硒作为人体必需的微量元素,在人体抗衰老、增强免疫力等方面起重要作用。我国作为一个缺硒国家,富硒土壤研究越来越受到人们重视。但对于我国一些富硒土壤区的土壤硒富集特征及有效硒的影响因素、微生物对土壤有效硒的作用机理还有待查明。这些研究不足影响了我们对硒的环境生物地球化学行为及其健康效应的认知。本文以典型优质富硒土壤区的金衢盆地为例,采用生态地球化学和地质微生物学相结合的研究方法,分析了土壤环境中硒的分布规律和主要来源,研究了影响硒生物有效性的关键生物和非生物因素,以及土著微生物对土壤有效硒的作用,以期为富硒土壤资源的科学保护与合理利用提供了科学依据和技术支撑。主要成果如下:1.金衢盆地土壤硒空间分布不均,受多重因素影响。盆地内土壤硒整体呈现西高东低及表层富集的特点,形成以蒋堂富硒区为代表的3处优质富硒土壤区（硒平均含量超过0.42 mg/kg）。成土母质是影响土壤硒分布的主控因素,p H值、有机质、土壤质地等理化性质及土壤元素组成是影响硒分布的重要因素。红壤和红壤发育水稻土中硒含量较高（均值为0.39 mg/kg）,有机质、粘粒含量高以及偏酸性土壤中硒含量相对较高,同时受Mo、Cu、N、S、As、K、Mn、Fe等多种元素的交互影响。2.金衢盆地土壤硒受自然和人为双重因素作用,来源具有多元性,有原生地质作用、成土沉积过程和外源输入三方面来源。富硒的成土母质是土壤硒的主要来源,中更新世红土风化物是典型富硒区的母质主体,其形成土壤中硒平均可达0.34～0.38 mg/kg。表生地球化学作用下,不同成土过程是导致土壤硒含量分异的关键,推测脱硅富铝化过程是红壤富硒的主导因素,而紫色土的淋溶脱钙、水稻土耕作熟化过程对硒的迁移富集有一定影响。网纹红土的形成过程是形成富硒土壤的关键因素,铁氧化物的交替氧化还原作用致使硒逐渐富集于基质,并在土壤剖面总体呈现向深部增加的趋势。大气沉降、农田灌溉等外源输入对土壤硒的影响较小,贡献率仅占4.3%～15.2%。3.土地利用方式是影响土壤硒生物有效性的关键因素。土壤含水率、p H值、氧化还原电位（ORP）、有机碳（TOC）、可溶性铁和NH4+是控制土壤有效硒含量以及富硒土壤微生物群落的关键环境因子,而土地利用方式的不同决定了土壤地球化学参数的差异,进而影响了土壤中硒的生物有效性。旱地土壤好氧-厌氧交替的耕作方式为兼性厌氧富硒菌群提供了良好的富硒条件,旱地土壤中与硒转化、铁还原、反硝化、有机质降解等相关的Pseudomonas、Shewanella、Bacillus、Rhizobium、Burkholderia、Dyella和Comamonas等优势菌群是影响土壤有效硒含量的重要菌群。4.微生物强化可显著提高土壤硒的生物有效性。本研究在金衢盆地典型富硒土壤中分离获得6株亚硒酸盐还原菌和4株硒酸盐还原菌,首次发现了Chitinophaga菌属的亚硒酸盐还原功能。筛选出的亚硒酸盐还原菌均具较强的亚硒酸盐还原能力,能在84 h内将初始浓度为20 mg/L或90 mg/L的亚硒酸盐还原19.7%～44.4%,其还原产物为纳米硒（Se NPs）。亚硒酸盐还原菌Chitinophaga sp.和Comamonas testosteroni均能有效提高土壤有效硒含量和水稻植株硒含量,水稻植株硒含量分别增加了47%和92%。筛选出的硒酸盐还原菌能在48 h内将初始浓度为75 mg/L的硒酸盐还原17.9%～44.6%,并大幅提高土壤水溶态和离子交换态硒浓度及植株对硒的利用能力,硒酸盐还原菌Bacillus pseudomycoides和Brevibacillus fluminis使水稻植株硒含量分别增加130%和33%。