土壤重金属污染对农产品安全和人类健康具有较大的威胁,对土壤-作物系统中重金属地球化学行为的研究已成为环境地球化学研究的重点。本论文通过湖南洞庭湖地区农田生态系统中有害元素Pb的区域生态地球化学评价研究,基本了解了研究区土壤中有害元素Pb的生态效应及变化趋势;并对研究区土壤重金属综合污染和环境容量进行了探讨。土壤理化性质对土壤中重金属Pb的地球化学行为影响因素研究结果表明:影响湖南洞庭湖地区土壤中Pb形态分布的主要因素为pH值。此外,土壤中有机质和粘粒含量对重金属在土壤中的吸附、解析及在固相中的稳定也有一定作用;磁化率是重金属Pb含量变化的一个有效指数。Pb生态效应评价结果表明:水稻籽实中Pb高含量一方面与土壤中Pb高含量有关,一方面受土壤酸化和有机质含量控制。水稻中Pb含量分布规律是:根>籽实>叶>茎。铅摄入总量与健康风险评价显示,研究区各地人民每天以早、晚稻为主食的饮食摄入Pb量均在ADI值要求范围内。蔬菜适宜性研究结果表明:研究区蔬菜中Pb元素超出食品卫生标准现象严重,超标情况:辣椒>茄子>豆角>玉米>丝瓜>苦瓜>黄瓜。土壤酸碱性会影响蔬菜对Pb的富集。聚类分析将七种农产品分为2个大类。苦瓜、丝瓜为第一类,辣椒、豆角、黄瓜、玉米、茄子为第二类。第一类农产品对土壤铅的富集能力小于第二类。元素交互作用研究结果表明:氮、磷、钾等大量元素和锰、硅、硼等微量元素对铅的植物有效性均有影响。Pb-Cd交互作用对水稻籽实中铅富集系数的影响研究结果表明:Pb元素的存在促进了水稻对Cd元素的吸收,而Cd元素却抑制了水稻对Pb元素的吸收。采用尼梅罗综合污染指数法对土壤Hg、Cd等八种重金属元素进行综合污染评价,结果显示:重污染主要出现在湘江沿岸的长沙、湘阴、汨罗等地。研究区静环境容量的计算结果表明:湖南洞庭湖地区Pb、As、Hg的容量损耗较小,而Cd的背景值已经达到国家二级标准,因此已经没有现存容量,环境损耗较大。