制因素不易识别。地球化学元素含量和组合特征是土壤演化、地质过程以及人类活动影响的综合反映，本研究通过对土壤及相关来源的元素含量规律进行分析，利用主成分分析寻找综合指标借以反映不同样品群土壤的内在差异，实现归并分区的目的。结果显示利用SiO2、MgO、CaO、Na2O、K2O、Al2O3、Fe2O3、OrgC、pH值以及Mn、Sc、Ba等元素或指标提取的主成分反映了江汉平原表层土壤的内在差异。主成分1上因子得分的空间分布特征显示：主成分1上因子得分主要由Al2O3，Fe2O3，MgO，K2O，SiO2/Al2O3和SiO2，等控制，是江汉平原地质因素的表征；主成分2上因子得分主要由OrgC，pH，Na2O，Fe2O3，Al2O3，MgO和CaO等控制是土壤类型的表征；主成分3上因子得分主要由Ba，Na2O和CaO等控制，是土壤物质来源的表征。在此基础上借助平面投影，将3个主成分上因子得分转化为两个量化指标，建立了江汉平原表层土壤的归并分区模型。通过建立的模型，江汉平原土壤可以明显分为三个样品子区，子区Ⅰ空间上与更新统沉积区表层土壤的空间分布一致；子区Ⅱ空间上与物源区为秦岭-大别造山带的汉江水系控制区的全新统沉积区分布一致；子区Ⅲ空间上与物源区为扬子板块的长江水系控制区的全新统沉积区分布一致。因此，三个子区基本反映了江汉平原表层土壤不同样品群的内在差异。　　 在江汉平原表层土壤归并分区的基础上，本研究将多元回归方法和主成分分析法相结合，利用主成分分析提取的标准化主成分作为自变量建立江汉平原表层土壤Cd、Pb和Zn基线值多元回归模型。并利用建立的模型剔除异常点、拟合三个样品子区的基线值的预测值。三个子区的基线预测值的结果显示，三个子区表层土壤Cd、Pb和Zn含量基线值具有明显差异，表现为更新统沉积区对应的子区土壤元素含量基线值最低，Cd、Pb和Zn的基线值为0.16、28.8和56.8×10-6；长江水系控制的全新统沉积子区土壤元素含量基线值最高，Cd、Pb和Zn的基线值为0.37、31.1和103.7×10-6；汉江水系控制区全新统沉积子区土壤含量基线值介于前述两子区之间，Cd、Pb和Zn的基线值为0.32、27.1和94.5×10-6。