本论文在采样、调查我国南方典型区土壤镉(Cd)污染的基础上,研究了某城郊菜地土壤重金属污染状况、分布特征以及当地种植作物吸收重金属的特征;比较研究了两种景天科植物伴矿景天、东南景天的Cd耐性和吸收性。选择Cd/锌(Zn)超积累植物伴矿景天,采集湖南、广东不同类型土壤,通过温室盆栽试验,研究了不同土壤理化性质对伴矿景天吸收土壤Cd的影响;利用通径分析和多元线性逐步回归分析,确定影响Cd在土壤-伴矿景天系统中迁移的主控因素;建立预测模型,研究了种植超积累植物对普通蔬菜生长及重金属吸收的影响及土壤提取态重金属的变化规律;选择稳定修复材料石灰和海泡石,研究了不同性质土壤施加稳定剂后对土壤重金属植物有效性的影响及机制。主要研究结论如下: (1)对南京市蔬菜生产基地的土壤和蔬菜重金属调查研究表明,受人类活动的影响,土壤中重金属的平均浓度已高于南京地区环境背景值,除Cd和镍(Ni)元素外,重金属铬(Cr)、Zn、铜(Cu)和铅(Pb)的平均值都低于中国土壤环境质量(GB15618-1995)的二级标准。综合考虑,Cu和Zn,Cr和Ni具有同源性的可能性较大,前者可能来源于母质、后者可能来源于工业污染,Pb元素主要来源于大气污染而Cd元素主要受农业生产特别是化肥使用的影响。芦蒿(Artemisia selengensis)对Cd有较高的富集系数和转运系数,具有较强的Cd吸收性。 (2)伴矿景天、东南景天具有很强的忍耐土壤高浓度Cd的能力,且地上部Cd随着土壤Cd浓度的增加而显著上升;在同一Cd处理水平下,伴矿景天地上部Cd浓度和富集系数均大于东南景天;与东南景天相比,伴矿景天有更强的土壤Cd吸收能力,且伴矿景天对Cd具有更强的耐受性。不同土壤类型对两种修复植物的生长及Cd吸收有显著差异,说明土壤性质对不同修复植物的Cd吸收性影响不一。 (3)通径分析和多元线性逐步回归分析结果表明,供试土壤pH、土壤Cd含量和有机质(OM)是影响伴矿景天生物量的主要因素;土壤pH和土壤总Cd是影响伴矿景天地上部Cd浓度的主要因素,基于土壤总Cd、pH的回归方程可很好地预测不同土壤上伴矿景天的Cd浓度,决定系数达0.808。 (4)不同性质土壤,受生长介质中重金属污染程度、植物自身生理特征及土壤-植物交互作用等因素的影响,伴矿景天对后茬作物小青菜的生物量、地上部Cd浓度的影响不同。土壤pH、OM是影响小青菜Cd浓度变化的两个主要因素。土壤pH、总Cd是影响土壤提取态Cd变化的主要因素。 (5)添加稳定剂可降低小青菜中Cd和土壤提取态Cd浓度,对酸性土壤的改良效果好于碱性土壤。通径分析结果显示,土壤pH、OM、阳离子交换量(CEC)、总Cd和黏粒是控制小青菜生物量变化的主要因素;土壤pH、CEC、OM和土壤黏粒是控制小青菜Cd变化的关键因素;土壤pH和土壤总Cd是控制土壤提取态Cd变化的关键因素。