全 文 ：沙米生长特性调查
齐　凯 1 ,安晓亮 1 ,叶世河2
(1.内蒙古自治区林业科学研究院 ,内蒙古　呼和浩特　010010;2.商都县林业局 , 内蒙古　商都　013450)
摘　要:通过对沙米生长特性 、种群动态及其对水分的影响等方面系统的调查 , 探讨流动沙丘上若留有片状枯
萎的沙米 , (翌年)沙米植株之间就不再生长新生沙米的可能原因。同时 , 利用先锋植物的这种生态适应机
制 ,探讨了沙漠地区短命植物适应干旱环境的生长特性。
关键词:沙米;生长特性;防风固沙
中图分类号:Q948　　　文献标识码:A　　　文章编号:1007-4066(2010)01-19-03
＊ GrowthCharacteristicsofAriophylumsquarrosum
QIKai1 , ANXiao-liang1 , YEShi-he2
(1.InnerMongoliaAcademyofForestryScience, Hohhot010010, China;2.ShangduCountyBureauofForestry, InnerMongolia,
Shangdu013450, China)
Abstract:BasedoninvestigatingthegrowthcharacteristicsandpopulationdynamicsofAriophylumsquarrosum
anditsinfluenceonwater, thepossiblereasonshavebeendiscussedthatthereisnoAriophylumsquarosumwil
grownewlybetweenAriophyllumsquarosumplantsnextyearifthereiswitheredAriophylumsquarrosuminsheet
leftinmovingdune.Meanwhile, byuseoftheecologicaladaptivemechanismofpioneerplant, thegrowthcharac-
teristicsofephemeralplantindeserttoadapttothearidenvironmentarediscussed.
Keywords:Ariophylumsquarrosum;growthcharacteristics;windbreakandsandfixation
　　根据植被演替的规律和进程 ,在沙地植物演替
过程中 ,最重要 、最具有开拓性的一步就是流动沙丘
中先锋植物的定居。正是由于这种定居开始了沙地
植被漫长的恢复和演替的过程。可以说 ,先锋植物
定居流动沙丘的同时 ,既为自己走向消亡设下了陷
阱 ,又为新植物种的侵入创造了良机 。
流动沙丘上的先锋植物———沙米(Ariophylum
squarosum),因其独特的生理生态特性 ,在流动沙
丘上容易定居 、生长快 ,集中连片分布 ,其覆盖度达
到 70%以上 ,就能够控制风沙流活动 ,固定流动沙
丘 ,防止风蚀 。即使在冬季 ,死亡的沙米株也能够发
挥防止风蚀 、达到积沙的效果。
在防沙治沙的生产实践中 ,我们常常可以看到
这样的现象 ,即沙米一旦在流动沙丘上定居 ,其种群
的数量是逐年增加的 ,并且 ,每年都有新生幼苗的生
长 ,而不是突然的大爆发 ,全部覆盖流动沙丘表面 ,
即使在水分条件适宜的雨季 ,也是如此 。其原因可
能是与先期种源的严重不足或种子处于休眠的状态
有关 。然而 ,经过 1 ～ 2年后 ,当先锋植物沙米覆盖
度达到一定程度时(至少在 80%以上),翌年的雨季
不会再有新生幼苗的出现和生长 ,突然失去了繁殖
的能力。而此时 ,正是种源最丰富的时期。显然 ,新
生幼苗的突然消失和种源没有任何关系 。为什么有
这种现象 ,其机制如何? 为此进行了沙米生长特性
的调查。
通过本调查研究 ,提出利用先锋植物的这种生
态适应机制 ,并通过人工促进技术 ,快速进入并完成
流动沙丘植被的早期演替阶段或早期演替阶段与下
一阶段植物演替同时进行 ,即利用先锋植物沙米的
短命性及其固沙作用 ,和以后的目的植物同时生长 ,
建立流动沙丘植被 ,达到先锋植物固沙防沙与目的
植物利用沙地资源相结合的目标 。
第 36卷　第 1期　　　　　　　　　　　　　内　蒙　古　林　业　科　技　　　　　　　　　　　　　　　　Vol.36　No.1
2010年 3月　　　　　　　　　　JournalofInnerMongoliaForestryScience＆Technology　　　　　　　　　　　Mar.2010
＊收稿日期:2009-11-30
基金项目:内蒙古自治区自然科学基金项目(编号 200711020210)资助
作者简介:齐凯(1956-),男(蒙古族),辽宁阜新人 ,研究员 ,主要从事林业与沙漠治理研究。
1　试验地概况
研究区位于内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗库布齐
沙漠 ,地理坐标为北纬 40°00′～ 40°39′,东经 109°
00′～ 110°45′。达拉特旗属于半干旱大陆性气候 ,
年均降水量只有 300mm左右 ,年均蒸发量为 2 160
mm,年均相对湿度为 56%。年均气温为 6.1 ～ 7.1
℃,全年降水集中在 7 ～ 9月份 ,且多为暴雨 。土壤
以风沙土为主 ,土壤有机质含量为 0.3%。平均海
拔 1 225m。植被以沙生植物为主体 ,天然植被以油
篙 、柠条 、沙柳为主体 ,其次是寸草 、拂子茅 、岌友草
等 。本研究选择库布齐沙漠的流动沙丘 、半固定沙
丘 、固定沙丘作为野外实验观测地点 。
2　研究方法
2.1　实验材料
库布齐沙漠流动沙丘上的野生沙米作为野外实
验的研究对象。室内实验采用 2007-2009年采集
的沙米种子进行活力实验 。活力实验选用的种子来
源分别为:2007年 、2008年的沙米种子采集于达拉
特旗项目区 , 2009年的沙米种子采集于乌审旗 。
2.2　样方调查方法
本研究分别选取不同生长状况的沙米进行测
定 ,将其分为幼叶期与成熟期。根据固定沙丘 、半固
定沙丘 、流动沙丘地形的不同又分为丘间低地 、迎风
坡 、沙丘丘顶 、背风坡和丘底 。
本研究的野外调查采用样方法。在实验地 ,依
据沙丘的走向 ,沿着丘间低地 、迎风坡 、沙丘顶部 、背
风坡和丘底 5种地形上进行沙米分布样方调查。设
置样线 ,平行设置 3个 1 m×1 m的样方 ,每个样方
间隔 10m,共设置了个 30个 1 m×1 m的样方。通
过样方调查 ,分别记录沙丘地形与坡度 、每个样方沙
米的个体数 、高度 、盖度等数据。
在库布齐沙漠流动沙丘的背风坡上 ,由于微地
形条件的差异 ,沙米分布沿该地区主风方向发生变
化 ,形成风道。故在这个区域进行了风与沙米分布
关系的调查。调查方法为在沙丘顶部沿该地区主风
向设置观测样线 ,样线长 30m,每隔 10 m设置 3个
1m×1m的样方 ,共计 9个。
3　结果与分析
3.1　沙米植物种群生长特性的研究
沙米是个体比较矮小的草本植物 ,种子小而数
量大 ,种子散布的距离和范围较小 ,容易形成格局规
模较小的聚集分布 。随机选择沙米 50株 ,实测沙米
的出苗萌发 、分枝 、孕蕾 、开花 、结籽 、成熟的生长周
期(见表 1)。对其生长量 、高度 、青草产量 、干草产
量 、单株总生物量 、生长比例 、产籽量等分别进行统
计(见表 2)。
表 1　沙米生长期观察记录
Table1　ObservationongrowthperiodofAriophylumsquarrosum
沙丘
类型
出苗萌发 分枝 孕蕾 开花
初期/月.日
盛期
/月.日
初期
/月.日
盛期
/月.日
初期
/月.日
盛期
/月.日
初期
/月.日
盛期
/月.日
结籽/月.日 成熟/月.日 生长周期 /d
固定
沙丘 5.17 5.24 5.31 6.6 7.3 7.10 7.10 7.16 8.25 9.24 140
半固定
沙丘 5.18 5.26 5.31 6.8 7.5 7.12 7.11 7.17 8.16 9.26 141
流动
沙丘 5.23 5.26 6.2 6.8 7.6 7.11 7.12 7.17 8.27 9.27 139
表 2　沙米生长量记录Table2　GrowthofAriophyllumsquarrosum
沙丘
类型
植株高度/cm 青草产量/ g· m-2
干草产量
/ g· m-2
单株总生物量 /g 比 例 /%
全株 地上 地下 地上 地下
产籽量
/kg· 667m-2
固定
沙丘 55 813 117 34 31 3 91 9 26
半固定
沙丘 53 798 115 33 30 3 90 10 25
流动
沙丘 50 788 98 29 27 2 88 12 22
20
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　内　蒙　古　林　业　科　技　　　　　　　　　　　　　　　　　第 36卷
3.2　沙米植物种群生长环境变化的研究
3.2.1　气温变化
库布齐沙漠中沙米从萌发到落叶的生长季节为
4 ～ 10月 ,其中 4月植物萌发的月均温为 11.3 ℃,
10月植物落叶月均温为 8.9 ℃。
3.2.2　土壤含水量变化
在 2008年 7月测定了库布齐沙漠实验区内流
动沙丘的土壤含水量 。野外实验地土壤含水量的测
定采用土钻取样烘干(105 ℃)称重法 。在实验地 ,
用土钻取样装入铝盒 ,每个实验点做 3次重复 。半
固定沙丘的取样深度为:0 ～ 20 cm、20 ～ 40 cm、40 ～
60 cm、60 ～ 80 cm、80 ～ l00 cm。流动沙丘的取样深
度为:0 ～ 20 cm、20 ～ 50 cm、50 ～ 100cm。取样后放
入铝盒中带回实验室 ,在室内将装有土样的铝盒称
重 ,称量出铝盒加湿土的质量。揭开铝盒盖 ,放入烘
箱中在 105℃下烘至恒重 ,冷却后从烘箱中取出铝
盒 ,盖好盒盖 ,称量 ,即铝盒加烘干土的重量。
库布齐沙漠流动沙丘的土壤含水量从 0 ～ 50
cm逐渐增大 ,在 20 ～ 50 cm处达到最大 ,从 20 ～ 50
cm之后稍有降低 。在 0 ～ 20 cm处土壤含水量最
小 , 分别为丘底 1.13%, 背风坡 1.37%, 丘顶
1.46%。不同地形土壤含水量的最大值分别为背风
坡 2.93%,丘顶 2.62%,丘底 1.85%。
3.2.3　风对沙米分布的影响
由于微地形条件的差异和风的影响 ,在库布齐
沙漠流动沙丘的背风坡半固定沙丘平坦丘顶上 ,沙
米沿主风向形成带状分布。库布齐沙漠的流动沙丘
则是沿着主风向逐渐增加的趋势 ,与背风坡地形条
件有关。风速减小 ,但坡面有利于种子由高处向低
处滚动 ,库布其沙漠 30株 /m2。风道处沙米盖度的
变化趋势则相反 ,库布齐沙漠中沙米的盖度呈减小
的趋势 , 平均盖度为 14.52%。沙米平均高度为
7.63 cm,说明库布齐沙漠中沙米个体生长更旺盛。
这是因为库布齐沙漠的降水量大 ,有利于沙米的生
长。
3.3　沙米植物种群生长密度变化的研究
沙米在流动沙丘上的分布随地形的变化存在明
显差异。在库布齐沙漠的流动沙丘上 ,从丘顶到背
风坡再到丘底 ,沙米的密度呈先降低后增加的趋势 ,
在背风坡上密度较小。库布齐沙漠的流动沙丘不同
部位沙米的密度分布状况不同 ,主要受沙丘坡度的
影响 。库布齐沙漠流动沙丘背风坡的坡度在 5°～
15°之间 ,坡度较缓 ,有利于沙米种子在沙土中储存 ,
因此沙米种子萌发和幼苗生长的数量大 。库布齐沙
漠为 15株 /m2 ,该结果与流动沙丘沙米密度变化相
反 ,说明沙米较适宜于流动沙丘环境 。沙米种群分
布与大小变化除受降水和沙丘地形条件影响外 ,还
受其他植被状况的影响 。实验结果还显示:不同实
验地区流动沙丘上 ,沙米的密集度均大于半固定沙
丘 ,这是因为半固定沙丘的水分 、养分等分布与流动
沙丘相比更均匀(见表 3)。
表 3　沙米种群分布类型
Table3　DistributiontypeofAriophyllumsquarrosumpopulation
调查地点 方差 s2 均值 m 扩散系数 s2 /m t值 分布类型
库布齐沙漠 半固定沙丘 205.886 17.333 11.878 18.709 聚集分布流动沙丘 513.202 35.808 14.332 21.080 聚集分布
3.4　沙米种子活力变化
生长特性中 ,种子活力是衡量种子质量状况的一
个重要指标。在室内采用 TTC溶液配制:称取 TTC
(2、3、5-氯化三苯四氮唑)1g,加重蒸水 100 mL, pH
值在 7.5 ～ 8.5之间 。把沙米种子用水浸泡 2 h,使种
子充分吸胀 ,随机取 3个年份(2007、2008和 2009年)
种子各 100颗 ,吸干种子表面水分 ,沿种胚中央横切 ,
然后放入 TTC溶液中 ,在 35 ～ 40 ℃恒温箱内染色 2
h,然后取出种子 ,冲洗 1 ～ 2次 ,在放大镜下观察种子
着色情况 ,凡着色种子为具有生活力的种子 。
不同年份沙米的种子活力存在明显差异。从
2007年到 2009年 ,沙米种子活力逐渐增加 , 2009年
的种子活力最大为 46.26%, 2008年为 23.10%, 2007
年为 16.54%。说明沙米新生种子的活力较大 ,且沙
米具有持久种子库 ,即经过多年后种子仍具有活力。
4　结论
在实验区 ,半固定沙丘上单位样方内沙米的盖
度 、密度和高度均大于流动沙丘 ,这是因为半固定沙
丘的土壤含水量要大于流动沙丘 。 (下转第 35页)
21
第 1期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　齐　凯 ,等:沙米生长特性调查　　　　　　　　　　　　　　　　　　
表 1　光肩星天牛新排粪孔与天牛数量对比
Table1　Contrastonnewdefecationholesandquantityof
Anoplophoragrabripennis
调查内容 新排粪孔 天牛数量 比例
数量 24个 24头 1∶1
试验时选择枝杈少 、容易观察的新疆杨虫害木
39株为标准株 ,并进行标号 ,调查标准株上排粪孔
个数 ,有新排粪的排粪孔为幼虫存活 ,由下向上对每
株标准株上的新排粪孔进行依次标注 ,并进行记录 。
放蜂时指形管竖直向上 ,用橡皮胶将指形管紧贴在
光肩星天牛虫害木树皮表面。肿腿蜂释放量为平均
每 3个有效排粪孔释放一个指形管肿腿蜂 。在未释
放肿腿蜂的地点选择 10株新疆杨虫害木作为对照
株(见表 2)。
表 2　标准株虫口密度及放蜂量统计
Table2　Statisticsoninsectdensityandquantityofreleasing
SclerodermaguaniXiaoetWuinstandardstock
处 理 标准株数 /株 虫口密度 平均放蜂量 /头
试验株 39 4.5 59
对照株 10 4 0
2　结果
在释放肿腿蜂后每隔 5d,对各处理株的光肩星
天牛排粪情况进行一次观测 ,天牛幼虫停止排粪视
为被寄生致死 ,当年 10月 15日结束调查 。释放肿
腿蜂 15 d后 ,开始有天牛幼虫停止排粪(见表 3)。
计算方法:寄生率(%)=被寄生虫数调查总虫数 ×100
　　　　　防治效果(%)=
　　放蜂区虫口死亡率 -对照区虫口死亡率
1-对照区虫口死亡率 ×100
表 3　标准株肿腿蜂寄生情况统计
Table3　Statisticsonparasiticsituationof
SclerodermaguaniXiaoetWuinstandardstock
处 理 标准株数/株 平均寄生数/头 平均死亡数/头
试验株 39 2.1 2.1
对照株 10 0 0.1
通过计算得出释放肿腿蜂当年寄生率为
46.6%,防治效果为 45.2%。
3　小结
在本次释放管氏肿腿蜂防治光肩星天牛幼虫的
试验中 ,释放肿腿蜂 15d后有光肩星天牛幼虫开始
停止排粪 ,确定为被寄生 。试验结果显示:管氏肿腿
蜂对光肩星天牛幼虫当年的寄生率为 46.6%,防治
效果为 45.2%,说明在农防林带中释放肿腿蜂 ,对
光肩星天牛有一定的防治效果。试验林地光肩星天
牛幼虫龄级不整齐 ,可认为是影响管氏肿腿蜂寄生
效果的主要因素之一。在第 2年对该 39株试验林
进行连续观察后发现 ,试验株光肩星天牛虫口密度
在逐步下降 ,达到有虫不成灾水平 。由此可以推断 ,
在乌拉特前旗自然条件下有部分管氏肿腿蜂能够成
功越冬 ,并形成一定的自然种群。
(上接第 21页)
　　结果表明沙米分布与土壤含水量有很大关系 。
实验地区流动沙丘和半固定沙丘上 ,沙米在背风坡
的丘底处的分布密度 、盖度和高度为最大值 ,表明丘
底处是最适宜沙米生长的地形条件。
不同年份沙米种子的活力存在明显差异。各年
种子活力大小为:2009年 >2008年 >2007年 ,说明
沙米新生种子的活力较大 ,且沙米具有持久种子库 ,
即经过多年后种子仍具有活力 。
参考文献:
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征的研究 [ J].种子 , 2008, 27(11):72-75.
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发的影响 [ J].西北植物学报 , 2009, 29(5):867-873.
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大学 , 2009.
35
第 1期　　　　　　　　　　　　　　　付林巨 ,等:释放肿腿蜂防治光肩星天牛幼虫试验