随着工业化的发展,土壤重金属如铅(Pb)、镉(Cd)污染日益严重,另一方面,近百年来的气候变暖被认为是CO2等温室气体在大气中的浓度大幅度上升的结果。这些变化会影响陆地生态系统的功能与稳定性。因而,近年来有关重金属污染、大气CO2浓度升高对植物的影响方面研究也越来越多。但是大多都集中在单因子作用对草本植物地上部分的研究,对这几个环境因子复合作用下木本植物根际土壤微环境的研究相对较少。因此,本文采用盆栽试验方法,以刺槐幼苗为研究对象,以开顶箱(Open top chambers,OTCs)系统为依托,系统的研究了大气CO2浓度升高和土壤Cd/Pb污染耦合对刺槐幼苗根际微生态环境的影响,研究结果表明:(1)大气CO2浓度升高对刺槐幼苗根系分泌物总可溶性糖、氨基酸、有机酸以及总酚酸含量表现为显著促进效应。重金属Cd或Pb在一定程度上可以促进总可溶性糖、氨基酸以及有机酸的分泌量,并且随着土壤Cd添加量的升高,其促进作用增强,但根系分泌总酚酸含量却随着土壤Cd添加量的升高,而呈现下降趋势。在土壤Cd/Pb复合条件胁迫下,刺槐幼苗根系受到的刺激作用增强,与相同浓度单独Cd作用相比,除总酚酸含量降低外,总可溶性糖、氨基酸以及有机酸含量均有明显的增加。在高浓度大气CO2和土壤Pb、Cd污染耦合作用下刺槐幼苗根系分泌总可溶性糖、氨基酸、有机酸以及总酚酸含量比单独重金属Pb、Cd以及单独CO2作用都高。(2)大气CO2浓度升高对土壤脲酶活性、脱氢酶活性、β-葡萄糖苷酶活性以及转化酶活性均表现为显著促进效应,而对天门冬酰胺酶活性却表现为抑制作用。土壤脲酶活性、脱氢酶活性、β-葡萄糖苷酶活性、转化酶活性以及天门冬酰胺酶活性在土壤重金属Cd或者Pb污染下,都出现了不同程度的降低趋势,这种降低趋势随着土壤Cd添加量的升高而增大。不同种类的酶对重金属污染敏感度也不同,其中β-葡萄糖苷酶活性、天门冬酰胺酶活性对Cd、Pb及Cd/Pb最敏感,转化酶活性最不敏感。与单独Cd或者Pb作用相比,Cd/Pb复合污染下,土壤酶活性降低,表明重金属复合污染对土壤生物活性胁迫增强。在大气CO2与重金属Pb、Cd及Cd/Pb耦合作用下,土壤脲酶活性、脱氢酶活性、β-葡萄糖苷酶活性以及转化酶活性较单独Cd、Pb及Cd/Pb都显著升高,表明高浓度大气CO2可以缓解重金属对土壤酶活性的抑制作用。(3)大气CO2浓度升高显著增加刺槐幼苗根际土壤细菌、真菌以及放线菌数量,同时对微生物量C、微生物商以及总微生物活性亦表现为显著促进作用。单独Cd、Pb及Cd/Pb对土壤细菌、真菌、放线菌数量、微生物量C、微生物商以及总微生物活性均表现为抑制作用,且随着土壤Cd添加量的增加其抑制作用增强;细菌对土壤Cd污染最敏感,放线菌次之。Cd/Pb复合污染对土壤微生物活性的抑制作用较单独Cd、Pb有所增强。与对照CO2浓度相比,在相同Cd、Pb及Cd/Pb污染水平下,高浓度大气CO2显著增加刺槐幼苗根际土壤中细菌、真菌和放线菌数量以及微生物量C、微生物商以及总微生物活性。(4)整体而言,大气CO2浓度升高可缓减土壤Cd、Pb污染对刺槐幼苗根际土壤微生态环境的逆向作用。