随着工业化、城市化、农业现代化的发展,向土壤中排放的重金属逐年增加,土壤重金属污染已经成为威胁人类健康、影响人类生活质量的环境问题和社会问题。杨树是世界上平原地区分布最广、适应性最强、栽培面积最大、木材产量最高的树种之一,也是我国北方营造防护林和速生用材林的主要树种之一。由于杨树一般都营造于田间路旁等作为公路行道树和园林景观树种,更容易受到重金属污染。随着杨树栽植面积的不断增加,其病虫害问题也日渐严重。在重金属胁迫下杨树害虫的发生趋势鲜见报道。本研究以1年生杨树扦插盆栽苗为试验材料,以3种不同质量分数的重金属镉(Cd、1.0、3.0、6.0 mg·kg-1)、铜(Cu、400、700、1000mg·kg-1)处理土壤,用处理后的土壤盆栽扦插苗,研究重金属胁迫下杨树幼苗生物量和叶片内防御蛋白酶活性的变化,以及对舞毒蛾生长发育和排毒代谢的影响。探讨在重金属污染胁迫下,林木组成抗虫性的变化,以及林木害虫的发生趋势,为在重金属胁迫情况下采取适当防控措施,控制杨树害虫危害提供理论依据。研究结果如下:1、不同质量分数Cd、Cu胁迫在杨树叶片内的富集及其对杨树生物量的影响。用不同质量分数的Cd、Cu处理60d后,Cd、Cu处理在杨树叶部存在富集情况,且富集量与处理浓度成正相关性,即与对照组相比,随着Cd、Cu质量分数的增加,各个处理组在杨树叶部Cd、Cu的富集量显著升高(P<0.05)。不同质量分数Cd和Cu处理对杨树幼苗的茎鲜重、茎干重、根鲜重、根干重、总鲜重、总干重、株高和根长都表现出一定的抑制作用。随着Cd、Cu质量分数的增加,对杨树生物量的抑制作用增强。高质量分数的Cd、Cu处理和对照相比表现显著的抑制作用(P<0.05),但中、低质量分数Cd、Cu处理和对照相比差异不显著(P>0.05)。2、不同质量分数Cd、Cu胁迫对杨树防御蛋白活性的影响。随着重金属Cd、Cu处理质量分数的加大与作用时间的延长,叶片中防御蛋白酶的活性呈现规律性变化。重金属胁迫30～40d后,中、高质量分数Cd、Cu处理样叶中的防御蛋白CAT、SOD、PPO、PAL、CI、TI活性显著高于对照(P<0.05),在第40天时达到最大,低质量分数Cd、Cu处理与对照相比差异不显著(P>0.05);处理50～60d后,高质量分数Cd、Cu处理样叶中防御蛋白CAT、SOD、PPO、PAL、CI、TI活性显著低于对照(P<0.05),中、低质量分数Cd、Cu处理与对照相比差异不显著(P>0.05),在第60天的时降到最小。3、不同质量分数Cd、Cu胁迫下杨树幼苗对舞毒蛾幼虫生长发育及排毒代谢酶的影响。Cd、Cu胁迫对舞毒蛾3龄、4龄幼虫生长发育和排毒代谢酶均影响显著(P<0.05),高、中、低三种质量分数Cd、Cu对舞毒蛾幼虫平均体重、蛹重均有显著的抑制作用(P<0.05),随着Cd、Cu质量分数的增加,舞毒蛾幼虫的存活率、化蛹率和成虫羽化率明显降低。中、高质量分数Cd、Cu处理组,舞毒蛾3龄幼虫体内SOD、ACP和AKP酶活性和对照组相比显著降低(P<0.05),低质量分数Cd、Cu处理和对照组相比下降不显著P>0.05)。而POD和GSTs酶活性变化恰恰相反,中、高质量分数Cd、Cu处理组,舞毒蛾3龄幼虫体内POD和GSTs酶活性和对照组相比显著升高(P<0.05),低质量分数Cd、Cu处理和对照组相比升高不显著P>0.05)。中、高质量分数Cd、Cu处理下,舞毒蛾4龄幼虫体内SOD、POD、ACP、AKP和GSTs酶活性和对照组相比显著降低(P<0.05),低质量分数重金属处理和对照组相比下降不显著P>0.05)。综上所述,高质量分数Cd、Cu胁迫对杨树生长有显著的抑制作用,对其叶内防御蛋白酶活性有显著的干扰作用。高、中、低质量分数Cd、Cu对舞毒蛾幼虫生长发育抑制作用显著,中、高质量分数Cd、Cu幼虫体内的排毒代谢酶干扰作用显著。说明杨树及舞毒蛾对重金属污染胁迫都存在明显的密度响应,在害虫防控生产实践中应依据重金属污染程度采取适当的治理措施。该研究结果为我国森林生态健康以及重金属污染情况下森林病虫害的综合治理提供科学依据和理论基础。