2011年通过的《三峡后续工作规划》把"库区生态环境建设与保护"列为六大目标之一,而如何发展合适的生态治理技术以解决库区生态环境安全问题已引起多方关注,并日益成为工作的重点、难点和热点。三峡水库消落区生态环境问题最为集中、最为严峻、最难解决且急需治理的是中(15-25°)、陡(25-75°)土坡消落区,采取何种生态治理模式鲜有报道;同时,三峡库区生态屏障区土壤重金属污染十分严重,如何有效筛选耐重金属农作物,在保障移民经济收入的同时,改善库区土壤生态安全,在当前具有十分重要的实践意义。因此,本论文在充分调研基础上,从以下两个方面开展研究。一是从工程设计、植被恢复、景观效果等方面,探讨对三峡水库中、陡土坡消落区等高种植生态治理模式;二是选择黄豆、绿豆等三峡水库生态屏障区主要农作物,分析其对铬(Cr6+)胁迫的生理响应。主要研究结果如下:(1)在对三峡水库消落区生态环境问题充分调研的基础上,提出了三峡水库中(15-25°)、陡(25-75°)土坡消落区等高种植生态治理模型的概念,重点阐述了生态治理模型的设计构造及工作性能。通过生态治理模型整体框架结构,提高中、陡土坡生态系统地表基底稳定性;通过等高种植平面绿化技术、土工格室垂直绿化技术,提高消落区植被覆盖率和土壤肥力;通过不同高层区段消落区适宜植物"乔-灌-草-藤(177-170m)、"灌-草-藤"(170-160m)、"草-藤"配置(160-145m),对消落区的生物多样性、植被覆盖率及景观层次起提高作用。同时,根据具体情况具体分析,对模型设计方案进行优化:一方面,模型材料可替代。一是混凝土材料可用新型生态环保材料替代;二是土壤基质可用植生袋等基质替代。另一方面,模型结构可灵活。一是可取消连接板,降低造价成本;二是可取消单体横向连接,降低维护成本。(2)黄豆对铬胁迫的生理响应的结果表明:黄豆幼苗对Cr6+的积累能力与处理浓度呈正比。其叶片富集的Cr6+在细胞壁分布最多(37.14%-63.52%),线粒体和叶绿体最少(<12%)。根组织在1 064、1 404、1 635、2 924、3 417 cm-1等处峰高呈先升后降的变化趋势,可能是在低Cr6+浓度,通过增加糖类和氨基酸等有机物含量来响应Cr6+胁迫;茎组织在1 072、1 427、1643、2 924、3 387 cm-1等处峰高呈现不显著变化趋势;叶组织在1110、1 396、1651、2 924、3 433 cm-1等处峰高先降后升,表明叶中一些富含O-H小分子有机物质(碳水化合物),被运输到根部螯合Cr6+来响应低Cr6+胁迫。研究结果表明,黄豆幼苗能有效地吸收土壤中的Cr6+,在Cr6+污染土壤植物修复技术领域,拥有潜在的利用价值。(3)绿豆对铬胁迫的生理响应的结果表明:绿豆幼苗各组分吸附重金属前后的峰形基本不变,只有某些参与重金属吸附的官能团如羟基(3 328～3 361 cm-1)、羧基(1402～1440 cm-1)、酰胺基(1 620～1645 cm-1)等的吸收峰发生了不同程度的位移。植物根中与植物生理有关的化学成分的特征峰大多数随重金属浓度增加而降低。绿豆幼苗茎、叶在各浓度重金属处理下与植物生理有关的化学成分的特征峰大多数都比对照高或接近于对照。绿豆幼苗对Cr6+的积累地上部分(茎、叶)明显低于根部,植物地上部分的铬含量随铬处理浓度的增加而增加。当外源铬浓度达到100 mg/L时,绿豆幼苗生长11天后,地上部分富集铬量达到最大值,为1898.07 mg/kg。综合分析,绿豆幼苗对重金属污染土壤的具有一定的修复效果和耐受能力。绿豆幼苗在Cr6+污染的土壤中植物修复技术领域,拥有潜在的利用价值。