由于城镇化、工业化的快速发展,我国土壤重金属污染已成为近几十年来的重要环境问题。农业土壤重金属污染会造成土壤功能紊乱和作物中重金属的含量增加。水稻是我国第一大粮食作物,稻米的品质与人们的健康息息相关。因此,开展土壤-水稻系统重金属污染的研究,对土壤环境质量监测和保障农产品安全具有重要意义。同时,土壤重金属污染易导致微生物群落结构的变化,进而影响到土壤生态系统的功能多样性和生物化学过程。目前此类研究多为实验室实验或小范围进行的田间实验,因此,有必要进行区域尺度下微生物对重金属和土壤特性的响应分析,探究农田微生物的关键影响因子,为农业可持续发展和生态环境的保护提供依据。本研究以浙江省温岭市为研究区域,利用地统计和多元统计分析方法,系统研究了土壤-水稻系统重金属污染现状、趋势、潜在生态风险和人体健康风险；分析了土壤微生物群落结构的空间分布特征及其与重金属和土壤特性的响应关系。获得的主要结果如下：(1)通过地统计和空间分析方法,对土壤-水稻系统重金属的时空变异研究表明,空间上,研究区土壤和水稻重金属均有一定的空间分布规律；时间上,与2006年相比,土壤中Cd、Cu和Pb的平均含量增加。土壤Cd和Cu含量增加区域最明显。水稻中Cd的平均含量增加了近一倍,并且含量增加区域分布普遍,须引起重视。(2)参照土壤环境质量二级标准,土壤中Cd和Cu的超标率最高。与国家食品卫生标准相比较,水稻中Cd超标率最高,有轻微污染特征。Cd潜在生态风险指数最高,达到了中等危害水平。成人和儿童面临的非致癌风险主要来自食用大米,成人风险高于儿童。研究区居民面临致癌风险,且Cd的致癌风险大于Ni。土壤重金属潜在风险指数,健康风险评价指数均在北部和西南部存在高值区。(3)相关分析和RDA分析表明,Zn和Cu主要与社会环境因子关系密切。Cd和Pb与农业活动相关。Ni主要受土壤理化性状影响。土壤环境因子共解释了43.3%的重金属总变异。(4)土壤微生物单个脂肪酸和各类群磷脂脂肪酸绝对含量均为研究区西南部含量较高。通过因子分析和回归分析表明,单个脂肪酸中,18:1ω9c、i15:0、il6:0、a17:0、 i17:0、cy19:0ω8c、10Me16:0和10Me18：0的关键影响因子为土壤理化性状；16：00、16：1ω5c、16：1ω7c、18：1ω7c、a15：0、cy17：0和18：2ω6,9c与土壤理化性状和重金属密切相关。对于微生物类群,细菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌受土壤重金属含量和理化性状的综合影响；放线菌则主要受土壤理化性状的影响。土壤环境因子中,有机碳是微生物的主要促进因子。影响微生物的重金属主要为Cd和Cu。Cd表现为抑制作用,Cu对微生物具有明显的促进作用。(5)对微生物磷脂脂肪酸相对含量的分析表明,16:00、16:1ω7c、18:1ω7c、 18:1ω9c、115:0、cy19:0ω8c、10Me16:0为研究区土壤微生物的优势类群,细菌丰度最高,其次为放线菌,真菌最低。地统计分析表明,各特征脂肪酸的相对含量的分布格局差异较大。细菌和革兰氏阴性菌在研究区东部和西北部的相对含量较高；革兰氏阳性菌和放线菌的高值区位于研究区西北部；真菌的高值区主要分布在偏南部地区。革兰氏阳性菌与重金属呈负相关,革兰氏阴性菌和阳性菌的比值与重金属的正相关关系表明重金属污染土壤中,革兰氏阴性菌比革兰氏阳性菌更具优势；真菌与重金属呈负相关关系；真菌和细菌的比值与Cd显著负相关,表明研究区土壤重金属污染导致土壤生态系统稳定性降低；cy/pre与重金属的正相关关系说明重金属污染已对研究区土壤微生物群落结构产生了胁迫作用。RDA分析表明,环境因子共解释微生物群落结构39.8%的变异,其中土壤理化性状解释33.4%的变异,重金属解释的变异量为14.7%。土壤微生物群落结构的主要影响因素为pH、电导率(EC)、有机碳(OC)、重金属、机械组成以及铝氧化物。(6)Shannon指数、Pielou均匀性指数和Simpson优势度指数空间分布规律相似,高值区均存在于研究区西南部。相关分析表明,三种多样性指数与重金属存在显著正相关关系,表明本研究区土壤中重金属污染对微生物存在中等程度的胁迫,导致微生物多样性和均匀度增加,优势度降低。