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重金属污染是指由各种因素导致系统中的重金属含量超出了其承载能力,并造成生态破坏和环境质量下降的现象。随着工业和农村城镇化的迅速发展,农业环境污染特别是农田生态系统重金属污染问题日趋严重。在探索农田生态系统重金属污染防治技术的背景下,探索不同种植模式下农田生态系统中重金属进出途径、通量大小、分布及其影响因素,对我们了解农田系统重金属流动和分布状况有重要作用,也为我们发展新的重金属污染防治技术奠定理论基础,使在源头上控制重金属进入、在流向上控制重金属分布、在末端进行重金属污染治理的全程控制理论成为可能。本文选取岷江下游农田系统(以五通桥区为代表)作为研究对象,利用调查和实验分析得出各种数据,对生姜(Zingiber officinale Roscoe)-莴笋(Lactucapsativap L.var.aspparaginap Bailey)-莴笋(M1)、玉米(Zen mays L.)+生姜-小白菜(Brassica rapa chinensis) (M2)和玉米+红苕(Ipomoea batatas)-芥菜(Brassica juncea) (M3)三种种植模式下农田生态系统大气沉降、施肥、灌溉等重金属输入路径及地表径流、下渗水和作物收获重金属输出路径不同轮作茬口通量进行了估算,并分析了各通量的季节动态及各金属的空间分布状况；然后应用主成分分析法将影响农田生态系统重金属源/汇格局的多种因素(大气沉降X1、施肥X2、灌溉X3、作物收获X4、下渗水X5和地表径流X6)归结为两大主要影响因子,即人为因子和自然因子；最后尝试应用模型思想简化农田生态系统复杂的重金属输入、输出及其转移分布过程。主要研究结果如下：(1)M1模式下,金属Pb、Cd、Zn年输入总通量分别为87.0411、5.0418和112.441mg.m-2.a-1,年输出与年输入总通量的比值分别为75.897%、53.989%和8.676%。比较而言,该模式下Pb具有更为合理的输入输出格局,Cd次之,Zn的源／汇状况最差。长期种植该模式将导致农田系统Zn、Cd、Pb的污染。M2模式中各金属Pb、Cd、Zn年总通量分别为50.0054、1.7648和817.3761mg.m-2.a-1,各金属年输出与年输入总通量的比值分别为24.305%、60.436%和8.832%。该模式下各金属年总通量均为正值,表示农田系统吸收了一定量的金属元素,且年输出与输入通量比值较小,长期种植具有较高的重金属污染风险。M3模式中金属年总通量分别为-7.1863、-8.2428和621.0761mg.m-2.a-1,各金属年输出与年输入比值分别为111.84%、321.954%和33.876%,可见M3模式对Cd污染具有显著的修复效果,也有一定的Pb污染防治作用,但对Zn污染不具备改良效用。三种模式中金属Pb年输出与输入通量比值大小为M3>MI>M2,金属Cd、Zn排序一致,均为M3>M2>M1。M1、M2两种种植模式不具备对金属Pb、Cd、Zn污染的防治效果,相反,长期采用此种植模式会导致农田系统重金属污染。M3模式对农田系统Pb、Cd污染,特别是Cd污染修复效果显著,但对Zn污染不具备防治作用。(2) Pb、Cd、Zn在不同模式土壤中含量顺序分别为M1>M3>M2,M1>M2>M3,M1>M3>M2。M1模式土壤中Pb、Zn含量显著高于M2、M3。不同模式作物中金属Pb、Cd、Zn含量分别为M1>M3>M2,M3>M2>M1,M3>M2>M1。M3中的各作物金属含量高于M1、M2。不同作物转运、富集重金属的能力不一,其中莴笋富集Pb的能力较强。作物对Cd的吸收转运能力为玉米>芥菜>小白菜>红苕>生姜>莴笋,玉米中Cd的分布有叶>茎>籽粒特点。Zn在作物中分配表现为叶菜类>根茎类>籽粒类的规律。(3)通过对各金属源/汇的影响因素进行主成分分析将其归结为自然因素和人为因素两大主要因子,结合回归模型中各变量权数大小得出：金属Pb、Cd主要受自然因子作用,而Zn受人类活动影响明显。(4)利用土壤中各金属含量对主成分分析的两大因子在不同时间序列的得分进行回归分析,得到土壤中金属含量与各变量的关系模型,分别为：YPb=6.101X1+2.211X2+4.783X3+2.301X4+5.411X5+6.285X6；Ycd=0.110X1-0.034X2-0.007X3+0.055X4+0.073X5+0.111 X6；YZn=-0.345X1+6.846X2+6.501X3+1.900X4-0.039X5+1.351 X6。但是对模型拟合度的验证需要更多更深入的研究才得以实现。