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user: 3. 结果 3.1. 重金属分布情况 有表2可知，研究区林中与林缘土壤pH值皆大于7，显弱碱性，而林外耕作区土壤pH值皆小于7，显弱酸性。林中、林缘与林外表层土中Pb含量在平均值上没有显著差异(表2)。林中表层土中重金属Pb含量分布较为均匀，变异系数为16.47%。而林外、林缘表层土中Pb含量变异性则较大变异系数分别达到了49.47%和38.40%。林中与林缘表层土壤中皆出现Cd未检出现象，林中Cd含量最高值出现在7号样点，达1.03 mg/kg。5、6号样点Cd含量也相对较高。但Hg含量相对较低。林中表层土壤中Hg平均含量为0.30 mg/kg显著低于林缘(0.64 mg/kg)与林外(0.69 mg/kg)耕地表层土。As在林中、林缘与林外表层土中含量变异度皆较大，变异系数大于70%。可以看出，3、5、6、7号样点As皆较低，可能与这些样地草本层或灌木层长势较好有关。Cu与Cr在林中、林缘与林外表层土中含量皆无明显规律，但变异性较大，变异系数在48%以上。 3.2. 重金属污染水平 中国土壤环境质量标准(II级)及1990年全国土壤普查时贵州省土壤背景值见表3。中国土壤环境质量标准II级(pH范围6.5~7.5)为参照，镉含量则普遍超过土壤环境质量标准限量值，林中、林缘及林外土壤镉超标率分别为85.71%，57.14%与71.43%。汞超标率略低于镉，林中、林缘及林外土壤超标率分别为14.28%，71.43%及57.14%。研究区土壤铅、砷、铜、铬污染水平相对较低，仅2号样地林中土壤砷含量超过土壤环境质量标准II级限量值。 以1990年全国土壤普查时贵州省土壤背景值为参照，仅铬元素不存在污染现象，其余各重金属元皆存在一定的污染现象。为此本研究采用了单因子指数与综合污染指数法进行评价 [ 21 ] 。单因子污染指数计算公式为： Table 2 Heavy metals in soil samples (mg/kg 样地 pH Pb Cd Hg As Cu Cr 1#林中 7.15 31.00 0.36 0.40 27.00 11.91 18.62 2#林中 7.45 24.37 ND* 0.22 31.23 4.42 1.96 3#林中 7.14 38.37 0.42 0.14 1.18 36.01 77.28 4#林中 7.06 40.16 0.98 0.42 3.21 22.56 48.33 5#林中 7.32 36.57 0.67 0.15 4.26 17.55 29.23 6#林中 7.15 39.01 0.99 0.38 3.72 46.65 36.15 7#林中 7.06 32.64 1.03 0.52 4.54 51.34 26.71 平均值 7.21 33.66 0.69 0.30 11.99 27.98 31.66 变异系数(%) 2.00 16.47 44.86 51.20 111.66 69.32 79.71 1#林缘 7.12 11.72 0.20 0.65 26.96 4.41 5.02 2#林缘 7.22 32.49 ND 0.45 4.73 8.90 17.18 3#林缘 7.15 39.04 0.52 0.90 16.70 23.58 37.30 4#林缘 7.11 38.25 0.32 0.76 14.11 22.13 30.22 5#林缘 7.18 38.66 ND 0.37 9.92 8.138 29.72 6#林缘 7.01 51.58 ND 0.55 4.48 8.56 3.83 7#林缘 7.10 14.31 0.45 0.92 8.16 41.73 32.63 平均值 7.13 31.30 0.39 0.64 11.83 15.89 20.95 变异系数(%) 1.02 49.47 43.13 35.85 73.16 89.96 68.91 1#林外 6.83 27.17 0.97 1.36 ND 30.48 21.47 2#林外 6.57 53.51 0.68 0.12 18.16 21.79 27.23 3 #林外 6.59 48.25 0.51 0.50 1.35 33.55 39.87 4#林外 6.51 51.22 0.67 0.32 11.23 30.66 29.87 5#林外 6.75 19.21 0.29 0.40 4.69 21.30 8.42 6#林外 6.66 40.46 0.21 0.54 6.62 8.48 5.97 7#林外 6.85 25.75 0.72 1.20 7.78 46.93 36.49 平均值 6.71 35.73 0.56 0.69 6.43 27.09 23.24 变异系数(%) 1.79 38.40 50.58 70.64 100.65 48.27 60.51 表2. 表层土样品中重金属情况(mg/kg) 注：“ND”为未检出，Cd的检出限为0.05 mg/kg；As检出限为0.5 mg/kg。 Table 3 Environmental quality standard for soils and background values of heavy metals in soils from Guizhou Province (mg/kg Pb Cd Hg As Cu Cr 土壤环境质量标准(II级) 300.00 0.30 0.50 30.00 200.00 300.00 贵州省土壤重金属背景值 [ 20 ] 35.20 0.66 0.11 20.00 32.00 95.50 表3. 土壤环境质量标准及贵州省土壤重金属背景值(mg/kg) 式中，P i 为土壤中第i污染物的污染指数；C i 为第i种污染物的实测含量(mg/kg)；S i 为土壤的第i污染物的背景值。内梅罗综合污染指数法： 式中：P内梅罗综合污染指数，Pi max 为环境污染物中单项污染因子中最大值的平方，Pi ave 为环境污染物中单项污染因子的平均值的平方，内梅罗综合污染指数评价标准见表4。 从单因子污染指数来看(表5)，无论林中、林缘，还是林外耕地，都存在Hg元素污染现象，表明该地区土壤Hg污染是较为严重的。此外，林地中部土壤还存在Cd污染现象。林外耕地土壤还受到了Pb污染，主要受农作活动的影响。基于贵州省土壤背景值，研究区As、Cu及Cr不存在污染现象。从内梅罗综合指数来看，林中、林缘及林外耕地土壤均受了到污染，从林中、林缘到林外耕地，内梅罗综合指数逐渐增大。同时可以看出综合指数的主要贡献源于Hg、Pb及Cd。 Table 4 The evaluation criterion for Nemerow comprehensive pollution index of the soi 等级划分 1 2 3 4 5 综合污染指数(P综) <0.7 0.7~1.0 1.0~2.0 2.0~3.0 >3.0 污染等级 安全 警戒级 轻污染 中污染 重污染 表4. 土壤内梅罗综合污染指数评价标准 Table 5 Classification results of single factor and Nemerow comprehensive index method (n = 7 研究位置 元素 单因子 污染水平 内梅罗指数 林地中部 Pb 0.96 未污染 2.08 重污染 Cd 1.05 污染 Hg 2.73 污染 As 0.60 未污染 Cu 0.87 未污染 Cr 0.33 未污染 林缘 Pb 0.89 未污染 4.36 重污染 Cd 0.59 未污染 Hg 5.82 污染 As 0.59 未污染 Cu 0.50 未污染 Cr 0.22 污染 林外耕地 Pb 1.02 污染 4.58 重污染 Cd 0.85 未污染 Hg 6.27 污染 As 0.32 未污染 Cu 0.85 未污染 Cr 0.24 未污染 表5. 单因子和内梅罗综合指数分级结果(n = 7) 3.3. 重金属污染源解析 研究区域土壤重金属Pb基本无污染，林中表层土壤Pb含量稳定在30 mg/kg左右。分布相对均匀，说明研究区域无明显Pb点源污染。林中表层土壤Pb则主要来源于土壤背景值，大气沉降大部分被植被所屏蔽。林缘与林外土壤Pb含量变化差异较大，林缘土壤Pb差异可能主要源于植被的屏蔽差异；而林外耕地土壤Pb含量变化差异则可能主要源于农作活动与大气沉降，如农作物种类，施肥情况等。Cd、Hg在林中、林缘与林外皆存在较大差异。林中重金属污染主要源于土壤背景值与大气沉降(主要源于火电厂大气污染)。前期研究结果表明该火电厂对研究区域Hg、Cd、Cu与Cr污染具有区域性的。本研究进一步表明，这四种元素污染方向的区域性。同时林地植被对Cd、Hg两种元素的屏蔽作用并不显著，主要受林分密闭度的影响。As元素含量总体较低，本研究还发现灌木层与草本层植物对土壤As污染具有较好的去除效果，如3号、5号、6号与7号样点，虽然6号样点灌木层较弱，但该样地草本层长势较好。其次，地理环境及土壤质地，也可能是影响土壤重金属污染水平的因素之一。