近年来,设施菜地重金属污染问题日渐突出。重金属在设施菜地土壤中累积,不仅会毒害农作物,影响作物的品质和产量,还会通过食物链对人畜健康及生态环境带来潜在风险。本文在调查评价杭州市设施蔬菜基地重金属污染状况的基础上,以蚯蚓作为研究对象,重金属Pb、Cu、Ni作为目标重金属,通过蚯蚓土培毒性实验探究蚯蚓对设施菜地重金属的富集作用、蚯蚓活动对设施菜地土壤重金属赋存形态的影响机制以及蚯蚓对设施菜地土壤重金属的胁迫耐性响应机理,并获得能表征设施菜地重金属污染的蚯蚓早期预警指标。本研究主要得出以下几个结论：(1)对杭州市8个区域15个典型设施蔬菜基地表层土壤及对应蔬菜样品的采样分析表明,杭州市设施蔬菜基地土壤偏酸性,供水供肥能力良好,通过与国家土壤环境质量标准(GB156181995)中Ⅱ级标准的比较,表明土壤中Cd、Cu、Zn、Ni存在不同程度的超标现象,通过单项污染指数、Nemerow综合污染指数及Hakanson潜在生态风险指数对土壤重金属进行污染评价,表明杭州市设施蔬菜基地总体上土壤重金属污染严重,其中Cd为污染的主要贡献因子,而与超标率相比重金属Pb、Cu、Zn、Ni的风险较低。通过对蔬菜重金属的污染状况调查表明,设施蔬菜受不同程度的重金属污染,其中叶菜类受重金属Cd、Pb、Zn的污染较严重,果实类受Ni的污染较严重,设施蔬菜中重金属的累积主要受土壤重金属含量及pH值的影响。(2)通过外源添加不同浓度梯度的重金属Pb、Cu和Ni研究蚯蚓活动对土壤中重金属赋存形态的影响,线性拟合分析结果表明,蚯蚓对重金属的富集存在差异,富集能力依次为Pb>Cu>Nio同时发现,蚯蚓活动影响土壤中重金属Pb、Cu、Ni的赋存形态,重金属Pb、 Ni主要向酸提取态和可还原态转变,重金属Cu主要向酸提取态转变,但对可还原态Cu的影响不显著,同时蚯蚓活动显著降低了可氧化态Cu的比例；重金属赋存形态与蚯蚓重金属富集量的相关性分析表明,可还原态Pb、Ni及可氧化态Cu对蚯蚓重金属富集作用具有显著影响；对实验结果的进一步分析表明,蚯蚓活动可提高重金属Pb、Cu的生物可利用性,降低重金属Ni的生物可利用性,从而影响重金属向食物链迁移的风险。此外,蚯蚓活动可通过降低重金属污染土壤的pH值(尤其是Cu污染土壤)、提高DOC含量从而间接影响土壤重金属的赋存形态,最终影响蚯蚓对重金属Pb、Cu、Ni的吸收富集作用。(3)通过蚯蚓土培毒性实验,研究了蚯蚓对设施菜地重金属的胁迫响应及机理,结果表明,重金属Pb、Cu、Ni可引起蚯蚓不同的急性毒性效应,对应14d半致死浓度LC50分别为2331.67、299.60、1757.05mg kg-1;通过蚯蚓对重金属Pb、Cu、Ni的胁迫响应研究,发现重金属低浓度长期胁迫及高浓度短期胁迫下蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、细胞色素P450(CYP450)及热激蛋白(Hsp20、 Hsp90)均出现应激上升,而高浓度长期胁迫下出现抑制下降的趋势,且随重金属胁迫剂量的增加呈现抑制下降的趋势。(4)将上述蚯蚓生化指标与土壤重金属总量进行相关性分析,结果表明,蚯蚓GST、CYP450活性与重金属Pb含量相关性较好,其中CYP450对土壤Pb污染更具敏感性；蚯蚓SOD酶活性与重金属Cu、Ni全量相关性较好,其中蚯蚓SOD酶活性更适合指示土壤重金属Ni的污染水平。对蚯蚓敏感指标与受蚯蚓活动显著影响的赋存形态的相关性分析结果表明,蚯蚓Pb胁迫的敏感指标GST、CYP450酶活性以及Ni胁迫的敏感指标SOD酶活性与土壤重金属Pb、Ni的酸提取态和可还原态呈显著正相关,而蚯蚓SOD酶活性与土壤中Cu酸提取态呈显著正相关,与可氧化态Cu相关性不显著。