杨树以生长速度快、根系发达、生物量大、有较好经济价值且对土壤重金属镉(Cd)和铅(Pb)具有良好的修复性和耐受性等特点,成为土壤重金属污染修复的候选树种之一。但不同杨树品种对于重金属的修复能力和耐受性具有较显著的差异。为筛选和了解杨树品种对Pb、Cd的不同耐受性和修复效果,本文选择南林95杨、南林895杨和南林3412杨为试验材料,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)、光合作用仪、叶绿素荧光仪等测定了三种杨树对Pb和Cd的吸收量、光合特性和叶绿素荧光参数等指标,对Pb单一胁迫和PbCd复合胁迫下三种杨树生长、光合作用、抗氧化保护酶系统以及三种杨树各器官对Pb、Cd的富集特性的影响进行了系统的研究,探讨了三种杨树对胁迫的生理响应机理。取得了如下主要研究结论:(1)Pb单一胁迫和Pb-Cd复合胁迫对南林95杨、南林895杨和南林3412杨的生长指标和外观的影响。Pb单一胁迫和Pb-Cd复合胁迫对三种杨树苗高、地径以及生根数量受到胁迫的影响均较小;南林95杨叶片有明显的枯黄点;它们的根、茎、叶生物量和根系活力均随胁迫浓度的增加而减少,同时Cd的加入对Pb表现为不显著的协同作用。在三种杨树中,南林95杨受胁迫的影响较南林895杨和南林3412杨大。(2)Pb单一胁迫和Pb-Cd复合胁迫对南林95杨、南林895杨和南林3412杨的光合特性的影响。在Pb胁迫和Pb-Cd复合胁迫下,三种杨树叶绿素a随胁迫浓度升高而呈现先增加后减少趋势,叶绿素b大体呈现下降趋势;随着胁迫浓度的增加,三种杨树Pn、Gs和Tr值均减少,而Ci则增加;叶片叶绿素荧光参数均随着胁迫浓度的增加而呈现下降趋势,同时Pb-Cd复合胁迫对三种杨树叶绿素含量和光合作用的影响中,Cd的加入对Pb的作用无规律,且均无显著影响;叶绿素荧光参数中Cd对Pb大致表现为协同作用。Pb和Cd胁迫对三种杨树的光合特性的影响中,南林895杨受到胁迫的影响较小,其次是南林3412杨,最后为南林95杨。同时,Pb和Cd胁迫对叶绿素荧光参数动态影响中,低浓度胁迫时各参数随时间变化幅度较小,高浓度时则相反。(3)Pb单一胁迫和Pb-Cd复合胁迫对南林95杨、南林895杨和南林3412杨均会促进抗氧化保护酶的形成。三种杨树SOD和POD的活性随着Pb、Cd胁迫浓度增加而显著增加;CAT活性在低浓度时增加,高浓度时减少。南林895杨的SOD、CAT和POD受到Pb单一胁迫和Pb-Cd复合胁迫的影响较小,但其受到Cd的影响显著。在Pb单一胁迫下,三种杨树的MDA随胁迫浓度增加而增加,均出现膜脂过氧化现象。在Pb-Cd复合胁迫中,Cd的加入减缓了胁迫伤害,三种杨树随着Cd的加入,对Pb表现为显著的拮抗作用。在Pb单一胁迫下,随着胁迫浓度的增加,三种杨树的可溶性蛋白质含量均随之增加;Pb-Cd复合胁迫下,Cd对Pb表现均为拮抗作用,其中南林95杨中Cd对Pb的拮抗作用显著,南林895杨和南林3412杨中不显著。南林895杨表现出较好的耐受性,其次是南林3412杨,最后为南林95杨。(4)南林95杨、南林895杨和南林3412杨对Pb的积累量各占总积累量的比例和分配规律是:根>叶>茎;同时三种杨树对Cd的积累也集中在地下部分。三种杨树的富集系数和转运系数均小于1。南林895杨和南林3412杨较南林95杨具有对Pb和Cd污染土壤进行植物修复的实践价值。(5)南林95杨、南林895杨和南林3412杨对Pb单一胁迫和Pb-Cd复合胁迫的耐受性的综合评价。运用主成分分析和隶属函数分析法对三种杨树在Pb单一胁迫和Pb-Cd复合胁迫下的耐受性进行综合评价,结果表明,三种杨树耐受性依次为:南林895杨>南林3412>南林95杨。