全 文 ：基金项目：国家农转资金项目(2010GB2G100489)；国家自然基金项目(31160111)；甘肃省自然基金(1010RJZA170)。
第一作者简介：韩生慧，男，1970年出生，工程师，硕士，主要从事荒漠植物保育及开发利用技术研究。通信地址：730070甘肃省兰州市安宁区北滨河
西路390号甘肃省治沙研究所，E-mail：hansenhui@126.com。
通讯作者：何芳兰，女，1980年出生，助理研究员，硕士，主要从事荒漠植物生理生态及其多样性保育技术研究。通信地址：730070甘肃省兰州市安宁
区北滨河西路390号甘肃省治沙研究所，E-mail：hefanglan2003@126.com。
收稿日期：2012-11-26，修回日期：2013-04-17。
极端干旱区珍稀濒危植物沙冬青人工种群重建研究
韩生慧，何芳兰，尉秋实，李得禄，张进虎
（甘肃省荒漠化与风沙灾害防治国家重点实验室培育基地/甘肃省治沙研究所，兰州 730070）
摘 要：为了探讨极端干旱区珍稀濒危植物沙冬青人工种群重建技术，以苗龄为45天的沙冬青容器苗为
试验材料，分析研究了不同立地类型、保水措施、建植时间以及灌水频度对其成活率、保苗率以及生长量
的影响。结果表明，在年降雨量为110 mm条件下沙区（民勤），立地条件、建植时间、保水措施以及灌水
频度对沙冬青容器苗建植后期保苗率以及植株生长量均有极其显著地影响(P＜0.01)，同时，立地条件和
建植时间对建植苗成活率也有极显著的影响(P＜0.01)；在极端干旱荒漠区，5月初或9月初在固定沙丘、
沙化退耕地以及轻度盐碱化退耕地进行沙冬青人工种群重建，成活率均在90%；沙冬青人工种群建植
后，对建植苗采用覆膜保水措施和建植45天后适量补水能有效地遏制建植苗后期的死亡率，并能促进
建植快速生长，次年9月建植种群保苗率高达93%以上，植株平均高度超过10.00 cm、冠幅大于5.60 cm×
6.10 cm。
关键词：干旱荒漠区；沙冬青；人工种群；成活率；保苗率；生长量
中图分类号：S728.4 文献标志码：A 论文编号：2012-3843
Study on Factors Influencing Artificial Population Reconstruction of
Ammopiptanthus mongolicus in Extreme Arid Area
Han Shenghui, He Fanglan, Yu Qiushi, Li Delu, Zhang Jinhu
(State Key Laboratory Breeding Base of Desertification and Aeolian Sand Disaster Combating/
Gansu Desert Control Research Institute, Lanzhou 730070)
Abstract: In order to discuss the artificial population reconstruction technology of Ammopiptanthus
mongolicus in extreme arid area，the 45 days old container seedlings of Ammopiptanthus mongolicus were
taken as test materials. Their transplant survival rates, later reservation rates and transplant seedlings growth
under different site conditions, water conservation measures, transplanting times and irrigation frequencies
were measured and analyzed by one way ANOVA. The results indicated that, in desert area where the years
rainfall is about 110 mm (such as Minqin), site condition, planting time, water conservation measure and
irrigation frequency had extremely significantly effect on their later reservation rates and growth amount of
transplant seedlings (P<0.01). At same time, site condition and planting time also had very significantly
influence on their transplant survival rates (P<0.01). During May early or September early, the artificial
population reconstruction of Ammopiptanthus mongolicus had been planted in fixed sand dunes, sandy
abandoned agricultural lands and mild salinization lands abandoned cultivation of extremely drought desert
area, and their survival rates were over 90% . It was very important to take water conservation measures by
covering plastic membrane immediately for transplanted container seedlings of Ammopiptanthus mongolicus
中国农学通报 2013,29(16):18-23
Chinese Agricultural Science Bulletin
韩生慧等：极端干旱区珍稀濒危植物沙冬青人工种群重建研究
0 引言
沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是中亚荒漠
地区特有种，为中国珍惜濒危保护植物，主要分布在内
蒙阿拉善左旗、乌海、伊盟杭锦旗、甘肃景泰、宁夏灵武
等地区的沙地、戈壁或石质山坡上[1]。该物种起源古
老，是古地中海湿热植物旱生化类型的孑遗种，在中亚
及中国西部漫长的环境演变和西北干旱气候带形成过
程中逐渐进化成为抗旱、耐寒、耐热的沙旱生植物类
型，具有特殊的形态适应特征、生理适应机制和抗逆性
分子遗传基础，因而具有极其重要的保护遗传学价
值[2]。沙冬青也是中国干旱荒漠区唯一的常绿阔叶灌
木，与沙区常见的梭梭(Haloxylon ammodendron)、白刺
(Nitraria tangutorum)、 霸 王 (Zygophyllum
xanthoxylum)、河西沙拐枣(Calligonum potaninii)等固
沙植物相比，沙冬青枝叶密集、四季常绿、冠幅较大、野
外风沙环境条件下枝条往往呈匍匐状或斜倚状生长、
叶片革质，因而是干旱沙区优良的防风固沙植物材料，
也是干旱区城镇园林绿化的好树种[3]。另外，沙冬青
也是一种重要的资源植物，枝叶可入药，具有祛风湿、
活血、止痛的功效，外用主治冻疮、慢性风湿性关节炎；
体内含有多种生物碱，枝叶水煮提取物可用于配置杀
虫剂[4]。
沙冬青很早就受到中国众多学者的关注，先后从
引种驯化、人工繁育、植物生物学、保护生物学、分子遗
传学、生理生态学、生物化学等角度入手，开展了广泛
深入的研究，取得诸多研究成果[5-19]。沙冬青在中国北
方沙区的引种驯化工作开展得较早，自20世纪70年代
开始，在甘肃民勤、兰州、新疆吐鲁番、内蒙磴口等地都
成功引种，并对其育苗技术进行了初步研究，但由于该
树种建植造林难度大，生长速度较慢等原因，沙冬青在
北方沙区固沙造林中一直未得到推广应用[20]。张晓娟
等[21]在极干旱地区对沙冬青人工育苗造林技术进行了
研究，研究结果显示沙冬青容器苗造林成活率极高，但
是次年保苗率极低。为此，本研究以沙冬青建植成活
率、后期保苗率以及幼苗后期生长状况为衡量标准，分
析研究了立地条件、建植时间、保水措施以及灌水频度
对极端干旱区沙冬青人工种群重建的影响，凝练一套
适合干旱荒漠区沙冬青人工种群保育技术体系，以期
为该物种的保护和利用提供理论依据。
1 研究区自然概况
本研究区位于民勤治沙综合试验站周边(102°59
05E, 38°3428N)，该区域属于典型的温带大陆性荒
漠气候。冬季寒冷，夏季酷热，昼夜温差大，年平均气
温 7.6℃，极端低温-30.8℃，极端高温 40.0℃，无霜期
175天；降雨量小，蒸发量大，气候干燥，年均降雨量
113.2 mm，年均蒸发量 2604.3 mm，干燥度 5.1，最高达
18.7，相对湿度 47%；光热充足，年均日照时数
2799.4 h，≥10℃的活动积温 3036.4℃；冬季盛行西北
风，全年风沙日可达83天，并多集中在2—5月，年均风
速 2.5 m/s，最大风速为 23.0 m/s；土壤含盐量及 pH见
表1，地下水位深23 m左右。
2 材料与方法
2.1 试验材料
供试沙冬青种子为 2009年采自甘肃省景泰县北
砸山沙冬青天然种群，建植试验均采用苗龄为45天的
容器苗。
2.2 试验方法
2.2.1 试验设计 2010年 5月初，分别在民勤治沙综合
试验站周边固定沙丘、流动沙丘、丘间地、沙化退耕地、
轻度盐碱化退耕地及中度盐碱化退耕地选择了适宜的
试验场所，以 1 m×1 m的株行距进行建植试验，灌水
500 mL；同时，用土壤原位 pH测定仪测定土壤 pH，用
土钻取不同类型试验地内 0~40 cm土样（重复 3次），
带回袋实验室用电导法测定全盐量。同年7月初、9月
and add one times irrigation for 45 days old transplanted seedlings that could effectively hold back its later
death, promote their quickly growth. And next year September, the reservation rate of Ammopiptanthus
mongolicus artificial population exceeded 93% , and the average height of transplanted seedlings attained to
10.00 cm and their crown were greater than 5.60 cm×6.10 cm.
Key words: arid desert region; Ammopiptanthus mongolicus; artificial populations; survival rate; reservation
rate; growth amount
立地条件
固定沙丘
流动沙丘
丘间地
沙化退耕地
轻度盐碱化退耕地
中度盐碱化退耕地
土壤深度/cm
0~40
0~40
0~40
0~40
0~40
0~40
全盐量/%
0.17
0.13
0.19
1.23
1.08
0.88
pH
7.95
7.93
8.00
8.02
8.17
8.26
表1 重建地土壤0~40 cm平均含盐量及pH
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初在固定沙丘、沙化退耕地以及轻度盐碱化退耕地进
行建植试验（建植方法同上）。2011年 5月初，采用地
膜、粘土以及砾石等覆盖保水措施，在固定沙丘和沙化
退耕进行了建植试验（建植方法同上）；建植45天后对
地膜覆盖的部分建植苗进行300 mL补灌。
2.2.2 试验仪器 土壤原位pH测定仪(TZS-PH-I)（浙江
托普仪器有限公司生产，精度0.01）；土钻（邯郸生产的
口径60 cm、秆长1 m的碳钢钻）。
2.2.3 数据采集、处理 建植 1个月后，统计成活率；建
植3个月后统计保苗率，并测定生长量；次年5月、9月
再继续统计保苗率。以上试验数据使用Microsoft
Excel和SPSS软件进行分析统计，并利用单因素方差
分析(one way ANOVA)比较不同数据组间的差异。
3 结果与分析
3.1 立地类型对沙冬青造容器苗成活率、保苗率及幼
苗生长影响
由表 2可知，立地条件对沙冬青容器苗建植成活
率、保苗率及生长量均有极其显著地影响(P<0.01)。
建植 1个月后，在固定沙丘、沙化退耕地、轻度盐碱化
退耕地上，沙冬青建植苗的成活率都达到94%以上，其
中以在沙化退耕地上的沙冬青幼苗成活率最高，达到
97.54%；其次是固定沙丘，成活率达到94.82%；中度盐
碱化退耕地最差，幼苗成活率只有72.63%。但是随着
试验进行，建植苗出现死亡，保苗率急剧下降，建植 3
个月后，成活率最高的沙化退耕地幼苗成活率下降到
86.59%，其中中度盐碱化退耕地上的沙冬青幼苗成活
率下降到 45.33%，而流动沙丘、丘间地上沙冬青幼苗
的成活率不足 30%。从幼苗的高度和冠幅来看，沙化
退耕地上沙冬青幼苗生长最好，平均高度为 6.33 cm、
冠幅为4.51 cm×4.72 cm；丘间地上的沙冬青幼苗生长
最差，平均高度仅有 2.40 cm、冠幅仅有 3.44 cm ×
2.87 cm。次年 5月份的调查数据显示，在所有立地类
型上的幼苗保存率都下降到不足 60%，流动沙丘上的
幼苗保存率只有 12.83%，丘间地为 12.54%；沙化退耕
地上的沙冬青幼苗保存率最高(56.41%)，其次为固定
沙丘上的沙冬青幼苗(49.11%)和轻度盐碱化退耕地
(47.53%)。
3.2 建植时间对沙冬容器苗建植成活率、保苗率及幼
苗生长影响
由表 3可以看出，建植时间对沙冬青容器苗建植
立地条件
固定沙丘
流动沙丘
丘间地
沙化退耕地
轻度盐碱化退耕地
中度盐碱化退耕地
建植1个月后
成活率/%
94.82 B
85.13 D
87.3 3C
97.54 A
94.46 B
72.63 E
建植3个月后
保存率/%
67.33 B
35.35 D
27.80 E
86.59A
67.60 B
45.33C
高/cm
4.52 C
2.43 D
2.40 D
6.33 A
5.52 B
4.57 C
冠幅/(cm×cm)
3.11 D
3.13 D
3.44 C
4.51 A
3.62 B
2.73 E
3.32 C
2.93 D
2.87 D
4.72 A
3.60 B
2.73 E
次年5月
保存率/%
49.11 B
12.83 F
12.54 E
56.41 A
47.53 C
30.12 D
表2 立地条件对沙冬青容器苗建植成活率、保苗率及生长量影响
注：同一列中不同大写字母表示P<0.01水平差异性，下同。
建植时间
5月初
7月初
9月初
立地条件
固定沙丘
沙化退耕地
轻度盐碱化退耕地
固定沙丘
沙化退耕地
轻度盐碱化退耕地
固定沙丘
沙化退耕地
轻度盐碱化退耕地
建植1个月后
成活率/%
94.82 D
97.45 B
94.40 D
87.61 F
89.53 E
86.43 G
95.31 C
98.12 A
95.33 C
建植3个月后
保存率/%
67.31 E
86.52 C
67.67 E
43.10 G
67.23 E
45.13 F
71.41 D
92.29 A
89.39 B
高/cm
4.53 E
6.32 A
5.51 C
4.13 G
4.91 D
4.32 F
4.41 EF
5.90 B
5.03 D
冠幅/(cm×cm)
3.09 F
4.53 A
3.61 D
2.70 G
3.52 E
3.13 F
3.08 F
4.27 B
3.72 C
3.32 E
4.71 A
3.63 D
2.63 G
3.04 F
3.02 F
3.33 E
4.61 B
3.80 C
次年5月
保存率/%
49.13 E
56.40 D
47.52 F
23.61 H
47.83 F
43.93 G
69.11 C
89.60 A
72.17 B
表3 建植时间对沙冬青容器苗建植成活率、保苗率及生长量影响
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
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韩生慧等：极端干旱区珍稀濒危植物沙冬青人工种群重建研究
成活率、后期保苗率以及生长量有极显著影响 (P<
0.01)，同一立地类型不同建植时间的成活率、植株高
度以及保苗率之间均存在极显著地差异，部分冠幅之
间也存在极显著差异。9月初和 5月初建植成活率最
高，成活率均在94%以上，7月份建植的成活率相对比
较低些，成活率大约在80%~90%之间；建植3个月后，
9月初建植的保苗率最高，5月初的次之，7月初的最
低；次年5月，9月初建植的保苗率仍然最大，其次是5
月初，7月初保苗率仍然最小。从建植苗生长量及冠
幅来看，5月初建植的生长量和冠幅均最大，其中，沙
化退耕地建植苗平均高度超过6.30 cm，其平均冠幅可
达4.53 cm×4.71 cm；9月初建植的生长量及冠幅次之，
7月初建植的最小。
3.3 保水措施对沙冬青容器苗建植成活率、保苗率及
幼苗生长影响
由表 4可知，保水措施对沙冬青建植苗后期保苗
率有极显著影响(P<0.01)。建植1月后，不同保水措施
下的成活率差异不显著；建植3个月后或更长的时间，
采用塑料膜保水措施下的保苗率及生长量与其他保水
措施之间差异。此外，不论是固定沙丘还是退耕地，采
用塑料膜保水措施下的建植苗在次年9月份的保苗率
均在 85%以上，植株高度超过 10 cm，冠幅可达
5.63 cm×6.12 cm；而其他保水措施下的保苗率不到
60%，高度仅为 6 cm左右，甚至更低，冠幅均小于
4.50 cm×4.50 cm。
3.4 浇水频度对沙冬青容器苗建植成活率、保苗率及
幼苗生长影响
表 5分析结果显示，灌水频度对沙冬青建植苗后
期保苗率及生长量均有显著的影响(P<0.01)，不论是
固定沙丘还是沙化退耕地，建植后45天进行补水的建
植苗保苗率及生长量与建植后未补灌的差异极其显
著。建植3个月后，采用建植后45天补灌措施的建植
苗保苗率均在94%以上，植株高度超过10.00 cm，冠幅
也大于5.65 cm×6.12 cm。次年9月，采用补灌的建植
林地保苗率均在 93.72%以上，沙化退耕地甚至达到
96.72%。
建植时间
5月初
立地类型
固定沙丘
沙化退耕地
保水措施
覆盖塑料膜
覆盖粘土
覆盖砾石
未覆盖
覆盖塑料膜
覆盖粘土
覆盖砾石
未覆盖
建植1个月后
成活率/%
97.82 A
94.24 A
94.63 A
94.80 A
98.02 A
96.23 A
96.84 A
97.56 A
建植3个月后保苗率及生长量
保苗率/%
93.68 B
54.83 H
56.75 G
67.35 D
96.52 A
59.50 F
62.05 E
86.53 C
高/cm
8.32 B
4.62 D
4.60 D
4.57 D
10.25 A
6.22 C
6.19 C
6.26 C
冠幅/(cm×cm)
4.24 B
3.02 C
3.20 C
3.15 C
5.63 A
4.36 B
4.31 B
4.34 B
4.42 B
3.30 C
3.17 D
3.20 D
6.12 A
4.43 B
4.46 B
4.48 B
次年9月
保苗率/%
87.52 B
37.54 D
37.67 D
37.63 D
91.37 A
56.65 C
57.03 C
56.76 C
表4 保水措施对沙冬青容器苗建植成活率、保苗率及生长量影响
立地条件
固定沙丘
沙化退耕地
保水措施
覆膜
覆膜
覆膜
覆膜
灌水频度
建植后浇水
建植后浇水+建植后45 d补水
建植后浇水
建植后浇水+建植后45 d补水
建植1个月后
成活率/%
97.82 A
98.02 A
97.82 A
98.77 A
建植3个月后生长状况
保苗率/%
93.68 B
94.57 D
96.52 A
96.82 C
高/cm
8.32 D
8.73 C
10.25 B
11.57 A
冠幅/(cm×cm)
4.24 D
5.65C
5.63 B
6.13 A
4.42 C
6.12 B
6.12 B
6.37 A
次年9月
保苗率/%
87.52 D
93.72 B
91.37 C
96.72 A
表5 浇水频度对沙冬青容器苗建植成活率、保苗率及生长量影响
4 结论与讨论
影响极端干旱荒漠区植被人工种群建植的因素
有物种选择、密度、物种搭配、立地条件、管护措施等，
体现人工种群建植成功与否的指标主要有：建植苗成
活率、后期保苗率、生长状况、种群自我更新能力、种间
竞争力。本试验从容器苗建植场所、建植时间、建植后
保水措施以及灌水频度几个方面分析研究了其对沙冬
青人工种群重建的影响。试验中发现，立地条件对沙
冬青人工种群重建有极其显著地影响(P<0.01)，在沙
化退耕地、固定沙丘以及轻度盐碱化退耕地上建植人
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
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工种群，成活均能达到90%，中度盐碱化退耕地、流动
沙丘以及丘间地成活率较低；建植3个月后以及次年5
月份，6种立地条件下的保苗率均发生急剧减小，这与
张晓娟等研究中所遇到的难题一致。导致极端干旱荒
漠区容器苗建植成活率高，但后期保苗率低原因主要
是容器袋能使建植苗根系受伤害小，同时能保持容器
袋内土壤水分不易流失，因此建植成活率较高；但随时
间的延续，因强蒸发（年蒸发量高达 2600 mm）少补给
（年降雨量110 mm）导致容器袋水分逐渐亏缺，最后导
致建植苗逐渐因缺水而死亡。此外，在流动沙丘重建
林地还发现，大部分建植苗因风蚀而裸露在造林地表
面或者被沙埋，这可也是造成流动沙丘建植苗死亡高
的另一个原因。因此，在极干旱荒漠区，选择适宜立地
条件对沙冬青人工种群重建极其重要，但重建后合理
的管护措施更重要。
本试验分别在5月初、7月初以及9月初进行了沙
冬青容器苗建植试验，发现建植时间对植株成活率、保
苗率及生长量有极大的影响。其中，9月初建植成活
率、保苗率最高，5月初的次之，7月初的最小，但生长
量5月初最大，9月初次之，7月初最小。这可能是在极
端干旱荒漠区，5月初土壤已经解冻，土壤表层及地面
气温刚回升，地面蒸发量还不大，容器苗建植后短时间
内失水相对比较少，存活的几率比较大，生长速度也
快；9月暑期已经结束，高温已经过去，地面蒸发强度
已经减弱，这个时间正是荒漠区的雨季，幼苗可以适当
地得到少量雨水补给，因此建植苗存活的几率最大，但
因随后温度逐渐降低致使其生长速度减慢；7月初气
温极高，地面蒸发量大，导致容器袋及周边土壤水分大
量蒸发，再加上高温导致建植苗高强度蒸腾，致使刚建
植容易起因极度缺水而死亡，存活植株也因为干旱胁
迫而生长缓慢。因此，在极干旱荒漠区，沙冬青种群建
植的最佳时间应选在9月初，其次是5月初。
本试验对建植后容器苗采用不同保水措施和灌水
频度，发现覆盖塑料和增加1次灌水（建植45天后）均
能极大调高建植苗后期的保苗率，同时促进其快速生
长。原因可能是，刚建植的沙冬青幼苗还无发达根系，
它只能依靠容器袋内水分及周边人工补给的水分来完
成生成代谢，覆盖地膜恰好能有效地保持沙冬青容器
袋内及周边的水分不易流失，这样沙冬青幼苗有较多
的水分完成其生成代谢；虽然地膜覆盖极大减少了地
面水分流失，但是沙冬青幼苗日常蒸腾仍在进行，这使
得容器袋内水分还是流失一部分，移植致使沙冬青容
器苗根系损害严重的或生命力本来比较弱的植株已经
存在缺水现象，在这个时间内及时补一定量的水分恰
恰能消除这些植株存在缺水问题。此外，较高的土壤
水分可以调高沙冬青幼苗代谢速率，这使得有机物质
积累速度加快，这一切生理现象直观体现在幼苗植株
体积增大。因此，在极干旱荒漠区，采用塑料膜覆盖和
适量补给灌水对沙冬青人工种群重建有极其大作用。
基于以上研究结果可得，在极干旱荒漠区选择固
定沙丘、沙化退耕地以及轻度盐碱化退耕地，采用覆膜
保水措施以及适时补水，并在9月份初或5月初进行沙
冬青人工种群重建，建植苗次年 9月份成活率不仅很
高（大于93.7%），植株长势也很好（植株高超过10 cm、
冠幅大于 5.60 cm×6.10 cm），这也解决了张晓娟等在
干旱荒漠区沙冬青人工林营造中保苗率极低的难题。
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