硒是生态环境中人类和动物生长发育所必需的微量营养元素，是生物体内多种酶活性中心的重要组成部分。环境中硒的缺乏与过量均会导致机体产生疾病。在生态系统中，人和动物的硒有90％直接或间接源自于土壤。因而，土壤中硒的丰缺对于人体健康具有重要意义。硒在土壤中的生物地球化学行为是一个复杂的过程，不仅与其自身性质有关，也受周围环境的制约。设施农业在中国发展迅速，到2014年种植面积近410.9万公顷，成为世界上设施种植面积最大的国家。设施蔬菜种植因其复种指数高，农药、化肥、有机肥、农膜等农用化学品投入量大，又常处于封闭或半封闭状态，具有温度高、湿度大、蒸发量大、无雨水淋洗等特点，与露天作物产地生态环境条件相比有明显差异，造成土壤性质的变化非常剧烈而独特。这些土壤性质变化是土壤物理化学环境剧烈变化的结果，是设施蔬菜种植过程中的特有现象，其对土壤中元素硒的生物地球化学循环必然产生明显而独特的影响。因而，开展该新生土壤发生过程中硒地球化学行为的研究具有重要的理论和实践意义。　　本文通过野外调研、采样分析以及室内实验，研究了以南京谷里和山东寿光作为典型代表的南方设施蔬菜种植系统和北方设施蔬菜种植系统中土壤性质随耕作强度或耕作年限的变化规律，了解了设施蔬菜种植土壤中全硒和有效硒在空间和时间上的变异规律;选用土壤磷累积程度差异较大的一系列土壤，研究土壤不同磷累积状况对硒吸附特征的影响，明确土壤中磷累积状况对硒吸附的作用，阐明土壤磷累积对硒移动性及有效性的影响;利用连续提取方法分析设施蔬菜种植土壤中硒的赋存形态，明确土壤硒赋存形态与植物含硒量之间的关系;最后，对不同类型蔬菜的硒富集状况进行了分析，对比不同蔬菜类型富硒能力的差异，并对人体通过设施蔬菜摄入的硒的健康风险进行评价。主要结果如下:　　长期设施蔬菜种植降低了耕层土壤的pH，提高了土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾的含量，提高了土壤电导率。南京谷里和山东寿光设施蔬菜种植土壤平均pH分别为4.84和8.12，与周边裸地相比分别下降了0.28和0.16个pH单位，土壤pH发生明显的降低过程。南京谷里和山东寿光设施蔬菜种植土壤平均有机质、全氮、有效磷和速效钾含量为28.59和19.34g kg-1、1.69和1.37g kg-1、118.41和64.87mg kg-1、243.22和350.62mg kg-1，与周边裸地相比分别增加了2.66和3.51g kg-1、0.32和0.38g kg-1、44.94和18.23mg kg-1、79.59和154.18mg kg-1，增长率分别为10.26％和22.17％、21.77％和38.38％、61.17％和39.09％、48.64％和78.49％。南京谷里和山东寿光蔬菜种植土壤平均电导率为276.8和239.9μS cm-1，与周边裸地相比分别增加了87.0和35.7μS cm-1，增长率分别为45.84％和17.48％。　　在南京谷里和山东寿光，耕层土壤的全硒含量分别为0.362和0.288mg kg-1，为常规含硒量土壤。南京谷里和山东寿光耕层土壤有效硒平均含量较为接近，分别为0.031和0.029mg kg-1，约占土壤全硒含量的10％左右(5-16％)。土壤有效硒与土壤全硒含量相关性不明显，有效硒含量受土壤全硒含量的影响较小。土壤中有效磷、速效钾的含量与硒的有效性关系密切，是影响土壤硒移动性及有效性的重要因素，但磷、钾作用的发挥受土壤有机质的制约。　　对于南京谷里设施蔬菜种植土壤，在不同硒添加浓度条件下硒的吸附量变化范围为1.30-144.06mg kg-1;而对于山东寿光设施蔬菜种植土壤，在不同硒添加浓度条件下硒的吸附量变化范围为0.57-64.78mg kg-1。相同硒添加条件下，硒在南京谷里设施蔬菜种植土壤上的吸附量约为山东寿光的2倍。对于南京谷里土壤，硒的固液分配系数（Kd）范围为28-1341L kg-1;对于山东寿光土壤，硒的Kd范围为4-35L kg-1。硒在南京谷里设施蔬菜种植土壤上的Kd显著高于山东寿光。南京谷里设施蔬菜种植土壤较高的有机质含量（南京谷里和山东寿光土壤有机质平均含量分别为26.40g kg-1和18.82g kg-1）及铁铝氧化物含量（南京谷里土壤活性铁、铝的平均含量分别为5.63gkg-1、0.96g kg-1;山东寿光土壤活性铁、铝的平均含量分别为0.87g kg-1、0.47g kg-1）可能是造成其具有更高硒吸附容量的重要原因。硒在土壤上的吸附行为受到土壤磷含量的影响，硒在土壤的吸附量随着土壤磷含量的升高而降低，高磷抑制硒在土壤的吸附。硒在土壤的吸附行为发生较快，有近90％的吸附行为发生在硒添加到土壤的前10min。不同背景电解质种类及浓度对硒在土壤的吸附行为具有不同影响，同时硒的吸附行为也受土壤磷积累状况的制约。对于土壤有效磷含量较低的土壤，相同浓度的CaCl2和KCl对硒的吸附影响相似;对于土壤有效磷含量较高的土壤，以KCl作为背景电解质更有利于硒在土壤的吸附。在以KCl作为背景电解质条件下，较高浓度的KCl作为背景电解质会促进硒在土壤的吸附。　　在南京谷里，设施蔬菜可食用部分硒含量变异较大，变异范围9-95μg kg-1（干重），平均值为50μg kg-1。不同类型蔬菜对硒的富集能力存在差异，叶菜类蔬菜含硒量最高，平均含硒量达到60μg kg-1;其次是根茎类蔬菜，平均含硒量达到30μg kg-1;含硒量最低的为茄果类蔬菜，其平均含硒量为26μg kg-1。长期设施蔬菜种植在提高土壤有机质含量的同时也提高了土壤有机结合态硒的含量，并降低了植物硒的含量。依据中国营养学会提出的中国居民平衡膳食宝塔推荐的中等能量膳食结构中蔬菜的摄入量计算，人体通过设施蔬菜获取的硒的含量不足世界卫生组织(1996)建议量40μg的5％，说明常规设施蔬菜种植条件下提供的蔬菜为人体提供硒营养的能力有限。