本研究以铁尾矿坝沙棘—桑树人工混交林为研究对象,测定了尾矿矿砂土壤的理化特性,调查并分析了尾矿砂质土壤条件下混交林林分植物组成及生物量分配特征;桑树、沙棘单株根系的分布特征;重点测定了该人工林生态系统内养分和重金属离子的积累、分配和富集情况。研究结果如下:(1)混交林群落植物种类少,垂直结构简单,仅有乔木层和草本层。单位面积生物量的比较为:乔木层＞枯枝落叶层＞草本层。乔木层生物量占林分总生物量的79.08%,其中沙棘＞桑树。枯枝落叶占林分总生物量的17.15%,草本占总生物量的3.77%。乔木层各器官单位面积生物量比较为:根＞枝＞干＞叶。(2)从单株根系生物量看,在0～40 cm土层内桑树大于沙棘;40～80 cm土层内沙棘大于桑树;80～100 cm土层内桑树又高于沙棘。从细根根系分布密度来看,沙棘＜1mm细根主要分布在根桩附近0～60 cm土层;桑树＜1 mm细根在0～20 cm土层内分布密度最大,20～80 cm土层内较为均匀,在80 cm以下才开始明显减少。二树种根系分布上有此消彼长的协调共生关系。(3)混交林下尾矿0～40 cm土层平均土壤容重小于新尾矿;土层总孔隙度、空气孔隙度以及土层自然含水量、相对含水量、饱和含水量大于新尾矿,表明混交林改善了尾矿土壤孔隙度和含水量。混交林下尾矿土壤呈碱性,桑树对尾矿土壤碱性的改良作用较沙棘大。尾矿有机质含量很低,混交林使表层有机质含量增高。元素之间含量顺序:速效K＞碱解N＞速效P,全量为Mg＞Ca＞K＞N＞P。沙棘根系周围土壤内速效N、全N、全P、全K以及Cu、Zn、Cr、Pb含量较高,桑树根系周围Ca、Mg、Ni、Cr平均含量较高。说明土壤元素含量除与矿砂土质本身特性有关外,还受树种特性的影响。(4)沙棘、桑树各器官中大量元素和重金属元素含量特点:根和叶中最高,其次为皮和枝,干中最少。大量元素之间比较为:N含量最高,P含量最低,Ca、Mg、K居中;重金属元素为:Fe＞Mn＞Ni＞Cu＞Zn＞Cr＞Pb＞Cd。沙棘与桑树均对N、Ni元素的富集能力较强,对Mg、Fe元素富集能力最弱。不同器官对不同元素的需求强度和富集能力不同,总体上来说叶片对大量元素富集能力较强;根系对重金属元素的富集能力较强。(5)平均单株水平上:沙棘大量元素积累量高于桑树,而重金属元素平均单株积累总量与桑树相当。说明沙棘单株对养分元素的积累贮存能力较强。不同器官中又以根的积累贮存量最大,干和皮的最小。(6)生态系统单位面积水平上:混交林生态系统生物层中大量养分元素贮存量为277.65 kg/hm~2,其中乔木层＞凋落物层＞草本层。这是由于沙棘密度大,总生物量高所致。8种重金属元素在混交林内的总贮存量为45.028 kg/hm~2,其中凋落物层＞乔木层＞草本层,沙棘单位面积各器官贮存的大量元素和重金属元素含量均高于桑树。土壤大量元素总贮存量为176817.92 kg/hm~2,其有效N、P、K养分元素贮存量为2076.70 kg/hm~2。8种重金属元素总贮存量为830517.37 kg/hm~2。其中Fe元素贮存量占总贮存量的98.77%;Mn元素占0.96%;其他6种元素合计共占0.27%。(7)沙棘每积累1t干物质需5种养分元素总量15.144kg,其中需要的N素量最高,为11.404kg,需要养分的顺序为N＞Ca＞Mg＞K＞P。桑树每积累1t干物质需五种养分元素总量8.181kg,同样需要N素量最高,为4.489kg,需要养分的顺序为N＞Ca＞K＞Mg＞P。沙棘、桑树每积累1t干物质所利用的8种重金属元素总量分别为750.59g,585.438g,两树种不同器官对重金属元素元素的吸收利用量顺序均为:根＞叶＞皮＞枝＞干。两树种对不同元素的吸收顺序均为:Fe＞Mn＞Ni＞Cu＞Zn＞Cr＞Pb＞Cd。