La rápida transición socioeconómica a menudo va acompañada de actividades antropogénicas intensivas, lo que lleva a una acumulación significativa de metales pesados en los suelos agrícolas. Sin embargo, este resultado no deseado puede no ser completamente uniforme, sino que exhibe variabilidad espacial, particularmente en relación con diferentes usos del suelo. Basado en 1839 muestras de suelo superficial de la Región Económica de Sunan en China, este estudio estimó los perfiles de contaminación y los riesgos ecológicos asociados que representan cinco metales pesados (As, Cd, Cr, Pb y Hg) en suelos de cultivos comerciales y de cereales. Además, aplicamos una combinación de geoestadística y un modelo de factorización de matriz positiva (PMF) para identificar las zonas objetivo, los contaminantes prioritarios y sus fuentes subyacentes para allanar el camino hacia la formulación de estrategias de mitigación de riesgos detalladas y a escala fina. Nuestros resultados revelaron que la contaminación por metales pesados en Sunan mostró una variabilidad espacial significativa, influenciada predominantemente por la acumulación localizada de Hg y Cd, con una contaminación más severa observada en suelos de cultivos comerciales en comparación con los suelos de cultivos de cereales. Las 232,532 ha de tierras agrícolas podrían ser designadas como las zonas objetivo en las que la acumulación excesiva de Hg y Cd puede ser identificada como los contaminantes prioritarios que contribuyen al riesgo ecológico potencial. El modelado PMF también sugirió que dentro de las zonas objetivo, la acumulación de Cd fue impulsada predominantemente por la aplicación intensiva de agroquímicos, mientras que múltiples fuentes determinaron simultáneamente la acumulación de Hg. Nuestros hallazgos ofrecen una guía valiosa para optimizar las estrategias de gestión de tierras destinadas a mitigar la degradación del suelo agrícola impulsada por actividades antropogénicas intensivas. Además, el enfoque integrado destacó los valores cruciales en aspectos para identificar espacialmente las zonas objetivo de riesgo y los contaminantes prioritarios.