杀线剂噻唑磷和阿维菌素被广泛用于防治设施蔬菜根结线虫，施用量大且施用频繁，残留在土壤中。同时，在设施农业土壤中重金属镉积累明显，导致土壤中噻唑磷/阿维菌素与镉以复合污染状态存在。本论文研究了典型设施农业土壤复合污染特征以及噻唑磷/阿维菌素与镉单一、复合污染对非靶标陆生植物和微生物的生态效应，以期为设施农业土壤噻唑磷/阿维菌素与镉复合污染诊断提供快捷而有效的生物标记物，并为其生态风险评估提供理论与方法。本论文的主要研究结果如下：　　 (1)调查分析了典型设施菜地土壤中抗生素、重金属及常用农药的污染特征。结果表明，典型设施菜地土壤中抗生素污染严重，以四环素类抗生素污染为主，其中单体最高达391μg/kg；土壤中喹诺酮类抗生素的污染不容忽视，检出率均大于55％，且个别大棚土壤诺氟沙星和氧氟沙星含量竟分别高达373.7和643.3μg/kg。该典型设施蔬菜土壤中Cd积累明显，平均含量为1.1 mg/kg，Cu、Zn、Hg含量远高于自然背景值具有一定的积累，也不容忽视。农药残留也较普遍，总体上滴滴涕和六六六等有机氯类农药残留水平较低，但个别土壤中硫丹含量较高，达1013μg/kg；检出的其它残留农药有噻唑磷、毒死蜱、呋喃丹、氯氰菊酯和三氟氯氰菊酯，平均含量在50～131μg/kg之间，其中氯氰菊酯的检出率较高。　　 (2)优化并建立了土壤噻唑磷残留检测方法。利用固相萃取-高效液相色谱-PDA(二极管阵列检测器)方法实现了土壤中噻唑磷残留的检测，土壤添加回收率约75%，方法检出限为35 ng/mL。　　 (3)本研究首次利用双向电泳(2-DE)技术研究了小麦在萌发阶段对杀线剂噻唑磷和阿维菌素胁迫的分子响应机制。双向电泳及质谱鉴定结果显示，代谢类和防御/解毒类蛋白发生显著变化。在这两种杀线剂胁迫下，不同功能的蛋白被不同程度地上调或下调以建立一个适应胁迫环境的稳定状态。阿维菌素和噻唑磷胁迫均诱导产生了特有的胁迫响应蛋白。阿维菌素特有的胁迫响应蛋白有腺苷高半胱氨酸酶、半胱氨酸合酶、腺苷琥珀酸合成酶和微小染色体维持蛋白。噻唑磷特有的胁迫响应蛋白有脂酰CoA还原酶，DEAD-BOX-ATP酶-RNA解旋酶、类FIM蛋白、waxy B1、抗锈病激酶Lr10、假定In2.1蛋白、视网膜母细胞瘤相关蛋白1、腺菅蛋氨酸：磷酸乙醇胺甲基转移酶、二氢吡啶二羧酸合成酶和类花粉过敏原蛋白。这些特有的胁迫响应蛋白具有作为生物标记物的潜力，其中假定In2.1蛋白由于在mRNA水平被调节，因此其作为诊断植物发生噻唑磷胁迫的生物标记物的可能性更大。　　 (4)揭示了噻唑磷/阿维菌素与镉复合污染对小麦幼苗生长及生理生化活性影响规律。结果表明：噻唑磷和镉复合污染对小麦幼苗生长及生理生化过程有显著的联合效应，阿维菌素与镉复合污染对小麦幼苗根伸长有显著的联合效应，对叶伸长及生理生化过程的影响没有显著的联合效应。低浓度镉减小了噻唑磷对小麦幼苗的毒害，高浓度镉加大噻唑磷对小麦幼苗的毒害；而低浓度镉几乎不影响阿维菌素对小麦幼苗的毒害作用，而高浓度镉加大阿维菌素的毒害作用。小麦幼苗在噻唑磷/阿维菌素与镉复合污染下受到的氧化胁迫伤害比噻唑磷/阿维菌素单独处理的更严重。证实了有机污染物与镉复合污染对小麦幼苗生理生化水平上的联合效应随污染物的不同浓度组合、不同的作用部位以及不同的污染物而不同。　　 (5)阐明了噻唑磷与镉复合污染对土壤微生物的影响与噻唑磷的降解作用，提出了微生物标记物。结果表明推荐施用剂量的噻唑磷不影响土壤脲酶的活性，而脲酶活性随噻唑磷施用剂量增大而减小，成一定的剂量-效应关系，脲酶可以作为土壤噻唑磷污染的生物标记物。在一定程度上镉可加大噻唑磷对土壤脲酶活性的抑制率。低浓度的噻唑磷显著地激活了脱氢酶的活性，而较高浓度噻唑磷显著地抑制了脱氢酶的活性；镉与高浓度噻唑磷复合处理显著地激活了脱氢酶的的活性，并且激活作用持续的时间随噻唑磷浓度增大而延长。噻唑磷与镉复合污染对脱氢酶的交互作用以拮抗作用为主。噻唑磷在低施用剂量下降解较快，在高施用剂量下降解缓慢；在一定程度上，重金属镉加快了噻唑磷的降解。PCR-DGGE结果表明，单倍推荐施用剂量几乎不影响微生物群落结构，较高剂量噻唑磷显著改变了微生物群落结构，降低了种群多样性。在试验条件下，噻唑磷与镉复合污染对土壤微生物群落结构的影响主要是噻唑磷效应。红球菌、棘阿米巴内生菌及副衣原体有可能作为土壤噻唑磷、或噻唑磷与镉复合污染的微生物标记物。　　 (6)揭示了阿维菌素与镉复合污染对土壤微生物的影响及其标记物。结果表明，阿维菌素抑制脲酶活性，阿维菌素与镉复合处理与阿维菌素单因子处理对脲酶活性的影响无显著性差异，但是单倍推荐施用剂量阿维菌素与镉复合处理对脲酶活性有一定的抑制作用。阿维菌素对土壤脱氢酶呈先刺激后抑制的作用趋势。阿维菌素与镉复合处理对脱氢酶的影响也呈先刺激后抑制趋势，但在处理前期镉可延长阿维菌素对脱氢酶的刺激作用，在处理后期镉加大阿维菌素对脱氢酶的抑制作用。PCR-DGGE结果表明，高剂量的阿维菌素单一及与镉复合处理显著地改变了土壤微生物群落结构。二者具有较高的相似性系数，阿维菌素与镉复合污染对土壤微生物群落结构的影响主要是阿维菌素效应。变形菌门细菌Lysobacter sp.和Pelomonas saccharophila可以作为土壤阿维菌素污染或阿维菌素与镉复合污染的微生物标记物。