土壤是重金属污染的源和汇,随着人口增长和社会经济的发展,我国土壤重金属污染问题日益严重。我国水稻集中种植的南方区域,土壤中往往存在多金属复合污染,其毒性效应与单一重金属污染不同。水稻种植过程中交替进行的淹水和排水改变了土壤的氧化还原环境,进而影响着土壤中重金属的形态及其生物有效性,对多金属复合毒性效应更为复杂。研究水稻生长过程中复合重金属在土壤固相活性组分-土壤溶液-水稻体系的形态分布与迁移,明确多金属在土壤活性组分界面的竞争、对植物有效性的作用机理,有助于全面认识重金属在农田系统中的迁移转化过程,同时对农田系统重金属的农产品安全风险和土壤生态风险的评估提供支撑。因此,本文以Cd、Pb复合污染的棕红壤性水稻土为研究对象,通过盆栽实验研究水稻生长过程干湿交替条件下重金属的形态变化、不同浓度Pb对Cd生物有效性的影响,以多表面模型预测重金属形态及其随环境变化的响应,初步建立重金属植物有效形态与水稻籽粒中重金属浓度的关系。主要研究内容包括:（1）研究水稻种植期间交替淹排水影响下土壤中Cd、Pb的形态变化及其影响因素;（2）利用多表面模型预测水稻种植过程中氧化还原状态下自由态重金属Cd、Pb离子浓度;（3）探究水稻种植过程中各形态Cd、Pb浓度与籽粒中重金属浓度的相关性及Pb对Cd生物有效性的影响。主要结论如下:（1）水稻生育期内淹水过程中水层与上下土层pH、Eh、DOC等变化存在明显差异,排水后土层pH、Eh、DOC值较淹水后期变化不大。淹水初期随时间增加,水层pH先降低而后逐渐升高并趋于稳定,而土壤上下层pH变化趋势一致,均为先升高而后逐渐呈现平稳状态;整个淹水周期内水层Eh相对保持稳定,而土层Eh在淹水初期急剧降低后趋于稳定;水层DOC受施肥和农药影响在淹水初期和后期浓度较高,上下土层DOC值在整个淹水期内无明显变化,排水期DOC值较淹水期有略微下降。（2）稻田交替进行的淹水和排水过程中NO₃^-、SO₄^2-、溶解性铁锰均呈现先增后减并逐渐回复到淹水初期的浓度水平。淹水初期,水层和上下土层NO₃^-浓度升高,淹水中期回复到淹水初始水平;淹水排水期间水层和土壤溶液上下层SO₄^2-浓度变化趋势与NO₃^-一致,淹水20天内SO₄^2-浓度升高至最大值,后回落并趋于稳定;上下土层溶解性铁的浓度在淹水17天时达到最大值,水层变化滞后,淹水后期溶解性铁浓度降低并趋于稳定;底层溶解性锰在17天时达到最大值,上层土壤和水层的溶解性锰在35天左右达到最大。（3）各复合重金属处理中溶解态和自由态重金属Cd、Pb浓度变化趋势基本一致,均随淹水时间的延长浓度逐渐降低并趋于稳定。其中自由态Cd、Pb浓度分别占溶解态Cd、Pb的71.32%、83.97%。各形态重金属变化规律与pH升高、SO₄^2-还原为S^-并与重金属生成沉淀以及重金属与铁锰的共沉淀有关。（4）模拟和测定了溶解态和自由态重金属Cd、Pb的浓度,该浓度值均与糙米中的含量线性相关。多表面模型能较好地预测不同Pb、Cd浓度处理中溶解态和自由态Pb、Cd的浓度。水稻籽粒中Cd、Pb含量均随土壤Pb含量的增大而增加,除（3,0）处理中的Pb含量,其它处理籽粒中含量均超过食品安全标准值。淹水初期土壤中溶解态、自由态Cd浓度与成熟期水稻籽粒中Cd浓度均呈显著性相关（p<0.01,R²≧0.98）,表明供试土壤中溶解态、自由态Cd、Pb浓度均能反映其在水稻籽粒中的累积性,可为建立复合体系的土壤重金属农产品安全标准提供参考。