全 文 ：　收稿日期:2008-04-21
基金项目:国家自然科学基金(30660031);国家重大基础研究前期研究专项(2004CCA02800)
作者简介:王建明(1983-),硕士生 , 研究方向为植物生态学。
通讯作者:王绍明(1963-),男 , 教授 ,从事生态学研究;e-mail:shaomingw@shzu.edu.cn。
第 27卷　第 2期
2009年 4月
石河子大学学报(自然科学版)
JournalofShiheziUniversity(NaturalScience)
Vol.27　No.2
Apr.2009
文章编号:1007-7383(2009)02-0162-07
古尔班通古特沙漠南缘羽毛针禾种群年龄结构分析
王建明 ,李学钢 ,徐基平 ,齐妍婷 ,王绍明
(石河子大学生命科学学院 /新疆兵团绿洲生态农业重点实验室 , 新疆石河子 832003)
摘要:利用种群生态学中的年龄(植丛大小)结构的研究方法 , 比较了沙漠内(处于沙漠较深处———距农田边缘
500m以外)和农田边(500m内相邻于农田)羽毛针禾种群年龄结构的特征。结果表明 , 从总体比较 ,农田边羽毛针
禾种群植丛密度 、数量分布显著高于沙漠深处;如果将种群中的植丛大小按从小到大分成 30级 ,沙漠中和农田边
的羽毛针禾种群年龄结构中幼年植丛(1, 2, 3, 4级)显著多于其它级别的植丛 , 都属于增长型;羽毛针禾种群的老
年植丛的存活率在这两个区域都比较低 ,这可能是沙漠极端干旱环境条件下植物种群动态的基本特征 ,同时也说
明 , 增长型羽毛针禾种群应是其能在沙漠中长期续存的基本要素。从研究的结果看 , 似乎人类农业活动并不损害
羽毛针禾种群的发育 , 反而提高了其幼年植丛补充更新的成功率与成活的比率 ,推测可能是农业活动改善了局域
小环境 , 增加了局域降水 ,从而提高了羽毛针禾幼苗成活率及幼年植丛的成活率。另一方面 , 羽毛针禾是活化沙地
上的先锋植物 , 人类的扰动使沙地活化程度增加 , 这一点可能也是使农田边羽毛针禾种群相对较为繁荣的原因之
一。
关键词:针禾属;沙丘;盖度;更新;准噶尔盆地
中图分类号:Q503　　　　文献标识码:A　　　　
　　羽毛针禾(Stipagrostispennata)是禾本科针禾
属多年生草本植物。为多年生禾本植物 , 常形成草
丛 ,秆直立 , 平滑无毛 , 基部多分支 , 株高约 30-
50cm,须根且韧性大 ,外被沙套 ,呈辐射状排列 。叶
片质地坚硬 ,纵向内卷成针状 ,长达 25厘米以上 ,上
面具短毛而下面无毛 ,其叶舌短小。花序为圆锥花
序且顶生 ,基部常包在叶鞘内部 ,小穗为草黄色 ,外
稃呈圆筒形 ,项端具三芒 ,芒又向外弯折 ,着生柔毛 ,
呈羽毛状排列 ,侧芒稍短 ,花果期 6 ～ 8月 ,其籽粒
小 ,为褐色的梭形 。适合生长在干旱半干旱地
区 [ 1] , 是古尔班通古特沙漠的主要防风固沙禾草 。
主要分布在人为活动影响严重的沙漠边缘地带 ,在
沙丘顶部和迎风坡上部。可作为优势种也可是伴生
种 ,经常与梭梭 (Haloxylonammodendron)、白梭梭
(Haloxylonpersicum)混交群落及白梭梭群落 、角果
藜 Ceratocarpusarenarius)、地白蒿(Artemisiateraeal-
ba)、骆驼刺(Alhagisparsifolia)群落等混生[ 2] 。羽
毛针禾有非常优异的防风固沙功能[ 3] ,且具有非常
高的沙漠生态保育的利用价值和沙生适应性的研究
价值 。另外 ,从恢复生态学角度看 ,研究羽毛针禾种
群生态规律也是具有突出的生态环境保护意义。
依据国内外学者对多年生禾草种群年龄结构研
究[ 4 ～ 8]的方法 ,本文以羽毛针禾种群中单个植丛的
大小为指标 ,构建其种群的年龄结构等级 ,从而对古
尔班通古特沙漠南缘羽毛针禾种群动态进行分析 ,
以考察该区域羽毛针禾的种群结构动态 ,并从种群
结构的角度探索其种群长期续存的生态学机制。
1　材料与方法
1.1　准噶尔盆地气候 、环境概况
古尔通古特沙漠座落于新疆北部准葛尔盆地中
央的低洼部分 ,面积为 4.88万平方公里 ,其经纬度
是 E84°31′～ 90°00′, N44°11′～ 46°20′。沙漠内部绝
大部分为固定和半固定沙丘 ,其面积占整个沙漠面
积 97%,是我国最大的固定半固定沙漠 ,主要沙丘
形态类型为梁窝状和树枝状沙垄 ,长度数百米到 10
km不等 ,近南北走向 ,高度 10 ～ 50 m不等.沙垄垄
间和中下部沙面稳定不变 ,沙垄顶部普遍有 10 ～ 40
m宽度不等的流动带 [ 9] 。该地区年平均气温 6 ～
10℃,最热月 24 ～ 27℃,极端超过 40℃,年积温可达
3000 ～ 3500℃,年降水量普遍不超过 150mm,沙漠
腹地仅有 70 ～ 100mm;而蒸发量却高达 2000mm,为
典型的内陆干早气候.固定沙丘上植被覆盖度为 40
～ 50%,半固定沙丘达 15% ～ 25%,冬春季常为放
牧区域 。
1.2　取样方法及数据采集方法
野外抽样调查是 2005年进行的 ,采样点及各样
点具体情况见表 1和表 2,每个取样区域选三个样
地沙丘 ,用 GPS对沙丘定位 ,记录沙丘地形和植被
的基本状况 ,例如目测沙丘植被总盖度 、植被中的优
势植物 、记录植物生长的位置 ,植物在群落中的地位
(优势种或是混生种),沙丘走向 ,沙丘位置 ———在
农田边(500m内相邻于农田)、还是在沙漠深处(距
农田边缘 500m以外),沙包的高度 、长度 、宽度。
羽毛针禾(S.pennata)盖度的野外测量:采用样
方绳 ,测沙丘的长度 ,宽度 ,样地大小。使用 GPS定
位仪测高度 , 以卷尺测量羽毛针禾的植丛基部大小
的参数。每个沙丘选四分之一至二分之一作为样
方 ,在样方内对每个羽毛针禾植丛进行测量 ,包括植
丛的直径(圆形或近似圆形者)或长和宽 。在自然
条件下羽毛针禾植丛形状并非是严格的圆形或矩
形 ,测量时 ,如果植丛是圆形就记直径 ,是矩形就记
长和宽。
表 1　抽样调查的样区及样地沙丘概况
样地区域和沙丘属性 沙丘高度 /m 沙丘地理位置 调查日期 沙丘走向
样地大小
(纵向 ×
横向 , m)
克拉玛依市 MAα H1 =411, H2 =426 N44°35.096′E087°30.65′ 20050724 东南 -西北 70×40
蔡家湖镇马 MBβ H1 =413, H2 =417 N44°33.137′E087°30.43′ 20050724 东北 -西南 70×50
家庄 MCα H1 =406, H2 =411 N44°28.929′E087°32.42′ 20050726 南北 70×45
沙湾县炮台
镇沙包村
PAα H1 =344, H2=352 N44°43.913′E085°40.66′ 20050810 东西 62×72
PBα H1 =331, H2 =338 N44°43.942′E085°40.44′ 20050810 东南 -西北 65×69
PCβ H1 =328, H2 =346 N44°43.993′E085°40.03′ 20050811 南北 84×114
克拉玛依市
128团东戈壁
GAα H1 =273, H2 =280 N45°01.156′E084°48.47′ 20050816 东南 -西北 98×50
GBβ H1 =275, H2 =288 N45°01.125′E084°49.05′ 20050816 东西 109×68
GCα H1 =273, H2 =286 N45°01.471′E084°48.12′ 20050818 东西 72×125
克拉玛依市
共青镇东基
建队
JAβ H1 =324, H2 =335 N44°44.946′E084°59.81′ 20050817 东南 -西北 144×43
JBβ H1 =328, H2 =345 N44°45.252′E085°00414′ 20050818 东南 -西北 76×53
JCα H1 =323, H2 =333 N44°44.766′E084°59.51′ 20050818 东南 -西北 145×88
沙湾县下野
地镇 135团
九连
SAβ H1 =318, H2 =334 N44°52.273′E085°14.24′ 20050903 东南 -西北 66×76
SBβ H1 =303, H2 =309 N44°52.918′E085°14.84′ 20050904 南北 94×77
SCβ H1 =307, H2 =311 N44°53.075′E085°14.85′ 20050904 南北 55×47
玛纳斯县莫
索湾 148团
莫管处
M2Aα H1 =348, H2 =365 N44°46.085′E086°13.79′ 20050803 南北 85×141
M2Bα H1 =346, H2 =354 N44°46.269′E086°13.89′ 20050803 东西 124×27
M2Cα H1 =367, H2 =377 N44°45.459′E086°13.95′ 20050804 东南 -西北 49×47
玛纳斯县莫
索湾 149团
十四连
M1Aα H1 =334, H2 =342 N45°02.541′E086°13.73′ 20050802 东南 -西北 66×60
M1Bα H1 =326, H2 =334 N45°00.630′E086°13.53′ 20050802 东南 -西北 98×21
M1Cβ H1 =333, H2 =340 N44°59.641′E086°13.45′ 20050803 东南 -西北 128×28
阜康县北亭
镇 222团七
队
BAβ H1 =433, H2 =446 N44°22.401′E087°47.89′ 20050727 南北 115×100
BBβ H1 =433, H2 =442 N44°22.377′E087°48.23′ 20050728 东南 -西北 133×65
BCβ H1 =475, H2 =482 N44°21.918′E087°48.08′ 20050728 东西 95×65
彩南
CAβ H1 =546, H2 =570 N44°35.617′E088°16.18′ 20050729 东西 90×150
CBβ H1 =544, H2 =557 N44°36.299′E088°16.07′ 20050729 东南 -西北 70×66
CCβ H1 =577, H2 =590 N44°40′33′E088°15.65′ 20050730 东南 -西北 87×73
　　注:(α-农田边沙丘 , β -沙漠深处沙丘), H1-沙丘底部 , H2-沙丘最高处。
163　第 2期　　　　　　　　　　　王建明 ,等:古尔班通古特沙漠南缘羽毛针禾种群年龄结构分析　　　　　　
表 2　样地沙丘环境及植被概况
沙丘及
其属性
植被盖
度 /﹪ 沙丘环境和植被物种组成及其分布特点
MAα 15 西南侧有麦田(已收获),植被总盖度约为 15﹪。草本以羽毛针禾和地白蒿为优势植被 ,羽毛针禾主要分布于顶部 ,地白蒿 、角果藜 、猪毛菜等分布于中下部;梭梭散生于整个沙丘。
MBβ 20 四周均为荒地 ,较远处有麦田(已收获), 西北侧有梭梭林 ,东南侧有柽柳林 , 草本以羽毛针禾和地白蒿为优势植被 ,同时也有角果藜 、虫实 、猪毛菜等植被分布 ,木本有梭梭和柽柳。
MCα 20 四周均为荒地 ,有大片的柽柳林 ,东侧有公路 , 公路对面是瓜田, 羽毛针禾优势植被 ,主要分布于顶部 , 同时顶部还有少量梭梭;沙丘中下部柽柳丛生 ,地白蒿也较多 ,同时还有角果藜 、虫实 、猪毛菜等植被分布
PAα 55 北有西瓜地 ,顶部植被以三芒草占优势 ,有少量花花柴;中下部以花花柴为优势植被 ,有羽毛针禾 、木地肤 、角果藜 、长刺猪毛菜 、沙蓬等分布。
PBα 60 附近有农田 ,坡下有水渠。植被总盖度为 60﹪。顶部主要是羽毛针禾 , 有少量花花柴;中下部主要是花花柴 ,角果藜有少量分布。
PCβ 40 顶部植被较少;植被主要为花花柴 、羽毛针禾 , 有沙蓬 、木地肤等分布。
GAα 20 两侧为棉田 , 沙丘顶部主要是羽毛针禾 , 长刺猪毛菜和沙蓬有少量分布;中下部主要为地白蒿 , 有角果藜分布;梭梭 、柽柳 、沙拐枣等散生于整个沙丘。
GBβ 40 木本以梭梭和柽柳为主 ,有少量沙拐枣;草本以对节刺 、地白蒿为主 ,有少量的羽毛针禾和麻黄分布。
GCα 30 两侧为新开垦的棉田 ,南坡植被较少 ,以梭梭和羽毛针禾为主;北坡植被较多 ,以梭梭和地白蒿为主。
JAβ 30 远处有农田 ,附近多为荒地或抛荒地 , 碱性较大。顶部羽毛针禾占优势 , 有少量梭梭;东北坡地白蒿丛生 ,盖度较大 , 多已枯死;顶部 、西南坡有沙蓬分布。
JBβ 15 植被以羽毛针禾 、梭梭为主;底部多为木地肤 , 有少量沙拐枣和地白蒿 ,但大多数已死亡。
JCα 10 西南面有农田 ,羽毛针禾为优势植被 , 多位于中下部 , 顶部较少 , 下部有大量的地白蒿 , 梭梭 、长刺猪毛菜 、沙蓬 、角果藜等较少。
SAβ 20 顶部有大量羽毛针禾分布;中下部有较多的梭梭和少量的沙拐枣。阳坡草本植物较少 , 阴坡有少量角果藜 、猪毛菜等分布 , 底部有大量地白蒿。
SBβ 25 东边陡 ,西边缓 , 草本以羽毛针禾为优势植被 , 主要分布于顶部;木本以梭梭为优势植被 , 分布于整个沙丘;沙丘东侧下部有角果藜 、地白蒿等 ,西侧有少量地白蒿。
SCβ 20 以羽毛针禾为优势植被 ,分布于顶部;中下部有少量梭梭分布 , 东侧底部有地白蒿分布。
M2Aα 5
东西两侧都有棉田 , 沙丘顶部基本上没有植被 , 东边中下部主要是羽毛针禾 , 有少量梭梭 、长刺猪毛菜
分布 ,底部有较多的骆驼刺 、地白蒿 、角果藜分布;西边植被较少 , 有羽毛针禾和长刺猪毛菜 , 底部是花
花柴 、柽柳和白刺。
M2Bα 5 南边 、东边均有棉田 , 西边是开荒地 ,种植了玉米(长势较差)。顶部少植被 , 中下部西侧为羽毛针禾 、地白蒿和长刺猪毛菜 ,底部有角果藜等;东侧有大量的花花柴和骆驼刺。
M2Cα 8 西侧为棉田 , 羽毛针禾分布于顶部 ,阳坡有骆驼刺 、顶羽菊分布 ,阴坡有角果藜 、 地白蒿分布。
M1Aα 30 沙丘有围栏围护 ,但仍有放牧。南方有棉田 ,其他方向皆为连绵沙丘 , 顶部是羽毛针禾 、长刺猪毛菜;中部有梭梭;下部是角果藜;有少量沙蓬和对节刺分布。
M1Bα 15 西北 、西南有棉田;东北有种植的芨芨草(长势不好),顶部植被较少 , 中下部是羽毛针禾 、长刺猪毛菜;底部有骆驼刺成片分布 ,角果藜和沙蓬有少量分布。
M1Cβ 20 沙丘有围栏围护 ,但仍有放牧。顶部植被较少 ,中下部羽毛针禾 、长刺猪毛菜占优势;有少量梭梭 、沙拐枣 、角果藜 、沙蓬分布。
BAβ 12 周围是连绵沙丘 ,远处有农田 , 底部为柽柳 , 顶部有羽毛针禾 ,梭梭散生于整个沙丘 , 还有少量角果藜 、猪毛菜等分布。
BBβ 10 东北侧有柽柳 ,顶部有梭梭 、角果藜等 ,羽毛针禾较少 ,有较多的木碱蓬分布。
BCβ 20 两侧为梭梭林 ,以梭梭为优势植被 ,顶部有羽毛针禾分布 , 角果藜有少量分布。
CAβ 10 位于公路右侧 , 周围是连绵沙丘 , 北坡下部是木碱蓬 、麻黄和莴苣 ,中部是木地肤 , 顶部为羽毛针禾和木碱蓬 ,地白蒿较少 , 梭梭生于中上部;南坡植被较少。
CBβ 8 位于公路右侧 , 周围是连绵沙丘 ,羽毛针禾和梭梭分布于中上部阴坡 , 阳坡有木碱蓬分布。
CCβ 15 位于公路左侧 , 周围是连绵沙丘 ,梭梭较少 , 羽毛针禾有较多分布 ,还有木地肤和麻黄分布。
　　注:沙丘属性:α:农田边沙丘;β:沙漠深处沙丘;表中植物种名称:羽毛针禾 Stipagrostispennata;地白蒿 Artesteraealba;梭梭
Haloxylonammodendron;柽柳 Tamarixsp.;花花柴 Kareliniacaspia;长刺猪毛菜 Salsolapaulsenii;对节刺 Horanowiaulicin;角果藜
Ceratocarpusarenarius;沙拐枣 Caligonumsp.;沙蓬 Agriophyllumsp.;木碱蓬 Suaedadendroides;木地肤 Kochiaprostrata;麻黄
Ephedra沙蓬 Agriophylumsqarrosum;骆驼刺 Alhagisparsifolia;虫实 Corispermumsp。
164 　　　　　　　　　　　　　　石河子大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第 27卷　
2　结果与分析
2.1　数据的分级分析
将测量的羽毛针禾植丛直径或长宽参数 ,用面
积公式转换为面积 ,从而得到羽毛针禾植丛的基部
盖度 ,再以基部盖度为准进行植丛大小(年龄)分
级 ,分级标准根据经验而选用 0.03㎡(300cm2)为
一个大小级 。对样地按沙丘所处位置分为两类属性
的沙丘 ,即沙漠深处与农区周缘两组 ,分别构建其种
群大小级结构 。
羽毛针禾是一种多年生禾草 ,直接测定其年龄
有困难。根据许多学者在对禾草种群的结构进行研
究时 ,采用大小结构分析法 [ 10 ～ 14] ,以羽毛针禾植丛
基部盖度的大小进行年龄结构分析。依据数据的极
差 ,以 0.03m2 为间距 ,从 0.0001m2开始 , 分成 30
级 ,统计分析的结果见表 3。
表 3　古尔班通古特沙漠南缘羽毛针禾种群植丛大小分级数据
分级 植丛大小范围/cm2
植丛
数量
植丛大小平均数
/cm2 分级
植丛大小范围
/cm2
植丛
数量
植丛大小平均数
/cm2
1 0.1 ～ 300 1561 94.67 16 4500.1 ～ 4800 7 4777.14
2 300.1 ～ 600 582 452.97 17 4800.1 ～ 5100 5 4972.80
3 600.1 ～ 900 259 762.52 18 5100.1 ～ 5400 6 5333.33
4 900.1 ～ 1200 177 1108.01 19 5400.1 ～ 5700 8 5575.00
5 1200.1 ～ 1500 108 1420.13 20 5700.1 ～ 6000 4 6000.00
6 1500.1 ～ 1800 63 1705.23 21 6000.1 ～ 6300 1 6300.00
7 1800.1 ～ 2100 56 2016.714 22 6300.1 ～ 6600 1 6600.00
8 2100.1 ～ 2400 41 2348.24 23 6600.1 ～ 6900 0 0.00
9 2400.1 ～ 2700 14 2596.07 24 6900.1 ～ 7200 5 7120.00
10 2700.1 ～ 3000 47 2861.49 25 7200.1 ～ 7500 0 0.00
11 3000.1 ～ 3300 15 3230.00 26 7500.1 ～ 7800 2 7750.00
12 3300.1 ～ 3600 21 3514.29 27 7800.1 ～ 8100 5 8004.00
13 3600.1 ～ 3900 7 3832.93 28 8100.1 ～ 8400 1 8400.00
14 3900.1 ～ 4200 16 4075.00 29 8400.1 ～ 8700 0 0.00
15 4200.1 ～ 4500 8 4449.83 30 8700.1 ～ 9000 2 8900.00
2.2　羽毛针禾植丛分级结构的数量特征
以表 3的数据对羽毛针禾种群植丛分级结构作
图 ,从图 1、图 2、图 3可看出:随着级数的增加 ,不同
统计方式的组别中 ,级内的植丛数均为减少的趋势 ,
每级植丛大小的平均数随级数的增加而增加 。 1级
(0 ～ 300cm2)所占数量比例最大 ,随级数增加 ,各级
羽毛针禾的植丛数减少。前 4级羽毛针禾的植丛数
之和超过植丛总数的 80%,各级内羽毛针禾的植丛
数有所波动 ,并不是严格的按由多到少分布 ,但总趋
势是植丛由小到大时数量逐渐减少。
2.3　羽毛针禾种群分级结构特征
从羽毛针禾植丛大小结构(图 1、图 2、图 3)中 ,
可以很明显的看出 ,羽毛针禾盖度级从小到大排列 ,
沙漠中和农田边羽毛针禾种群盖度级的植丛数都是
由多到少分布的 。因此这 2类区域羽毛针禾的种群
都属于增长型;这是羽毛针禾在干旱和半干旱的沙
地中通过种子繁殖达到自我更新的结果 。
对沙漠内种群和农田周缘种群结构的数据进行
比较:沙漠中(图 1)1、2级所占比例分别为 47%、
21%, 1级和 2级共占 68%, 3级和 4级占 15%,说
明小盖度级补充量大 ,有利于种群增长 ,但存活率
低;在农田周缘分布的羽毛针禾种群中(图 2), 1、2
级所占比例分别为 54%和 18%, 1级和 2级共占
72%, 3级和 4级占 14%, 同样是小盖度级补充量
大 ,说明该区域的羽毛针禾种群也属于增长型。通
过比较亦可看出 ,虽然农田边 1级和 2级的比例比
沙漠中 1、2级的比例高 ,但是沙漠中 3级和 4级的
比例却比农田周缘种群的 3级和 4级的比例高。从
绝对数量方面看 ,农田周边的沙丘上各个龄级的植
丛数量显著高于沙漠深处的沙丘 ,尤其以幼龄级中
最为显著 。
165　第 2期　　　　　　　　　　　王建明 ,等:古尔班通古特沙漠南缘羽毛针禾种群年龄结构分析　　　　　　
图 1　沙漠内羽毛针禾种群大小结构
图 2　农田边羽毛针禾种群大小结构
图 3　沙漠内与农田边混合羽毛针禾种群大小结构
3　讨论
从沙漠深处的羽毛针禾种群大小结构(图 1)可
看出:各级羽毛针禾的数量随级数的增加而减速少 ,
Ⅰ级占 46.85%, Ⅱ级占 20.64%, Ⅲ级占 8.77%, Ⅳ
级占 6.16%。 Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级占 82.44%。 Ⅰ级所
占比例高可得出该种群为补充量非常大的增长型种
群 , Ⅱ级仅约为 Ⅰ级的 1/2。从农田边羽毛针禾种
群大小结构(图 2)可看出:各级羽毛针禾的数量随
级数的增加而减速少 , Ⅰ 级占 54.4%, Ⅱ级占
18.72%, Ⅲ级占 8.84%, Ⅳ级占 5.73%。 Ⅰ 、Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ级占 86.42%。 Ⅰ级所占比例高可得出该种
群为补充量非常大的增长型种群 , Ⅱ级仅约为 Ⅰ级
的 1/3。二类羽毛针禾种群的结构显示了同样的格
局 ,说明羽毛针禾种群的幼龄级个体存续率低 ,种群
的老龄级个体数量少 ,反映了生存环境的严酷性和
个体之间资源竞争的激烈性 。
农田边的羽毛针禾种群幼龄级补充量大 ,但是
166 　　　　　　　　　　　　　　石河子大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第 27卷　
各级的死亡率较高 ,沙漠中的羽毛针禾同样是幼龄
级补充量大 ,各级死亡率也很高 ,但是各级死亡率比
较 ,沙漠深处种群比农田边的各级死亡率低 。沙漠
深处的羽毛针禾种群结构中大龄级个体的比例相对
多于农田边种群的 ,农田边 Ⅰ级比例比沙漠内 Ⅰ级
的比例高 ,这说明沙漠中的羽毛针禾的存活率比农
田边的羽毛针禾的存活率高。推测出现这种现象的
原因可能是农田周边的羽毛针禾植丛受农耕 、放牧
等人为因素的影响比沙漠中羽毛针禾受农耕 、放牧
等人为因素的影响严重 ,因而使幼龄级的植丛承受
更大的存活压力 ,生存率相对较小。也可能是农业
活动增加了农区周边的局部降水 ,改善了局域水量
供应 ,因而使农田周边沙丘上的羽毛针禾种子萌发
条件好于沙漠深处 ,出苗较多 。幼苗时期 ,植丛较
小 ,耗水总量少 ,尚能存续 ,但随着龄级增大 ,植丛变
大 ,对水资源的需求绝对量增大 ,局部水资源总量不
能满足大量的植丛存续要求 ,因而老龄级的绝对数
量减少到同样很少的状况 。另外 ,结构上比较 ,明显
可看出沙漠深处羽毛针禾种群中Ⅱ级的比例显著高
于农田边种群 ,显然这是因为农田边的羽毛针禾种
群受放牧和人为活动的影响较沙漠内更严重所造成
的 。
许多学者认为:古尔班通古特沙漠周围的羽毛
针禾(S.pennata)种群的续存条件受到多种因素的
影响 ,主要是:(1)由于羽毛针禾(S.pennata)叶量
丰富 ,叶质柔软 ,是良好的牧草 ,牲畜喜食。尤其是
在春季 ,山地牧场不能利用时节 ,荒漠和沙漠牧草便
成为牲畜的接季牧源。羽毛针禾(S.pennata)承受
着相当大的牧食压力 ,因为放牧强度最大的季节恰
是融雪后沙漠水量较多的时期 , 也正是羽毛针禾
(S.pennata)种群增长 、扩张的好时期 。因此 ,放牧
对羽毛针禾(S.pennata)种群动态的各种局域过程
影响显著 [ 2] 。 (2)农垦活动对羽毛针禾 (S.pen-
nata)种群动态有复杂的影响 ,一方面开垦荒地实行
农耕 ,破坏了其种群生境的连续性 ,可能对种群过程
造成影响;另一方面局部的农业种植活动引起小环
境气候变化可能也会影响其种群发展 [ 2] 。羽毛针
禾种群结构处于增长型是羽毛针禾长期存在的最主
要的种群生态学原因 , 是由它羽毛针禾 (S.pen-
nata)具有适应干旱 、半干旱沙地生境的生物学特性
所决定的[ 14] 。
总之 ,研究结果显示沙漠中和农田边的羽毛针
禾种年龄群结构中幼年植丛(1, 2, 3, 4级)显著多于
其它级别的植丛 ,都属于增长型 。如果以 20级为临
界 ,可以发现 ,处于农田边的羽毛针禾种群具有较大
的幼年比例 ,幼年植丛的绝对数量明显多于沙漠内
种群 。整体比较 ,农田边羽毛针禾种群植丛密度 、数
量分布显著高于沙漠内种群 。从结果分析 ,这两个
区域的羽毛针禾种群的老年植丛的存活率都比较
低 ,这可能是沙漠极端干旱环境条件下植物种群动
态的基本特征 。同时也说明 , 增长型羽毛针禾种群
属是其能在沙漠中长期续存的基本要素 。从研究的
结果看 ,似乎人类农业活动并不损害羽毛针禾种群
的发育 ,反而提高了其幼年植丛补充更新的成功率
与成活的比率 ,推测可能是农业活动改善了局域小
环境 ,增加的局域降水 ,从而提高了羽毛针禾幼苗成
活率及幼年植丛的成活率。另一方面 ,人类的扰动 ,
使沙地活化程度增加 ,这一点可能也是使农田边羽
毛针禾种群相对较为繁荣的原因之一。
参考文献:
[ 1] 崔乃然.《新疆植物志》 [ M] .乌鲁木齐:新疆科技卫生
出版社 , 1996, 295-313.
[ 2] S.M.Wang, X.Zhang, Y.Lia, L.Zhang, etal.Wang.Spa-
tialdistributionpaternsofthesoilseedbankofStipagrostis
pennata(Trin.)deWinterintheGurbantonggutDesertof
north-westChina[ J] .JournalofAridEnvironments, 2005,
63:203-222.
[ 3] WangXQ, LiBW, ZhangY.M.Stabilizationofdunesur-
faceandformationofmobilebeltatthetopoflongitudinal
dunesinGurbantoggutDesert, Xinjiang, China[ J] .Journal
ofDesertResearch, 2003, 23, 126-131.
[ 4] 杨允菲 , 刘庚长 , 张宝田.羊草种群年龄结构及无性繁
殖对策的分析 [ J] .植物学报 , 1995, 37(2):147-152.
[ 5] 邢　福 , 田　迅 , 杨允菲.松嫩平原艾蒿无性系种群根
茎的年龄结构研究 [ J] .草地学报 , 2004, 12(3):209-
213.
[ 6] 杨允菲 , 郑慧莹.松嫩平原假苇拂子茅无性系种群的年
龄结构 [ J] .草业学报 , 2000, 9(3):8-13.
[ 7] 李　红 , 杨允菲 , 乔喜波.松嫩平原野大麦无性系分蘖
株的年龄结构 [ J] .应用生态学报 , 2000, 11(3):403-
407.
[ 8] 杨允菲 , 郑慧莹 , 李建东.根茎禾草无性系种群年龄结
构的研究方法 [ J] .东北师大学报 , 1998, (1):49-53.
[ 9] 王雪芹 , 王　涛 ,蒋　进 ,等.古尔班通古特沙漠南部沙
面稳定性研究 [ J] .中国科学 , 2004, 34(8):763-768.
[ 10] 徐　军 , 李青丰 , 王建光 , 李治国.沙坡头人工植被区
中的油蒿种群动态与稳定性 [ J] .中国沙漠 , 2002, 22
(6):591-597.
[ 11] Danin, A..DesertVegetationofIsraelandSinai[ J] .Jeru-
salem:Cana, 1983:148.
167　第 2期　　　　　　　　　　　王建明 ,等:古尔班通古特沙漠南缘羽毛针禾种群年龄结构分析　　　　　　
[ 12] Danin, A.AdaptationsofStipagrostisspeciestoDesert
Dunes[ J] .JournalofAridEnvironments, 1996, 34:297-
311.
[ 13] Danin, A.Theimpactofprevailingwinterwindsonthe
distributionofvegetationintheJudeanDesert, Israel
[ J] .JournalofAridEnvironments, 1989, 17:301-305.
[ 14] Danin, A.Plantadaptationtodesertdunes[ J] .Journalof
AridEnvironments, 1991, 21:193-212.
AnalysisonthePopulationStructureofStipagrostisPennatainthe
SouthernFringeofGurbantunggutDesert
WANGJianming, LIXuegang, XUJiping, QIYanting, WANGShaoming
(CollegeofLifeSciences, ShiheziUniversity, Shihezi832000, China)
Abstract:ByanalyzingthetwotypespopulationstructureofS.pennatainGurbantungutdesert, whichoneisdis-
tributinginthedeeplydesert(notlessthan500mawayfromfarmland)andanotherisnearbyfarmland.Theresult
showedthatifwedividedtheplantclumpsto30 grades, thepopulationofS.pennatainthesetwoareasisalin-
creasing.Generaly, thepopulationdensityinfarmlandedge, thenumberofplantclumpsaresignificantlyhigher
thanthedeeplydesert.Theolderpopulationsurvivalrateinthesetwoareaareallow, thismaybethecommom
feathersundertheextremeenvironment, whiletheincreasingpopulationmaybethelong-termrenewalelementsin
thedesert.Theresultsalsoshowedthat, humanactivitydoesnotblockthefarmlandedgepopulationdevelopment,
buttoenhanceitsyoungplantsrecruitmentrateandsurvivalrate.whilehumandisturbancequickenthedesertifica-
tion, thismaybethereasonwhyfarmlandedgepopulationaremoreprosperous.
Keywords:Stipagrostis;dune;coverage;recruitment;Jungerbasin
168 　　　　　　　　　　　　　　石河子大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第 27卷