公路建设的生态与环境效应是当前土地学、土壤学和景观生态学研究的热点问题,公路建设的发展对区域经济发展起到了巨大推动作用,但是随着公路总里程的迅速增加和大规模修建,公路对环境的污染、对生态的破坏等负面影响越来越明显的显现出来。本研究选取山东省栖霞市和东营市利北地区为研究区,以遥感、地理信息系统、全球定位系统为技术支撑手段,从宏观及微观两方面来研究公路建设对土地利用及土壤环境的影响.首先,在3S系统的支持下,选取山东栖霞市为研究对象,对山区县域公路沿线土地利用变化及扩展效应做了系统的评价和分析,通过本研究得出以下结论:(1)县域公路两侧缓冲带平均高程和坡度显示,研究区属于高程较低,坡度幅度较大的区域.公路两侧耕地、园地和建设用地的比例较大,属于土地利用程度比较大的区域;土地利用贡献度和土地利用结构变化体现了16年来3个时间段上土地利用变化趋势,间接的反映了3个时间段的经济增长水平。耕地向其他用地类型转移比例较大,其中园地和建设用地面积增长明显;土地利用程度综合指数在交通沿线的各缓冲带上,随着距离增加土地利用程度减小,2003年的土地利用综合指数在缓冲区0-400m远大于其他时期;(2)本世纪90年代以来经济建设的快速增长,研究区的土地利用公路效应主要体现在建设用地的扩展效应上,其中1997-2003年为建设用地扩展强度最大的时期,扩展效应主要体现在0-1000m缓冲区域.(3)采用斑块密度、最大斑块指数、景观形状指数、分维数和景观优势度指数对乡镇道路及同三高速栖霞段1000m缓冲区内景观格局变化进行分析,结果表明,1987年至2003年该区域斑块密度均有所增加,各地类的景观形状指数均有所增长,景观斑块类型的形状变得越来越复杂.(4)通过对道路网络特征及对景观格局的影响进行的研究表明:网络特征指数与人为干扰因素成正相关性,与地形因素成负相关性,道路密度与网络特征指数成正相关性。各景观类型斑块破碎度显著增加,其中园地的破碎化程度变化最大,各景观类型斑块形状趋于规则,经道路分割后斑块密度和分维数与道路密度分别成正线性拟合和负线性拟合,且拟合系数较高。其次,以山东省东营市利北地区为研究对象,分析黄河三角洲道路沿线土壤中重金属污染物的含量及分布情况,研究表明:(1)利北研究区公路两旁土壤水平剖面上各种重金属含量绝大部分都超过了环境背景值,即公路两侧300m以内的土壤都不同程度的出现重金属污染的现象。在40-50m范围内出现显著峰值,而不是在距道路最近的1m、5m的位置,这主要是由于风力,污染物性质的原因造成的。峰值出现后,土壤重金属含量开始出现下降趋势,除Cr、Zn以外,土壤Cu、Pb、Cd含量在300m距离处接近土壤背景值的含量。(2)利北地区主干道路沿线路旁土壤中重金属Pb、Cd、Cr、Cu、Zn含量平均值分别为33.65 mg?kg-1、3.82 mg?kg-1、46.62 mg?kg-1、17.02 mg?kg-1和235.63 mg?kg-1,分别为当地土壤背景值的1.15倍、1.16倍、1.69倍、1.17倍和2.12倍。土壤Pb、Cd、Zn的含量与道路交通流量关系密切,车流量最大的B路段含量最高,车流量最小的C路段含量最低。(3)在全路段单项污染指数评价中,各种重金属的污染程度依次为Zn > Cr > Cu > Cd > Pb,Zn污染属于中度污染,其余各重金属污染属于轻度污染。在各路段单项污染指数评价中,除C段道路的Cu含量属于无污染水平,其余各路段均存在不同程度的重金属污染。(4)在综合污染指数评价中,3个路段的污染程度依次为B段道路> A段道路> C段道路,全路段综合污染指数为1.82,为轻污染水平。