目前全球气候发生着变化,大气CO2浓度正逐步上升。大气CO2浓度的升高对生态环境及农业生产带来了很大的影响。并且土壤重金属问题也日益加重,严重威胁着我们的生态系统及人类健康。本研究以当前大气CO2浓度升高和重金属污染并存的两大环境问题为切入点,选用2个水稻品种（湘晚籼13号和深优957号）为研究对象,利用开顶式气室（Open Top Chamber,OTC）,设置两个CO2浓度（400ppm、600ppm）、三个镉污染水平（0、2mg/kg、10mg/kg）对水稻生长发育、光合特性以及品质安全展开研究,研究结果如下:（1）本试验范围内,不同Cd污染浓度下,植株均正常生长,叶片颜色正常,没有表现出毒害症状;Cd处理对湘晚籼13号水稻根部生物量、茎叶生物量、产量均无影响;Cd污染对深优957号水稻地上部茎叶生物量和产量无影响,但Cd污染（Cd2、Cd10）抑制了其根部生物量,分别减少了24.1%和29.0%。CO2浓度升高（600ppm）增加了湘晚籼13号和深优957水稻地上部茎叶干重,对这两个品种水稻根部生物量及产量影响不大。CO2浓度升高对不同Cd污染浓度（CK、Cd2、Cd10）下湘晚籼13号水稻茎叶干重增加比例分别为29.3%、25.6%和24.8%;对深优957号水稻茎叶干重增加比例分别为35.1%、19.9%和17.5%。湘晚籼13号和深优957号两个品种水稻对Cd都具有较强的耐性。CO2浓度升高增加了两个水稻品种茎叶生物量,其增加效应都表现在对Cd对照组（CK）的效应最大,随土壤Cd浓度升高这种增加效应减弱。（2）Cd污染和CO2浓度升高对湘晚籼13号和深优957号两个品种水稻叶片叶绿素含量无影响。不同浓度Cd污染对湘晚籼13号水稻叶片的净光合速率、胞间CO2浓度和水分利用率无影响,但降低了其叶片的气孔导度和蒸腾速率;Cd污染对深优957号水稻叶片的净光合速率、胞间CO2浓度和水分利用率、气孔导度和蒸腾速率均无影响。CO2浓度升高增加了不同Cd污染浓度（CK、Cd2、Cd10）下湘晚籼13号水稻叶片净光合速率,增加比例分别为41%、66.8%和86.1%,对深优957号水稻叶片净光合速率增加的比例分别为28.3%、8.4%、28.2%。CO2浓度升高显著增加了湘晚籼13号和深优957号水稻叶片胞间CO2浓度、水分利用率;降低了深优957号水稻叶片的气孔导度和蒸腾速率,但对湘晚籼13号水稻叶片的气孔导度和蒸腾速率无影响。CO2浓度升高增加了两个品种水稻叶片的净光合速率,进而增加了其地上部茎叶生物量。（3）Cd在两个水稻品种湘晚籼13号和深优957号各部位的累积规律一致,其含量依次为:根>茎>叶>稻米;且水稻体内各部位Cd含量随Cd处理浓度增加而增加,根中Cd含量增加幅度最大。本试验范围内,不同Cd浓度处理下,湘晚籼13号水稻各部位Cd含量都低于深优957号水稻各部位Cd含量;不同Cd浓度下,湘晚籼13水稻的稻米Cd含量均低于食品安全国家标准,而深优957号水稻在高Cd浓度（Cd10）处理时其稻米Cd含量达0.29mg/kg,超出食品安全国家标准值。CO2浓度升高对水稻Cd含量的影响因品种和部位不同而有差异。高Cd污染（Cd10）下,CO2浓度升高使得湘晚籼13号茎中Cd含量减小,但稻米中Cd含量增加,表明CO2升高增加了湘晚籼13号水稻的稻米污染安全风险,但仍低于食品安全国家标准值;也使得深优957号茎和叶中Cd含量都显著减少,但稻米中Cd含量无明显变化。CO2浓度升高对稻米Cd含量的安全风险的影响因水稻品种差异而不同。（4）Cd污染使得两个品种水稻中的大部分矿质元素含量降低。Cd污染降低了湘晚籼13号水稻根中铁（Fe）,茎中磷（P）、钙（Ca）、镁（Mg）、锌（Zn）,叶中P、Ca、Mg,稻米中钾（K）、Ca、Mg、Fe、锰（Mn）含量;Cd污染降低了深优957号水稻根中Ca、Mg、Fe、Mn,茎中Ca、铜（Cu）、Zn,叶中Ca含量。但高Cd浓度处理（Cd10）使得湘晚籼13号水稻根部Mg和Mn含量增加。CO2浓度升高也降低了Cd污染下水稻中矿质元素含量,CO2浓度升高使得湘晚籼13号水稻根中K、Cu、Zn,茎中Cu、Zn,稻米中Ca、Mn含量降低,CO2浓度升高使得深优957号水稻根中Zn,茎中Zn,叶中Fe,稻米中Mn含量降低。Cd污染和CO2浓度升高对水稻中矿质元素含量的影响因矿质元素种类不同、水稻品种不同以及水稻不同器官而有差异。Cd污染对两个品种水稻稻米中蛋白质含量影响不同,Cd污染对湘晚籼13号水稻稻米中蛋白质含量无影响,但减少了深优957号水稻稻米蛋白质含量。CO2浓度升高,对两个水稻品种稻米中蛋白质含量均无影响。