镉、铅是土壤中最常见的有毒重金属元素,在表土层累积后不仅使土壤生态系统功能遭到破坏,而且进入植物后会降低植物叶片叶绿素含量,抑制呼吸作用,对细胞代谢产生直接影响,破坏植物体内酶系统,影响各种酶的活性,降低植物生物量。并可通过食物链富集,严重威胁人体健康。污染土壤中重金属通常出现多种重金属共存,对土壤形成复合污染。多种重金属共存时可能会改变彼此在土壤中的生物有效性,因此探究多种重金属共存时对彼此的影响十分必要,可更有针对性地对其进行植物修复。在干旱、半干旱地区,干旱胁迫成为影响植物生长的主要限制因子。长期干旱胁迫下,植物的地径、株高、生物量、根冠比等都会发生变化。因此,干旱是西北内陆地区,镉、铅污染土壤植物修复过程中的一大重要限制因素。本研究以沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)、长梗扁桃(Amygdalus pedunculata Pall.)、互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia Maxim.)为试验材料,通过盆栽试验设置常规水分条件下不同浓度的Cd、Pb及Cd-Pb复合胁迫和干旱条件下Cd、Pb及Cd-Pb复合胁迫处理对三种旱生灌木生长与生物量积累的影响,以期为开发乡土树种作为土壤重金属污染“生物修复型”灌木新品种提供科学依据。同时,测定重金属胁迫对三种旱生灌木生理参数的影响,从生理的角度阐明三种灌木在干旱条件下对不同浓度重金属胁迫的响应及解毒机制。主要研究结果如下:(1)常规水分条件下,在镉、铅单一胁迫和复合胁迫条件下,沙棘、长梗扁桃、互叶醉鱼草生长和生物量均受到抑制,浓度愈大抑制作用越强。干旱与重金属复合胁迫下也表现出相同的规律。由于重金属对植物毒性的差异性,不同重金属对植物生长与生物量抑制程度不同,从生物量来看,Cd-Pb复合胁迫对植物的抑制作用高于Cd单一胁迫,而Pb胁迫对植物的抑制作用相对较轻。在不同胁迫条件下,互叶醉鱼草的生物量积累均优于其它2个树种。(2)重金属对植物的伤害是一个缓慢的过程,高浓度和长时间的重金属胁迫会导致植物光合生理过程受阻。在Cd、Pb单一及其复合处理时,沙棘、长梗扁桃、互叶醉鱼草的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)均随土壤中镉、铅浓度的增加显著降低。干旱胁迫能够加重Cd、Pb单一及其复合胁迫对植物的影响,复合胁迫下三种旱生灌木Pn、Tr、Gs进一步下降。而干旱与Cd、Pb复合胁迫下,互叶醉鱼草Ci均随土壤中镉、铅浓度的增加显著增加。干旱与Cd-Pb复合胁迫下,沙棘、长梗扁桃叶片中叶绿素含量因叶片过量失水,叶绿素浓缩,使其含量高于单一Cd-Pb胁迫,但是叶绿素a/b的比值却显著下降。(3)在Cd、Pb单一及其复合处理下,随着处理浓度的增大,三种旱生灌木幼苗叶片脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛含量、SOD、POD、CAT活性均呈现不同程度的升高,但上升幅度因植物种类、重金属种类而异。总体而言,干旱与重金属复合胁迫下,这个六个指标上升幅度大于单一重金属胁迫。(4)通过对三种旱生灌木体内镉、铅含量测定,研究三种植物对镉、铅的耐性及富集能力,结果表明:不同水分条件下,三种旱生灌木根、茎、叶对两种重金属的吸收与土壤中重金属含量分别呈显著的正相关。根部吸收Cd、Pb的能力最强;Cd-Pb复合处理时三种植物对Cd、Pb的积累量比Cd、Pb单一处理时的积累量小;而当处于土壤干旱条件下,植物对Cd、Pb的积累量低于常规水分条件。从植物对重金属富集角度看,互叶醉鱼草对镉、铅的积累量高于长梗扁桃,沙棘积累量最低。另外植物对镉的转移系数要大于铅,铅更多的积累于植物根部。以上结果表明,Cd和Pb作为城市环境中主要重金属污染物,对三种旱生灌木胁迫效应较为明显,并且干旱会加重重金属胁迫对植物的影响。综合各个指标的变化情况,可以得出三种旱生灌木在常规水分条件下对重金属Cd、Pb的积累量比干旱条件下高;Cd-Pb复合胁迫下植物对Cd、Pb的积累量低于单一重金属胁迫。综合生物量与重金属积累量考虑,植物修复Cd、Pb污染土壤实践中互叶醉鱼草应用潜力最大,长梗扁桃次之,沙棘应用潜力最小。