长期持续污染条件下植物种群的生态分化是当前污染生态学研究的重要方向。本研究以不同品种的蚕豆(分别以A,B,C表示)和玉米(分别以Z1,Z2,Z3表示)为实验材料,在大田模拟5种剂量水平(Pb40mg/kg、Pb250mg/kg、 Cd10mg/kg、Cd60mg/kg、Cd20mg/kg+Pb60mg/kg)重金属污染条件,从形态数量性状、生理生化指标和分子生态特征三方面分析两种植物的种群结构变化及生态分化。研究结果如下：(1)重金属污染条件下蚕豆和玉米种群形态数量性状依不同品种、不同污染浓度而不同,一些指标的变化存在显著差异,但又有一些特征的变化表现出一致性。从营养生长来看,总体上来讲重金属污染均造成了蚕豆和玉米种群植株的矮化现象,同时降低了蚕豆的第一结荚节高度和玉米的茎粗。从繁殖生长来看,蚕豆A、B品种在重金属污染处理下减少了种子数量却提高了种子质量,保证了每粒种子的竞争力,而C品种种子重量虽然下降但却增加了种子的数量,不同品种蚕豆在生存策略上表现出了一定的生态分化。玉米三个品种在重金属污染下繁殖生长指标变化规律也不相同,总体上来说重金属污染抑制了玉米的繁殖生长,并且对Z3品种的抑制作用尤为明显,这与系统摄动分析显示的z3品种抗性水平最小相吻合。(2)重金属污染下的蚕豆和玉米种群在生理生态方产生不同响应。在酶系反应系统方面,重金属污染使POD酶活性及MDA含量均发生了显著变化,这种变化因植物品种及污染浓度而不同。例如蚕豆A、C两个品种的POD酶活性在大剂量Cd污染处理下降低,小剂量Cd污染处理下升高,B品种在所有污染处理下POD酶活性均下降。玉米Z2、Z3品种在小剂量Pb和大剂量Cd污染下升高,而在其他污染条件下降低。不同品种蚕豆和玉米MDA含量在低浓度污染条件下下降,而在高浓度污染条件下上升。在资源获取方面,重金属污染条件下蚕豆和玉米普遍提高了叶绿素含量以保证有机物质的合成,但叶绿素荧光信息表明蚕豆和玉米Fv/Fm均呈下降趋势,说明重金属破坏了叶绿体微观结构,光合系统受损。在营养元素配置方面,不同品种的蚕豆和玉米面对重金属污染选择了不同的适应策略,例如蚕豆的A品种从增加繁殖上适应污染,B品种则从增强自身营养生长,抢占环境资源方面适应污染。重金属污染条件下玉米不同器官N、P含量变化趋势不同,但都增加了茎、叶中N含量,以保证自身的营养生长,便于在竞争中获得优势。在能量配置方面三个蚕豆品种都选择了减少营养器官能量的投入增加生殖器官能量的投入以保证污染条件下后代的质量,在增加生殖器官能量投入的初始阶段同时也增加了防御系统能量的投入,但随着生殖能量投入的不断增大,防御系统能量投入开始下降。玉米在重金属污染下随污染浓度的升高减少了茎、叶能量的投入而增加了根部能量的投入,有利于根部在逆境环境中完成吸收和固定作用。(3)ISSR分子标记结果表明,重金属污染对蚕豆和玉米种群遗传多样性的影响表现出多元化,其升高或降低因不同的品种、不同污染浓度、不同污染物种类而不同。污染条件下生物种群遗传多样性的变化不仅取决于物种对污染物的敏感程度,同时还与污染物的诱变效应大小、初始种群的数量大小以及初始种群遗传储备相关。通过对种群遗传距离的计算发现,重金属对蚕豆和玉米的遗传分化产生巨大影响,这种影响与植物品种、污染时间相关。结果还表明抗性水平越高的种群遗传结构受重金属污染影响越小,种群的遗传分化越小。(4)利用摄动分析对不同品种蚕豆和玉米的综合抗性进行比较,结果显示同一品种在不同浓度污染条件下的抗性水平不同,不同品种之间的抗性水平也存在差异。蚕豆三个品种综合抗性水平顺序为：B>A>C；玉米三个品种综合抗性水平顺序为：Z2>Z1>Z3相关性分析显示种群遗传多样性与种群变化特征呈负相关关系,其中Ne、H、I的相关系数均达到了极显著程度,能更可靠的反映种群遗传结构的变化。