在我国东南地区，土壤汞含量相对较高，汞污染普遍存在。同时，在我国 中部地区，存在着与硒缺乏相关的地方病。与汞和硒相关的潜在健康风险引起 广泛关注。汞和硒主要是通过食物链层层传递进入人体，而土壤中元素含量决 定了粮食作物中该元素的积累。但是两种元素在我国大陆地区分布极为不均， 在东南沿海地区表层土壤中汞浓度较高，但是中部和西北地区，土壤汞浓度较 低。在东南和西北地区，土壤中硒浓度较高，但是从东北到西南地区存在一条 典型的低硒带。这些汞和硒分布的成因至今仍不明确。考虑到汞和硒都有挥发 性，可通过大气进行远距离运输的特点。除土壤母质影响土壤中元素含量外， 气候因素对表层土壤中挥发性元素的分布与积累同样具有关键作用。因此，研 究我国表层土壤中汞和硒的分布及影响其分布的气候因素对于与微量元素有关 的疾病防治非常必要。

      本研究主要在全国尺度上，探索表层土壤汞分布、土壤硒分布特征，以及 土壤汞、硒含量与降水量、归一化植被指数、土壤有机质和太阳辐射等气候与 环境因素的关系进行了深入分析。本文借助 ArcGIS 地理信息系统，创建采样点 后采集矢量数据，而后对得到的数据进行分析，得到的主要研究结果如下：

       1. 通过探究表层土壤汞分布不均匀的因素，我们发现土壤汞含量与降水、 归一化植被指数均呈显著正相关。说明由于降水引起大气汞的湿沉降和以凋落 物形式进入土壤的汞干沉降是表层土壤中汞的主要来源。土壤有机质对汞具有 较高的亲和力，能将汞固定在土壤中，土壤有机质含量高的地区土壤中汞含量 相对较高。太阳辐射可以促进汞的光化学还原，将离子汞转化为挥发性单质 汞，从土壤中挥发从而减少积累。汞在土壤中的积累是一个沉降和挥发的动态 过程。统计分析表明，全国范围内土壤中汞积累相对贡献依次为降水量 (49.4%) > 植被覆盖(NDVI)(23.4%) > 太阳辐射强度(17.9%) > 土壤有机质含量 (SOM)(9.3%)。

      2. 通过对表层土壤中硒分布不均的因素探究，表层土壤中硒含量同样与降 水量显著正相关，说明湿沉降明显的促进硒在土壤中积累。西北干旱/半干旱地 区降水量少，表层土壤硒含量以干沉降为主，干沉降硒主要是西北风吹起的尘埃颗粒通过裹挟富含硒的气溶胶沉降进入土壤。土壤有机质对土壤硒表现为固 定还是释放作用取决于土壤有机质含量，当土壤有机质含量<5%时，表现为固 定作用，主要是通过有机质的吸附固定，当有机质含量>5%时，表现为释放作 用，可能是由于有机质含量较高，土壤中微生物丰度及多样性也较高，而微生 物能够促进将无机硒甲基化为挥发性的有机硒，从而促进硒从土壤中释放。太 阳辐射强度与土壤硒含量负相关，表现为释放作用，这是由于光照辐射可以促 进土壤中稳定态的硒还原为挥发性的气态硒，从而从土壤中释放出去。

       3. 通过分析黄土高原沉积序列中的土壤磁化率和无机碳浓度变化，反演古 气候。研究发现，在东亚冬季季风强盛时，土壤硒浓度和冬季风代表（无机碳 浓度）正相关，说明硒干沉降是冬季风主导区的主要硒来源；在东亚夏季季风 强盛时，土壤硒浓度和夏季风代表（磁化率）正相关，说明硒湿沉降是夏季风 主导区的主要硒来源。通过分析黄土高原沉积序列中微生物群落组成，探明黄 土高原地区微生物的垂直分布格局，随着深度变化群落相对丰度有所增加，但 是微生物群落多样性有所减少，并且，PcoA 分析显示，表层（0-80 cm）、次表 层（90-250 cm）和深层（260-1000 cm）间群落组成差异明显。通过相关性分析 探明，Dahalococcoidia 可能参与到土壤硒的生物转化过程中，从而促使该硒从 土壤中迁移出去。