固N树种在混交林中的作用研究Ⅰ．沙棘混交林内根瘤固N与林木生长

研究了沙棘作为下木在混交林中的作用结果表明，沙棘有明显的供Ｎ效应．林冠下生长７ａ的沙棘，年平均固Ｎ量达５４ｋｇ·ｈｍ－２、土壤含Ｎ量比杨树或柳树纯林提高２０～２２％．主林木高生长比纯林提高１８～１９．４％

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。

内蒙古中部地区杨树与沙棘混交造林的研究

杨树沙棘混交林的研究结果表明：沙棘有固氮肥地的作用，能促进生长。但是，在干旱的内蒙古中部地区，混交的沙棘应控制其根蘖苗的数量，使每株沙棘占有１．０－２．０ｍ２的营养面积为宜。如果密度过大，不仅与杨树争夺水分，其固氮作用也受到影响，将减弱对杨树生长的促进作用。

杨树混交林的研究

杨树是北方沙壤土分布的重要树种,生长迅速,树干通直,成林率高。杨树的生态特性是喜水、喜肥、边缘效应明显,在光照充足,通气良好的条件下、生长旺盛。但病虫害较多,因此适宜营造混交林,特别宣与沙棘、刺槐混交,需要注意保持一定的混交比例。

沙棘-侧柏混交林土壤养分、微生物与酶活性的研究

对侧柏(Platycladus orientalis)、沙棘(Hippophae rhamnoides)混交林及侧柏纯林土壤养分指标、微生物种群数量及酶活性进行了对比分析。结果表明,沙棘-侧柏混交显著改善了林地土壤养分状况和土壤生物学特性。土壤全N、水解N、全P、速效P、全K、速效K含量都明显高于侧柏纯林,N素增加尤为明显;混交林地与侧柏纯林地相比,土壤细菌和放线菌的种群数量均有不同程度的增大,而真菌数量却有所减小;土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性显著提高。相关分析表明,2种林分土壤有机质、全N、水解N、全P、速效P和速效K之间显著相关或极显著负相关;真菌数量与土壤pH值呈极显著负相关关系,而细菌、放线菌数量及蔗糖酶、脲酶活性分别与土壤有机质、全N、水解氨、速效N等主要养分指标呈显著或极显著正相关;过氧化氢酶活性除与全K有较高相关关系外(r=0.884*),与其他养分指标相关性不强。研究从一个侧面揭示了沙棘-侧柏混交造林速生丰产的机理。

沙棘7个亚种与26个重要品种的遗传多样性

利用14个微卫星标记分析了沙棘Hippophae rhamnoides 7个亚种和26个大果沙棘品种的遗传多样性,采用系统发育树和贝叶斯聚类方法分析了这些个体的聚类情况。结果显示:中国沙棘H.rhamnoides subsp.sinensis和云南沙棘H.rhamnoides subsp.yunnanensis遗传多样性水平最高,高加索沙棘H.rhamnoides subsp.caucasica最低。系统发育树将所有个体聚为2个大支:亚洲分支和欧洲分支。大部分大果沙棘品种与亚洲的蒙古沙棘H.rhamnoides subsp.mongolica聚为1支,少量个体位于亚洲分支和欧洲分支之间。贝叶斯聚类分析将所有个体划分为3组或7组:分3组时,中国沙棘和云南沙棘为一组,蒙古沙棘和大部分大果沙棘品种为一组,溪生沙棘H.rhamnoides subsp.fluviatilis,高加索沙棘和海滨沙棘H.rhamnoides subsp.rhamnoides为一组;分7组时,除海滨沙棘由溪生沙棘组和高加索沙棘组共同构成外,其他亚种和大果沙棘品种各自为一组,并发现少量组间混合基因型。表明沙棘种下亚种间分化明显,亚洲和欧洲分布的沙棘亚种间的分化尤为明显;大果沙棘品种大部分源于蒙古沙棘亚种,个别品种可能为蒙古沙棘和欧洲沙棘亚种间的杂交后代。

海东地区油松混交林与纯林生态效应对比研究

基于油松与沙棘带状混交试验,以油松纯林为对照,研究了两类样地水土保持指标、土壤理化性质相关指标及林木生长情况变化。结果表明,油松沙棘混交林样地枯枝落叶厚度、总量、容水量分别比纯林提高了104.8%,90.8%,83.4%,油松沙棘混交林样地土壤有机质、全氮、通透速度分别比纯林提高了110.%,132.1%,66.7%;混交林能够有效改良土壤理化性质,提高土壤肥力,促进林木生长,提高林分的效益,减轻病虫害,增强水土保持能力。

黄土丘陵区沙棘混交林叶片、凋落物、土壤碳氮磷化学计量特征

以黄土丘陵区沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(H.rhamnoides)+刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林(H_(r)P_(t)、H_(r)R_(p))及油松(P_(t))和刺槐(R_(p))纯林为对象,测定叶片、凋落物和0—100 cm土壤C、N、P含量及其化学计量比,探究混交造林对不同组分间养分协同变化规律的影响。结果表明:(1)相比P_(t),H_(r)P_(t)中油松叶片C、N、P含量(p<0.05)及N∶P(p>0.05)增加,C∶N和C∶P降低(p>0.05),表明H_(r)P_(t)有助于缓解N限制,加快其生长速率;相比R_(p),H_(r)R_(p)中刺槐叶片C、N含量及C∶P和N∶P降低,P含量及C∶N增加(p>0.05),表明H_(r)R_(p)增强刺槐对P的吸收,但降低其对C和N的固存;(2)相比P_(t),H_(r)P_(t)凋落物C、N、P含量及N∶P增加,C∶N和C∶P降低(p<0.05),表明H_(r)P_(t)有助于加快凋落物分解,促进养分归还;相比R_(p),H_(r)R_(p)凋落物C、N、P含量及其计量比均有所增加(p>0.05),表明H_(r)R_(p)对凋落物分解无显著作用;(3)相比P_(t)和R_(p),H_(r)P_(t)和H_(r)R_(p)土壤C、N、P含量增加,但C∶N和C∶P降低(p>0.05),表明H_(r)P_(t)和H_(r)R_(p)均有助于提高N和P利用效率,改善土壤养分状况;(4)叶片、凋落物化学计量指标间具有较强协同效应,且N、P相比C在不同组分间的相关性更明显。综上,相比H_(r)R_(p),H_(r)P_(t)更有助于改善养分限制因子供给,加快组分间养分转化。研究结果对于揭示黄土高原地区人工混交林生态系统养分供应潜力及合理制定营林规划具有重要意义。