铁尾矿区沙棘-桑树混交林中重金属元素的积累与分配

以铁尾矿区人工营造的沙棘-桑树混交林为研究对象,从沙棘和桑树的各个部位(根、干、枝、叶、皮)、单个植株以及混交林生态系统结构(乔木层、草本层、枯落物层、土壤层)3个层面,测定分析Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Cd等8种重金属离子的积累、分配和富集特征,为铁尾矿重金属污染土壤的森林修复生态系统构建以及保障与维持系统的平衡、可持续性提供科学依据。2个树种植株的各个部位,均以树根和树叶中的重金属元素含量较高,其次为树皮和树枝,树干中的含量最低,而且2个树种植株的根系对8种重金属元素的富集能力普遍较强,树皮和树叶对Pb、Cr、Cd的富集能力高于其他部位。2个树种在单株水平上均对土壤Ni的富集能力最强,对Fe的富集能力最弱,但沙棘对Fe、Mn、Cu、Cr、Pb和Cd的平均富集能力比桑树强,而桑树对Ni的富集能力比沙棘强,二者对Zn的平均富集能力相当;沙棘单株对8种重金属元素的总积累量为3.094 2×10-3kg/株,桑树为2.402 0×10-3kg/株。2个树种的混交林地土壤中,Fe元素贮存量占总贮存量的98.79%,Mn元素占0.94%,其他6种元素合计共占0.27%;沙棘根际土壤重金属的平均含量低于桑树,特别是Cd含量低于桑树。混交林生态系统结构各层次的重金属元素贮存量从大到小依次是土壤层、枯落物层、乔木层、草本层。以上研究结果提示,在铁尾矿上营建对重金属元素富集能力强,而且树种间对不同重金属元素的富集具有互补性的沙棘-桑树混交林,是一种较优的治理铁尾矿区土壤重金属污染的模式。