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近年来,随着我国城市化水平的提高,城市内河污染问题日益突出。虽然河道水体治理技术已日趋成熟,但是底泥污染却难以根治,导致水体污染事故频发,底泥的治理修复成为河道治理的重点问题。传统底泥疏浚、异位处理的方法,不仅工程量巨大,而且容易产生二次污染。因此急需研发一种经济环保的底泥原位生态修复技术,以解决城市内河底泥污染难以治理的现实问题,符合十九大报告提出的生态文明建设和绿色发展的线路图。本研究针对目前城市内河底泥重金属污染严重问题,从环保和经济的角度出发,采用构建丛植菌根真菌-芦苇共生体系(AMF-PS)改进植物修复的方法,弥补传统植物修复适应性低、吸附量小的缺点。重点探究不同共生体系对复合污染底泥的响应和最优AMF-PS对不同浓度重金属的耐受情况。以共生体系芦苇的侵染率和生长发育参数为形态学指标,以芦苇叶绿素荧光参数和体内重金属含量为理化指标,筛选最佳共生体系;以形态学指标和理化指标结合重金属有效态在耐受实验过程中的变化情况,探究空白组(CK)和根内球囊霉-芦苇共生体系(Ri-PS)的最佳耐受浓度;结合底泥与芦苇的营养指标,根系对不同浓度重金属耐受的响应、重金属在植物体内的再分配情况以及植物根际底泥微生物的群落信息,综合分析Ri-PS提高芦苇对重金属耐受的作用机制。主要结论如下:(1)以摩西球囊霉(Fmo)、根内球囊霉(Ri)和细凹无梗囊霉(As)成功构建三种AMF-PS,分别为Fmo-PS、Ri-PS和As-PS。三组共生体系侵染率相似,其茎长和根长相比于CK组略长。(2)Fmo-PS、Ri-PS和As-PS在重金属复合污染底泥中31天的耐受筛选实验,结果表明,Ri-PS在促进芦苇生长、降低底泥重金属含量方面效果最优。耐受过程中三组共生体系并不会因为底泥的厌氧环境侵染率下降。共生体系构建可以促进芦苇生长发育,其中Ri-PS组效果最明显,在31天的耐受过程中该组茎长始终处于领先水平。Ri-PS和As-PS组的茎和叶、根部分重量和生物量均明显高于CK组,而CK组高于Fmo-PS,其中Ri-PS组根部分生物量比CK组高65.52%。Ri-PS组可以缓解芦苇光抑制效应,最大荧光值(F_m)为0.256,CK组仅为0.199。Ri-PS组芦苇对六种重金属均有较强的去除能力,主要是通过增加生物量达到去除目的。通过对比,Ri-PS共生体系在耐受筛选实验中表现最好,最终决定选择Ri-PS组作为优选实验组,用于后续实验。(3)Ri-PS组在不同浓度重金属底泥中78天的耐受实验,得到Ri-PS组对6种不同浓度重金属的去除效果,提出针对性的修复建议。研究发现Ri-PS各实验组侵染率保持在9%以上,在耐受周期的第Ⅱ阶段,芦苇茎长增长速率最快。Ri-PS和CK两组的F_m和F_v/F_m随着重金属浓度的升高呈显著的下降趋势,但相同浓度下Ri-PS组F_m高于CK组,而且Ri-PS组在Ⅵ-20浓度产生较大降幅,但相似的降幅CK组发生在Ⅳ-10浓度。Ri-PS组6种重金属在多数浓度下芦苇体内吸收重金属总量高于CK组。芦苇可主动控制Cd的吸收,在一定程度上控制Cr和Pb的吸收。耐受过程中Cd、Cu、Pb、Zn有效态浓度都有所下降,但是Ri-PS组和CK组没有明显区别。耐受实验后两个实验组底泥中重金属浓度都有所下降,而且多数Ri-PS组降幅比CK组高。其中Ri-PS组对Ⅲ-5和Ⅵ-20浓度时的Cr表现出较高去除率,分别为44.43%和35.02%。基于上述结果,若复合污染底泥浓度在Ⅲ-5到Ⅳ-10之间,建议单独使用芦苇作为修复植物;若底泥重金属浓度高于Ⅳ-10,则推荐使用Ri-PS修复,其中Ri-PS修复的最佳浓度介于Ⅳ-10到Ⅴ-15之间。(4)探究得到Ri-PS提高植物对底泥重金属耐受性的机理。相比于CK组,Ri-PS可以显著促进芦苇对N和P的吸收,消减底泥中N、P的含量。Ri-PS的构建消减了SOD、POD和CAT等抗氧化酶的产生量,缓解了芦苇体内活性氧分子的生成,提高了底泥重金属胁迫的耐受浓度。同时Ri-PS可以显著提升芦苇根际S-UE的活性,增强s DHA的活性,轻微提高S-ACP的活性,有助于加快底泥环境尿素、磷酸盐的分解速率。在低浓度时Ri-PS可以促进Cd、Cr、Ni、Pb向叶片转移,但在高浓度时,会减弱重金属向叶片转移,但对茎中重金属的调节能力不强。不同浓度芦苇根际微生物种群有显著差异,但是同种浓度不同实验组别微生物群落并没有明显差异,说明重金属浓度是影响微生物群落变化的主要原因。Simpson和Shannon指数的变化趋势表明在芦苇可耐受重金属范围内,菌剂会降低微生物群落多样性,但当浓度超过重金属耐受范围,菌剂会增加微生物多样性。