随着我国设施蔬菜生产的迅速发展，设施土壤和蔬菜中重金属污染问题逐渐成为人们关注的焦点。本文以南方典型塑料大棚设施蔬菜产地-南京，北方种植历史悠久的典型日光温室设施蔬菜产地-寿光，以及南北交汇处种植历史同样悠久的塑料大棚+日光温室设施蔬菜地-铜山为研究对象。前者产地土壤类型为水耕人为土，后两者产地为潮湿雏形土。通过问卷调研，各类环境样品采集和分析测定，系统研究了设施蔬菜产地的环境管理现状以及该农业系统中重金属的时空分布特征、污染现状、来源、植物可利用性以及健康风险;并探讨了研究区域耕作模式（传统和有机模式）、土壤类型（水耕人为土和潮湿雏形土）、种植年限、设施类型（塑料大棚和日光温室）以及轮作制度（菜-菜轮作和稻-菜轮作）等对设施蔬菜系统重金属环境行为的影响;最后基于环境管理现状和重金属的环境行为，提出了设施蔬菜系统重金属的调控对策。本文的主要研究结果如下:　　(1)各典型区域设施蔬菜种植的施肥量均很高，最常用的复合肥各区域施用量无明显差异，约为3 t ha-1yr-1，而有机肥的施用量则因区域不同而差异较大，施用量范围约为15到447 t ha-1yr-1。经肥料施用带入设施土壤中N的量较大，在323-5760 kg ha-1yr-1之间。土壤中N流失后导致了南京和铜山灌溉地表水中全氮含量分别达到3.7和5.3 mg L-1，超过了地表水质量Ⅴ级标准值2 mg L-1;类似地，寿光灌溉地下水中硝酸盐达到了63.3 mg L-1，仅达到了地下水质量Ⅴ级标准值范围＞30 mg L-1。研究区域的设施蔬菜产量普遍呈逐年下降趋势，相关的政府补贴政策也普遍缺乏，设施蔬菜生产者的经济收入则因地区不同而悬殊较大，其2010年人均纯收入在6682和27294元之间。设施蔬菜产地的社会管理手段也较有限且缺乏力度，如农药和肥料等农用物资施用未实现统一化管理，蔬菜质量控制手段有限，农业技术推广服务效率较低，且研究区内受访农户中接受过技术指导的不足30％。　　(2)设施蔬菜生产主要引起了Cd，Cu和Zn在设施土壤中的普遍积累，各基地设施土壤中Cd，Cu和Zn含量与设施周边露天土壤中的相比，增量范围分别在0.03-0.32，5.6-9.4和9.0-41.9 mg kg-1之间。有机蔬菜基地设施土壤中同样也出现了明显地Cd和Zn的积累，其设施土壤中的Cd和Zn含量与设施周边露天土壤的相比，增量分别达到了0.06和17.4 mgkg-1。设施土壤中Cd，Cu和Zn的含量普遍随着种植年限或利用强度的增加而增长，且设施蔬菜生产引起的水耕人为土中Cd，Cu和Zn的年均富集速率普遍比潮湿雏形土中明显地高。如土壤类型以水耕人为土为主的有机蔬菜基地土壤中Cd，Cu和Zn的年均富集速率大约为0.012，1.50和3.00 mg kg-1，而以潮湿雏形土为主的铜山，日光温室内土壤中Cd，Cu和Zn的年均富集速率则为0.004，1.707和2.158 mg kg-1。同一产地，Cd, Cu和Zn在日光温室内设施土壤中的积累普遍比塑料大棚中的更明显，如铜山日光温室内设施土壤中Cd，Cu和Zn的含量与该地塑料大棚中的相比，增量分别为0.03，5.9和11.7 mg kg-1。相较于菜菜轮作制度，稻菜轮作可缓解设施土壤中重金属如Cd的积累趋势，如铜山基地菜菜轮作下设施土壤中的Cd含量随着种植年限增加不断增长，而稻菜轮作下不同年限间设施土壤中的Cd含量无显著差异。相较于Cd, Cu和Zn，Hg和Pb只在个别基地的设施土壤中出现积累。　　(3)总体上来说，研究区设施土壤中As，Cu，Pb和Zn含量的地累积指数值分别在-3和0，-1.5和1.5，-1.5和2以及-1和1之间，其污染程度均处于无污染到中度污染之间，但个别基地的一些设施土壤样品中Cd和Hg含量的地累积指数值超过了3达到重度污染水平。设施蔬菜土壤中Cd，Cu和Zn的积累主要与大量有机肥的施用有关。个别基地设施土壤中高含量的Hg和Pb则可能与设施蔬菜生产之前，水稻生产历史上曾使用含汞、含铅农药有关。然而，Hg和Pb的来源仍然有待进一步确认。　　(4)设施蔬菜土壤中CaCl2-Cd，CaCl2-Cu，CaCl2-Pb和CaCl2-Zn普遍与土壤pH呈显著负相关，个别碱性土地区如寿光设施土壤中CaCl2-Cd，CaCl2-Cu和CaCl2-Zn还与土壤中对应重金属全量呈显著正相关。设施土壤中有效态重金属尤其是CaCl2-Cd和CaCl2-Zn普遍随着种植年限的增加而增长，设施土壤pH则随着年限增加而下降;设施蔬菜生产引起的水耕人为土pH年下降幅度以及CaCl2-Cd和CaCl2-Zn年均富集速率均明显地要比潮湿雏形土中的高很多。如土壤类型以人为土为主的一南京设施蔬菜传统耕作基地设施土壤中CaCl2-Cd和CaCl2-Zn的年均富集速率约为0.007和0.28 mg kg-1，土壤pH年下降幅度约为0.2，而以潮湿雏形土为主的寿光设施土壤中CaCl2-Cd和CaCl2-Zn的年均富集速率则约为0.0002和0.001mg kg-1，土壤pH年下降幅度约为0.02。相较于传统设施蔬菜生产，有机设施蔬菜种植一定程度上可以减缓土壤pH值下降，从而可以抑制土壤中有效态重金属含量的增长。如南京有机基地设施土壤pH平均值为6.6，而该地各传统基地设施土壤pH平均值则在5.0-5.7之间;有机基地设施土壤CaCl2-Cd，CaCl2-Cu，CaCl2-Pb和CaCl2-Zn含量平均值分别为6.8，49.7，4.7和181μg kg-1，而各传统基地设施土壤中对应的有效态重金属含量平均值分别在24.8-40.2，51.2-134，6.5-30.7和737-1670μgkg-1。同一产地，日光温室内土壤酸化现象以及重金属有效态含量普遍比塑料大棚中的更明显更高一些。如铜山，日光温室内设施蔬菜土壤pH值总体上比塑料大棚中的低0.2，日光温室内土壤中CaCl2-Cu和CaCl2-Zn含量平均值分别要比塑料大棚中的高16.0和102.0μgkg-1。相较于菜菜轮作制度，稻菜轮作可缓解设施土壤酸化以及重金属有效态如CaCl2-Cd随年限增长的趋势。　　(5)整体上看，多数设施蔬菜的重金属含量处于安全阈值内，但一些产自人为土的叶菜如芹菜、莴苣、青菜和苦苣中出现了Cd含量超标并对成年人和儿童均存在健康风险，且对儿童的健康风险高于对成年人。设施土壤pH随着蔬菜种植年限增加而下降以及土壤CaCl2-Cd含量的增加导致Cd的植物可利用性提高，进而加重蔬菜中Cd污染以及健康风险。如上所述水耕人为土中pH年下降幅度以及CaCl2-Cd年均富集速率均远远高于潮湿雏形土，这也是Cd含量高且存在健康风险的叶菜均产自人为土的主要原因。有机设施蔬菜种植因可缓解土壤pH下降抑制重金属有效态含量的增长，从而可在一定程度上降低蔬菜对重金属尤其是Cd的吸收。如南京有机蔬菜基地各类叶菜中Cd含量平均值在0.009-0.045 mgkg-1之间，而该地传统基地各类叶菜中Cd含量平均值则在0.010-0.512 mg kg-1之间。铜山地区，设施类型与轮作制度则对蔬菜中重金属的含量及其健康风险无明显影响。不过值得注意的是该地产自日光温室的番茄对Pb存在高吸收。　　(6)鉴于设施蔬菜系统中重金属的积累主要来源于大量有机肥的施用，因此设施农业生产管理中应加强有机肥质量和施用监管，推荐或鼓励合理的施肥技术和轮作制度，尽量降低肥料施用频率及施用量，如稻菜轮作可以降低重金属在设施蔬菜系统中的累积。在施行合理施肥策略的同时，加强农技推广人员与设施蔬菜生产者之间的互动和技术服务。另外，政府部门还需完善设施蔬菜生产补贴政策，拓宽设施蔬菜销售渠道，以改善生产者的经济条件，增加生产者在设施蔬菜生产过程中的环境保护的意识和积极性，促进该农业生产系统的可持续发展。