使用污水灌溉农田是缓解农业缺水状况的常用方式，在水资源匮乏的北方，污水是农业灌溉用水的的主要水源。据统计，河北污灌历史悠久，全省各市均有污水灌溉区分布，其中大部分地区污灌年限超过了30年，保定市、石家庄市、沧州市和邯郸市污灌面积最大。污灌在增加土壤养分的同时也导致污染物包括重金属在土壤中的不断积累。根据已有研究，污灌导致农田中的重金属与有机污染物累积，在影响农产品质量的同时也可能通过食物链进入人体，影响人体健康。农田生态系统作为一个开放系统，始终存在污染源对污染物的不断输入、以及农田生产过程中农产品的收获对污染物的输出，当污染物输入总量小于输出总量时，污染物可能逐渐减少，最终使土壤污染物含量恢复到环境标准限值之下;也可能需要采取修复措施才能使输出通量大于输入通量，达到修复目标。因此，在开展修复工作之前，了解污染物在农田生态系统中的赋存特征以及在不同条件下的传输通量极有必要。2014年全国土壤污染状况调查公报显示，调查1378个污灌土壤点位中，超标点位占26.4％，主要污染物为Cd、As和PAHs。通过前期调研，Cd也是河北污灌农田中较为普遍的污染物。本研究以河北省典型污灌农田为研究对象，通过野外调研、室内模拟研究等手段探究Cd在土壤-作物系统的赋存特征，并进一步分析不同条件（农业生产条件、修复工程开展条件）下农田生态系统中Cd的环境行为和传输通量，以剖析Cd的累积趋势，为输入途径管控、输出途径优选提供数据支撑，也为预测土壤中Cd的累积趋势、Cd污染农田的修复效果评价提供新思路。　　本文主要研究结果如下:　　(1)根据Cd污染分布图选取超标点位率为42.9％和35.2％的两个污灌区A、B，表层土壤Cd平均浓度分别为0.224、0.257mg/kg，最高浓度值分别为3.88、2.30mg/kg。在垂直方向上，Cd主要在耕层0～20cm积累，且随着采样深度的增加，镉含量有逐渐降低的趋势。与清灌区相比，污灌区A、B土壤中Cd的有效态含量、弱酸提取态含量较高，对农产品安全生产构成潜在风险。　　(2)污灌区A、B中小麦、玉米籽粒平均Cd浓度未超过《食品中污染物限量》(GB2762-2012)限值0.10mg/kg，但为清灌区的2.43～2.57倍，且污灌区A部分点位的小麦籽粒存在超标。镉在小麦各部位的分布情况为根＞茎叶＞颖壳＞籽粒，在玉米各部位的分布情况为根＞叶＞苞叶＞茎＞穗轴＞籽粒。　　(3)大气湿沉降、干沉降、井水灌溉、河水灌溉、农药施用、肥料施用向污灌区A输入的Cd通量分别为2755.10、1591.19、0、4785.75、246.13、0.198mg·(ha·yr)-1。结果表明，污灌区A农田生态系统Cd输入的主要来源为河水灌溉。　　(4)地表径流和下渗、粮食收获和秸秆移除对污灌区A输出的Cd通量分别为32.01、31.82、414.76、492.35mg·(ha·yr)1，自然条件下农田生态系统Cd输出的主要途径是粮食收获和秸秆移除。应用植物提取技术，收割籽粒苋和龙葵对污灌区输出的Cd通量分别为7550.6、1895.7mg·(ha·yr)-1。　　(5)农业生产过程中，使用井水、移除秸秆的条件下区域农田生态系统中Cd的净输入通量最小，为+3621.68mg·(ha·yr)-1;修复工程开展时，使用井水、种植籽粒苋时区域农田生态系统中Cd的净输出通量最大，为-3021.81mg·(ha·yr)-1。使用井水灌溉、仅种植籽粒苋的条件下，将平均Cd含量为0.32mg/kg的污灌农田修复至0.30mg/kg至少需要17年。因而在实际修复过程中，一方面要慎重注意输入途径的管控，降低输入通量;另一方面要在种植超富集植物的同时辅以强化措施，如农艺措施、改良剂等，增大输出通量，以求缩短修复年限。