由于我国经济和生活水平的快速发展，大量氮磷营养物质随着富营养化水体废弃物的排放进入江河湖库中，导致水生态系统大面积退化，水体富营养化问题日益突出。一些富营养化水体中还含有镉、铬、汞、铅等有潜在毒害的重金属，当重金属浓度超标时，危及到水生生物的生存，并且重金属通过食物链对人们和动物的安全和健康也构成了严重威胁。目前，大型水生植物在富营养化和重金属污染水体生物修复中的应用已在国内外受到极大关注。本研究通过分析挺水植物慈姑(Sagittaria sagttifolia)、漂浮植物大藻(Pistia stratiote)、沉水植物穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)单一种植或组合种植对富营养化水体净化效果的影响，阐明高等水生植物与其根际微生物在富营养化水体中的净化作用。同时，模拟不同浓度梯度的重金属Cd2+、Cr6+、pb2+和Hg2+污染，重点从生理生化和根际微生物等方面，研究了Cr6+和Hg2+对大藻、慈姑和穗状狐尾藻的毒害效应，讨论了不同生活型水生植物对重金属胁迫的反应机制，并初步探索了Cr6+对大藻、慈姑和穗状狐尾藻根际微生物的影响以及4种重金属离子对大藻根际微生物的影响。　　 研究得到以下结果。　　 1.大藻、慈姑和穗状狐尾藻单一种植或组合种植对富营养化水体中的总氮(TN)和总磷(TP)去除效果明显，并且组合种植比单一种植能够维持更长时间的净化效果；植物根际细菌与TN的变化呈现显著的正相关关系，而真菌、放细菌与TN的去除关系不大；TP的去除与微生物的相关性不高，TP的去除主要是水生植物的作用；被净化水体中的细菌数量一直保持在低水平状态，说明水质有很大改善。　　 2.水体中Cr6+和Hg2+污染均对大藻、慈姑和穗状狐尾藻的光合作用、保护酶系统有破坏作用，但不同离子对同一植物或同一离子对不同植物的毒害效应既有共性又存在差异。大藻、慈姑和穗状狐尾藻的叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、硝酸还原酶(NRase)活性、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O2-)产生速率、细胞膜透性和脯氨酸含量随Cr6+和Hg2+浓度增大均先升后降，但不同物种不同生理生化指标达最大值时的重金属浓度各不相同。　　 3.原子吸收光谱分析结果表明穗状狐尾藻根、茎和叶中的Pb和Cr含量分别随介质中pb2+和Cr6+浓度增大而升高。Cr在穗状狐尾藻茎和叶中均以NaCl提取态为主，穗状狐尾藻根、茎和叶都能吸收和富集水体中的重金属。　　 4.在Cr6+的胁迫下，大藻根际微生物的耐受性表现为：好氧细菌>真菌>放线菌；慈姑和穗状狐尾藻根际微生物的耐受性表现为：好氧细菌>放线菌>真菌，而对氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌的影响表现出各自的特殊性。　　 5.Hg2+、pb2+、Cd2+、和Cr6+对大藻根际微生物的影响随微生物区系或生理类群和重金属的胁迫浓度的不同而不同；大藻根际的三大类微生物对本实验所选择的4种重金属表现出来的敏感性有一定差异，4种重金属对三类微生物的毒性表现为Hg2+的毒性最强，其次是pb2+，而三类微生物对Cd2+、Cr6+两种重金属的敏感性没有表现出明显的规律性，三类微生物对4种重金属的敏感性可表现为：放线菌>细菌>真菌；在4种不同重金属、不同浓度胁迫下，氨化、硝化、亚硝化和反硝化细菌的变化有特殊性，这表明了不同的微生物、微生物类群之间的耐受性和关系是非常复杂的。　　 根据这些结果，作者认为在利用大藻、慈姑和穗状狐尾藻对富营养化和重金属污染水体进行生物修复时，一方面水生植物有能力在污染环境中生存并净化水质，并与根际微生物协作，减缓污染毒害；另一方面水生植物在遭受富营养化和重金属污染后，在生物学症状、生理、根际微生物等方面都有响应。大藻、慈姑和穗状狐尾藻在富营养化和重金属污染水体修复中具有较好效果，其根际微生物在污水净化以及缓解重金属毒害方面也具有一定的应用潜力。