我国土壤的重金属污染情况日趋严重,其中重金属镉(Cd)元素在土壤中有较强的迁移能力,不仅给土壤生物带来毒害效应,也极易在植物中累积,进而通过食物链对人体健康造成伤害。传统基于重金属污染物总浓度的土壤质量评价方法常常不能真实反映污染物的潜在毒性效应,因此本研究采用室内模拟实验,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为研究对象,选取红壤为供试土壤,人工投加镉设计8个浓度梯度(0、3、6、12、24、48、72、96mg·kg-1),采用Ca Cl2浸提法、HAc浸提法、黑麦幼苗法来测定土壤中的有效态镉浓度,研究蚯蚓对土壤镉的富集及其体内的抗氧化系统:金属硫蛋白(Metallothionein,MT)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferases,GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPX)、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)在土壤重金属镉胁迫下的响应,进而探讨生物有效态镉与赤子爱胜蚓毒性效应之间的相关性。主要研究结果如下:(1)随着土壤Cd浓度的升高,各镉浓度处理下蚯蚓富集镉均显著(P<0.05)的高于对照组。且除土壤镉3mg·kg-1处理其余处理均极显著(P<0.01)高于对照组。在土壤浓度镉浓度范围(0-96mg·kg-1)条件下,蚯蚓体内富集镉与土壤镉含量呈极显著(P<0.01)正相关关系。(2)随着土壤Cd浓度的升高,蚯蚓体内的金属硫蛋白积累量增加,并在土壤镉浓度为12 mg·kg-1时开始显著高于对照组。蚯蚓体内金属硫蛋白含量与土壤镉含量呈极显著正相关关系。蚯蚓体内SOD酶活性呈现一个先升后降的倒U型趋势,且在土壤镉浓度为24mg·kg-1处理组蚯蚓SOD活性显著升高,在土壤Cd浓度为96mg·kg-1其活性显著降低,符合hormesis效应模型曲线;蚯蚓体内CAT活性在土壤镉浓度为6 mg·kg-1,12 mg·kg-1,24mg·kg-1时其活性显著高于对照组;蚯蚓体内GST酶活性呈现一个随土壤镉浓度升高而增强的趋势,并且在土壤镉浓度为24mg·kg-1时其活性开始显著升高;蚯蚓体内GPX酶活性在整个浓度梯度未出现显著变化。(3)本研究用Ca Cl2浸提法、HAc浸提法、黑麦幼苗法来测定的土壤有效镉的含量与蚯蚓富集镉,蚯蚓体内金属硫蛋白含量,GST、SOD活性均呈极显著正相关关系。基于以上研究结果,本文揭示了赤子爱胜蚓富集镉和其体内金属硫蛋白与土壤镉污染浓度具有很好的相关性,金属硫蛋白是可用于镉污染生态风险诊断的敏感且稳定的生物标志物,且氯化钙浸提法、醋酸浸提法、黑麦幼苗法测定的土壤有效态镉含量有希望能代替土壤总镉浓度作为赤子爱胜蚓的实际暴露浓度。