高速公路是现代交通重要组成部分,它促进了沿线地区的经济发展和社会进步。但高速公路运营所产生的各种有害物质也会对周边环境产生污染。其中,主要由机动车辆油料燃烧而产生的重金属物质可以通过大气沉降、地表径流等途径对公路附近土壤环境造成积累性污染,这不仅直接影响到农产品质量与安全,而且可以通过食物链间接危害到人类健康。因此,高速公路的环境效应是一个非常值得关注的问题。此外,由于树木可以依靠其枝叶对含有重金属污染物的大气粉尘颗粒具有过滤、积累、吸附及吸收作用,所以高速公路两侧林带在阻碍重金属扩散方面具有一定的防护效果,可以缩小沿线土壤被污染范围、减弱污染程度。目的综合考虑以上两个因素,以连霍高速郑汴段中牟县3个不同特点防护林带的采样断面为研究对象,旨在研究不同特点的防护林带对重金属污染物扩散的防护效果差异,为高速公路防护林带建设、土地保护及沿线无公害农业生产基地规划提供科学依据。方法采用国家标准方法测定土壤理化性质和重金属含量,应用Excel2002、Spss10.0、CorelDRAW11和Mapinfow6.0等软件进行数据统计与作图。结果(1)在无防护林带的万胜断面,6种重金属的扩散能力都明显大于其它两个有防护林带的断面(Cd和Cu的个别断面例外)。(2)林带较宽、郁闭度较大的林场断面,对于Ni、Zn和Cr的防护效果要明显好于林带较窄、郁闭度较小的卢岗断面。但对于Pb,林场和卢岗两断面的林带都具有明显的防护效果,前者并没有表现出明显的优势。(3)对于Zn、Ni和Pb,林带较窄、郁闭度较小的卢岗断面已经具有明显的防护效果。但对于Cr来说,卢岗断面的林带基本上没有明显的防护效果。(4)对于万胜断面来说,元素Zn(100～200 m有峰值带,至300 m才迅速降低)、Cr(100～300 m有峰值带)和Pb(75 m峰值点后至300 m处含量仍明显高于对照点)的扩散能力要大大高于其它学者对非高速公路研究得到的结果。结论(1)该区域土壤重金属可能主要来源于成土母质、农业活动和高速公路的影响。主成分分析表明成土母质与农业活动对某些重金属含量的影响最大。其次为高速公路,它对土壤Pb和Cd含量影响明显。(2)重金属的迁移与富集行为是受多种因素共同影响的。灰色关联分析表明pH值与土壤重金属含量关系相对最为密切(Cu与Cr除外),其次是阳离子交换量和黏粒含量,密切程度最差的是有机碳含量(Pb除外)。(3)高速公路对远离路基不同距离处土壤重金属含量产生了明显的影响。以对照样点为评价标准,结果显示高速公路已对研究区域土壤造成轻度的重金属污染。(4)为减小高速公路对附近土壤的重金属污染,应采取以下措施:防护林带宽度应该在75 m以上,且郁闭度要尽可能地大;林带应以常绿树种为主,乔灌结合;沿线区域应尽量种植对重金属污染不太敏感或者是非直接食用的作物品种。问题和展望(1)在距路基100～300 m范围内样点仍然偏少,如果在该范围内再增大采样密度(以50 m或者25 m为间距),将对问题的认识也会更为深刻。(2)土壤的持水性、黏土矿物学性质、盐基饱和度和养分循环速率等其它土壤理化性质与土壤重金属含量之间的关系并没有做定量研究。(3)本文是建立在对土壤重金属元素总量分析基础上的,如果能进一步测定其不同赋存形态的含量及生物富积量,将有助于揭示重金属在“高速公路—土壤—生物”系统中迁移转化规律。