地球关键带是地表岩石-土壤-生物-水-大气互相作用的区域,关键带对生态环境的生存繁衍以及可持续发展具有重要意义。土壤与岩石、水、生物和大气发生密切的相互作用,通常作为地球关键带的中心环节来研究。在全球气候变化和人类活动影响下,有害元素在土壤中的积累,对生态环境和人体健康构成严重威胁。为综合考虑自然和人为因素对关键带中物质循环过程的影响,本论文选取贵州普定陈旗流域和福建九龙江流域为作为研究区。普定陈旗流域广泛分布碳酸盐岩,土壤瘠薄,生态环境十分脆弱,主要受农业活动干扰;而九龙江流域分布碳酸盐岩和硅酸盐岩地层,受人为活动影响更为广泛,化肥过量施用及矿产资源盲目开采等问题突出。本论文系统地研究两个流域土壤剖面重金属和稀土元素的空间分布特征,结合多元统计分析揭示它们在土壤剖面中迁移、转化规律及其控制因素,并对生态风险进行评价。取得的主要认识和结论为:（1）普定陈旗和九龙江流域土壤理化性质研究表明普定土壤中有机碳含量(4.6¹38.8 g kg^-1)远高于九龙江流域的土壤(1.2¹4.4 g kg^-1),普定土壤中丰富的有机质更有助于重金属Cd和Pb的富集,但增加了Cr、Fe、Ni以及稀土元（REEs）的迁移性,不利其富集。两个流域土壤粘粒含量高、含铁氧化物矿物多,都有利于土壤中稀土元素的富集。（2）两个流域不同土地利用方式下土壤重金属含量对比发现普定浅层土壤大部分重金属含量顺序为:农田>灌丛>弃耕地>草地>次生林地,而九龙江流域浅层土壤为:弃茶园地>林地,与农业活动输入有关。在垂向剖面上,两个流域的重金属均表现为表层富集,含量从地表到30 cm逐渐递减,30 cm以下无明显变化,表明这两个流域浅层土壤重金属的富集与大气沉降和农业活动密切相关,深层土壤重金属主要受控于地质背景。（3）稀土元素含量及配分模式的研究表明普定农田和弃耕地表层土壤中（50）REEs介于231²48 mg kg^-1之间,高于次生林地、草地和灌丛地的土壤(145²23 mg kg^-1);九龙江流域废弃茶园的浅层土壤中（50）REEs介于92¹03 mg kg^-1,高于林地(41⁶7 mg kg^-1),可能都与农业活动输入REEs有关。普定不同土地利用下土壤剖面中REEs的配分模式相似,均表现为中稀土相对于轻、重稀土有明显富集,农田和弃耕地土壤REEs的分异程度更明显;九龙江流域不同土壤剖面REEs的分异有差异,主要源于各土壤剖面发育的母岩不同。在垂向剖面上,两个流域的（50）REEs整体上呈现随深度递增的趋势,主要与成土过程中不断的淋溶作用有关;部分剖面从上到下呈现先减后增的趋势,主要受外源输入和淋溶作用共同影响。（4）基于富集系数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法进行的生态风险评估结果显示:两个流域土壤中大部分重金属的生态风险较低,而不同土地利用下Cd对生态危害达到中等或强度级别。两个流域土壤中稀土元素未显示出明显的人为活动污染,主要为自然来源。整体上,普定土壤表现出轻微生态危害;九龙江流域未受农业干扰的土壤（林地）也处于轻微生态危害,而废弃茶园地土壤表现出中等生态危害。