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三峡库区建成后，长时间的水淹使消落区植被退化严重，从而造成库区内消落带水土流失、环境污染等一系列问题。调查结果显示，镉是三峡库区表层土壤污染最严重的重金属元素，存在区域性轻度污染及点状中度以上污染；然而长江水系沉积物中的镉存在连续的中至重度以上污染，而且生物有效性较强，对库区消落带的土壤-植物生态环境具有较大的负面影响。因此，消落带植被恢复与重建过程中选择耐水淹或耐水湿物种的同时，关注这些物种对重金属镉的生长、光合响应，尤其是对重金属镉的耐性和积累能力，对三峡库区生态环境保护、消落带土地利用规划具有重要现实意义。
本实验在三峡库区生态环境教育部重点实验室研究基地中进行，分别对营养液培养条件下的垂柳和旱柳幼苗、盆栽条件下的秋华柳和枫杨当年实生幼苗开展研究，测定了四种木本植物的生长、光合特性或叶绿素荧光特性、植物各部分的镉含量，并评价了四种木本植物对重金属镉的耐性、转移能力及积累能力，以明确四种木本植物是否可以用于三峡库区消落区或表层土壤重金属镉污染区域的植物修复。主要结论如下：
营养液培养下，垂柳和枫杨幼苗耐性指数(Ti)随着营养液镉浓度的增加而下降，垂柳在镉浓度为10 mg/L时、旱柳在镉浓度为20 mg/L时耐性指数仍达到73.11、78.61，具有很高的镉耐性(Ti＞60)。垂柳幼苗净光合速率(Pn)在镉浓度为5 mg/L时、旱柳幼苗净光合速率在10 mg/L时与对照相比显著上升(P＜0.05)，而后随着镉胁迫浓度的增加而显著下降(P＜0.05)，净光合速率的下降主要是气孔限制因素引起的。10 mg/L时垂柳幼苗Pn仍有对照植株的86.47％，而旱柳幼苗更是在20 mg/L时还具有对照的73.46％。四个镉胁迫组中，旱柳和垂柳镉含量主要表现为根＞茎＞叶，垂柳转移系数(Tf)介于0.024～0.15之间，旱柳转移系数介于0.079～0.514之间，镉浓度为20 mg/L时垂柳和旱柳地上部分平均镉积累浓度分别达到150.49 mg/kg和436.6 mg/kg。结果表明，垂柳和早柳萌条镉浓度小于10 mg/L时具有较强的生长适应性和光合适应能力，镉耐受性较高；旱柳向地上部分转移镉的能力和地上部分积累镉的能力均大于垂柳。旱柳更具有修复土壤镉的潜力。
通过对盆栽条件下秋华柳和枫杨生长、根茎叶镉含量的研究发现，秋华柳和枫杨幼苗耐性指数在土壤镉浓度为10 mg/kg时分别为91.72和91.62，与对照相比无显著变化。除对照外，秋华柳幼苗各部分镉含量为叶＞根＞茎，转移系数介于0.789～1.513之间，茎、叶镉积累量在镉浓度为10～20 mg/kg时最高分别为61.73 mg/kg、163.04 mg/kg；枫杨幼苗各部分镉含量为根＞茎＞叶，转移系数介于0.037～0.044之间，远远小于秋华柳，茎、叶镉积累量在镉浓度为10～20 mg/kg时最高分别为7.9 mg/kg、5.25 mg/kg。研究结果表明，秋华柳和枫杨幼苗在土壤镉浓度为10 mg/kg时具有很高的生长适应性和镉耐性，秋华柳根吸收的镉向地上部分转移能力、地上部分积累镉的能力都远远大于枫杨。秋华柳在三峡库区消落带镉污染严重的地区具有很高的应用潜力。
通过对盆栽条件下秋华柳和枫杨光合特性和叶绿素荧光特性的研究发现，镉胁迫组秋华柳和枫杨幼苗的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率与对照相比显著下降(P＜0.05)，秋华柳和枫杨幼苗在镉浓度为10 mg/kg时具有对照的75.79％、76.56％。秋华柳幼苗胞间CO2浓度(Ci)逐渐升高，而气孔限制值(Ls)逐渐下降，说明秋华柳净光合速率的下降主要是由非气孔限制因素引起的；枫杨幼苗胞间CO2浓度(Ci)先升高再下降，而气孔限制值(Ls)先下降再上升，说明10 mg/kg时枫杨幼苗Pn的下降主要是由非气孔限制因素引起的，大于10mg/kg时杨幼苗Pn的下降主要是气孔限制因素引起的。随着土壤镉浓度的增加，秋华柳和枫杨幼苗的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光化学有效量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际的电子传递的量子效率(ΦPSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(qP)及枫杨幼苗的非光学淬灭(NPQ)逐渐降低，而秋华柳幼苗的NPQ则逐渐上升，尤其以Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR下降幅度大。结果表明。镉胁迫使秋华柳和枫杨幼苗开放的反应中心捕获激发能的效率和电子传递速率显著下降，但在镉浓度为10 mg/kg时，仍能表现出较高的光合能力，具有一定的光合适应性。研究进一步证实秋华柳和枫杨幼苗对镉具有很好的耐受性。
研究证实，旱柳和秋华柳在三峡库区消落区或表层土壤镉污染区域具有很大的应用潜力，但用于植物修复之前还需要更长时间的野外实验进一步证实。