鐵尾礦壩沙棘-桑樹人工混交林生物量及元素積累與分布研究.pdf

1、本研究以鐵尾礦壩沙棘-桑樹人工混交林為研究對象，測定了尾礦礦砂土壤的理化特性，調(diào)查并分析了尾礦砂質(zhì)土壤條件下混交林林分植物組成及生物量分配特征；桑樹、沙棘單株根系的分布特征；重點(diǎn)測定了該人工林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)分和重金屬離子的積累、分配和富集情況。研究結(jié)果如下: (1)混交林群落植物種類少，垂直結(jié)構(gòu)簡單，僅有喬木層和草本層。單位面積生物量的比較為:喬木層>枯枝落葉層>草本層。喬木層生物量占林分總生物量的79.08％，其中沙棘>桑樹。枯

2、枝落葉占林分總生物量的17.15％，草本占總生物量的3.77％。喬木層各器官單位面積生物量比較為:根>枝>干>葉。 (2)從單株根系生物量看，在0～40鋤土層內(nèi)桑樹大于沙棘；40～80 cm土層內(nèi)沙棘大于桑樹；80～100cm土層內(nèi)桑樹又高于沙棘。從細(xì)根根系分布密度來看，沙棘<1mm細(xì)根主要分布在根樁附近0～60cm土層；桑樹<1mm細(xì)根在0～20cm土層內(nèi)分布密度最大，20～80cm土層內(nèi)較為均勻，在80cm以下才開始明顯減少

3、。二樹種根系分布上有此消彼長的協(xié)調(diào)共生關(guān)系。 (3)混交林下尾礦0～40cm土層平均土壤容重小于新尾礦；土層總孔隙度、空氣孔隙度以及土層自然含水量、相對含水量、飽和含水量大于新尾礦，表明混交林改善了尾礦土壤孔隙度和含水量。混交林下尾礦土壤呈堿性，桑樹對尾礦土壤堿性的改良作用較沙棘大。尾礦有機(jī)質(zhì)含量很低，混交林使表層有機(jī)質(zhì)含量增高。元素之間含量順序:速效K>堿解N>速效P，全量為Mg>Ca>K>N>P。沙棘根系周圍土壤內(nèi)速效N、全

4、N、全P、全K以及Cu、Zn、Cr、Pb含量較高，桑樹根系周圍Ca、Mg、Ni、Cr平均含量較高。說明土壤元素含量除與礦砂土質(zhì)本身特性有關(guān)外，還受樹種特性的影響。 (4)沙棘、桑樹各器官中大量元素和重金屬元素含量特點(diǎn):根和葉中最高，其次為皮和枝，干中最少。大量元素之間比較為:N含量最高，P含量最低，Ca、Mg、K居中；重金屬元素為:Fe>Mn>Ni>Cu>Zn>Cr>Pb>Cd。沙棘與桑樹均對N、Ni元素的富集能力較強(qiáng)，對Mg、

5、Fe元素富集能力最弱。不同器官對不同元素的需求強(qiáng)度和富集能力不同，總體上來說葉片對大量元素富集能力較強(qiáng)；根系對重金屬元素的富集能力較強(qiáng)。 (5)平均單株水平上:沙棘大量元素積累量高于桑樹，而重金屬元素平均單株積累總量與桑樹相當(dāng)。說明沙棘單株對養(yǎng)分元素的積累貯存能力較強(qiáng)。不同器官中又以根的積累貯存量最大，干和皮的最小。 (6)生態(tài)系統(tǒng)單位面積水平上:混交林生態(tài)系統(tǒng)生物層中大量養(yǎng)分元素貯存量為277.65kg/hm2，其中喬

6、木層>凋落物層>草本層。這是由于沙棘密度大，總生物量高所致。8種重金屬元素在混交林內(nèi)的總貯存量為45.028kg/hm2，其中凋落物層>喬木層>草本層，沙棘單位面積各器官貯存的大量元素和重金屬元素含量均高于桑樹。土壤大量元素總貯存量為176817.92kg/hm2，其有效N、P、K養(yǎng)分元素貯存量為2076.70kg/hm2。8種重金屬元素總貯存量為830 517.37kg/hm2。其中Fe元素貯存量占總貯存量的98.77％；Mn元素占0

7、.96％；其他6種元素合計(jì)共占0.27％。 (7)沙棘每積累1t干物質(zhì)需5種養(yǎng)分元素總量15.144 kg，其中需要的N素量最高，為11.404kg，需要養(yǎng)分的順序?yàn)镹>Ca>Mg>K>P。桑樹每積累1t干物質(zhì)需五種養(yǎng)分元素總量8.181kg，同樣需要N素量最高，為4.489kg，需要養(yǎng)分的順序?yàn)镹>Ca>K>Mg>P。沙棘、桑樹每積累1t干物質(zhì)所利用的8種重金屬元素總量分別為750.59g，585.438g,兩樹種不同器官對重