矿产资源是人类生存和发展必不可少的物质来源,矿产资源开发产生的污染物使环境状况不容乐观,特别是无机污染物中的重金属,由于其具有毒性、累积性和隐蔽性的特点受到广泛关注。当前,矿区土壤重金属污染调查已成为矿山生态环境保护的重要基础。胶东金矿区是我国最大的金矿区,除金矿开采外,还是机械制造和冶金等工业以及特色农产品种植业等人类活动的集中发展区。然而,快速的经济发展对胶东金矿区土壤环境产生了较大威胁。本研究以胶东金矿区表层土壤为研究对象,基于2010年579个采样点,采用成本约束的空间条件拉丁超立方采样技术优化了2021年土壤采样点布局;对As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素进行了分析测试;利用经典统计方法,探讨了研究区2010-2021年土壤重金属含量的时间变化趋势;基于随机森林方法,预测了2010年和2021年土壤重金属的空间分布格局,揭示了8种重金属的空间变异特征;应用贝叶斯空间受体模型定量解析了所有重金属元素的来源贡献,构建了预测的来源贡献面;使用单因素和综合污染评价方法评估了土壤重金属污染状况,以期为胶东金矿区可持续发展提供科学依据。本研究主要结论如下:(1)本研究提出了基于成本约束的空间条件拉丁超立方采样方法,基于环境变量和2010年采样数据优化了2021年采样点位置,将胶东金矿区最佳样本量确定为250个,提高了采样效率,降低了采样成本;一致性检验结果表明,2021年采样点布局合理有效。(2)2010年和2021年胶东金矿区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均值均低于农用地土壤污染风险筛选值和第一类建设用地污染风险筛选值。Cd、Cu、Hg、Pb和Zn的平均值高于山东省土壤背景值,其中Cd和Hg富集最显著。除Hg和Ni外,2021年样品中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的平均浓度高于2010年。Cr和Ni的空间分布特征受成土母质控制,As、Cd和Pb的污染热点集中在工厂、冶炼厂、金矿点和交通线周围,研究区东部的果园为Cu的高值区,大气沉降影响着Hg的空间分布。总体来看,2010年-2021年研究区土壤重金属呈累积状态,8种重金属的空间分布均未有显著变化。根据研究区土壤重金属时空变异特征,将研究区划分为极严重污染区、严重污染区、中度污染区、轻度污染区、极低污染区和无污染区六类区域。特征区划分结果表明,Cd、Cu和Hg污染最严重,这三种元素均为类型区1(极严重污染区域)面积最广;Pb含量增长较快,类型区2(严重污染区域)占研究区总面积的44.21%,应当对这四种元素污染加以警惕;As、Cr、Ni和Zn整体污染较轻,但需要防止其进一步污染。(3)Cr、Ni和Zn主要为自然来源,Hg主要来自煤炭燃烧和混汞法提金过程中逸散Hg的大气沉降,Cu主要受含铜杀菌剂和有机肥施用等农业活动的影响,交通、采矿和工业活动是As、Cd和Pb污染的主要来源。2010年-2021年,自然源对Cr和Ni的贡献分别降低了18.3%和5.2%;大气沉降源对Hg的贡献升高了9.4%;2010年和2021年农业源对Cu的贡献均高于90%,未呈现显著变化;工矿业和交通源对As和Cd的贡献呈上升趋势,而Pb相反。近十一年来,自然源、农业源以及工矿业和交通源对所有元素贡献面的空间分布特征变化均较小,自然源对重金属贡献的空间分布与成土母质一致,农业源的贡献热点区主要分布在胶东金矿区东部的果园,工矿业和交通源对元素贡献的高值区分布在研究区西部的莱州和中部的招远。2010-2021年,大气沉降源对重金属贡献的高值区变化较显著,从胶东金矿区中部变为东北部。(4)从重金属综合污染评价来看,2010和2021年研究区均整体处于轻度污染状态;但单因素污染评价结果表明,Cd和Hg污染程度较高,出现明显富集,污染高值区主要分布于招远中部和研究区东部。总体来看,近十一年来胶东金矿区重金属污染程度不断加深,但污染热点区域基本未呈现明显变化。