当前我国河流污染问题严重，底泥中的大量重金属污染物已严重危害到环境生态系统及人体健康安全。湘江流域的重金属污染问题尤为严重，亟需采取有效措施，对富含重金属的河道底泥进行处理。本研究利用超积累植物能够超量吸收底泥重金属和降解有机污染物的特性，运用植物修复技术来降低底泥中的重金属含量，为植物修复重金属污染底泥提供了理论依据。本研究通过调研采集冬季枯水季节的湘江长沙段的重金属污染底泥，分析了底泥的含水率、pH值、有机质和重金属含量等性质指标；选取黑麦草、墨西哥玉米、籽粒苋、紫花苜蓿为目标植物进行底泥及与耕作土壤不同配比的盆栽试验；采用四酸消解法对固体样品进行消解，使用原子吸收分光光度法测定其中重金属含量。本文通过分析湘江长沙段底泥的基本性质和重金属含量，考察了重金属污染底泥对黑麦草、紫粒苋、墨西哥玉米、紫花苜蓿等植物长势的影响，研究了植物对底泥重金属的积累量及对底泥中重金属的去除效果，探讨了耕作方式为连种的黑麦草对底泥重金属的积累量及对底泥中重金属的去除效果。研究结果表明：1）湘江长沙段底泥中的重金属含量较高，其中Pb的含量为184.62mg/kg，Cd为52.94mg/kg，Cu为102.31mg/kg，Zn为358.75mg/kg。湘江长沙段底泥中重金属污染严重。2）湘江长沙段的重金属污染底泥对植物的发芽率及生长状况均存在不同程度的影响。底泥含量越高，植物发芽所需要的时间越长，发芽率也越低，植物生长也越缓慢。3）盆栽试验表明不同植物的重金属蓄积量不同。黑麦草对Pb、Cu、Zn的富集能力较好，籽粒苋对Cu、Zn的积累效果较好，墨西哥玉米对Cd、Cu有较高的超积累量，紫花苜蓿对Pb、Cd的积累效果较好。通过植物种植后，土壤中的重金属含量得到降低。黑麦草、墨西哥玉米、籽粒苋、紫花苜蓿均可用于重金属污染的湘江底泥的修复。4）当黑麦草的耕作方式采用连种时，其发芽率及株高等生长状况都好于初次种植，纯底泥中植物吸收的重金属量有所增加。通过植物连种有利于改善重金属污染底泥上的植物生长状况。