全 文 ：第 28 卷 第 11 期 干 旱 区 资 源 与 环 境 Vol． 28 No． 11
2014 年 11 月 Journal of Arid Land Ｒesources and Environment Nov． 2014
文章编号:1003 － 7578(2014)11 － 098 － 05
中国天然臭柏生长特征地理差异的初步分析
*
王永胜1，党宏忠1，王林和2，张国盛2，李清雪1
(1．中国林业科学研究院 荒漠化研究所，北京 100091;2．内蒙古农业大学生态环境学院，呼和浩特 010019)
提 要:为了探讨中国天然臭柏(Juniperus sabina Ant．)生长特征的地理差异，在中国臭柏天然分布区选
择 14 个样点开展了臭柏株高、地径、叶枝比的调查，并进行了统计分析。结果表明:1)中国臭柏的平均株高为
65． 11 ± 7． 12cm，平均地径为 2． 10 ± 0． 19cm，平均叶枝比为 1． 09 ± 0． 10;2)不同地区之间天然臭柏生长指标存
在较显著的差异性，其中毛乌素沙地片区天然臭柏平均株高最高，新疆阿勒泰片区天然臭柏的平均地径最粗，
祁连山片区天然臭柏的平均叶枝比最大;3)海拔为影响天然臭柏生长指标变化的主要地理因子，海拔与天然
臭柏平均株高和平均地径之间具有显著的负相关关系，与平均叶枝比之间具有显著的正相关关系;4)臭柏天
然分布区经纬度与平均株高、叶枝比间的关系不明显，但纬度与平均地径间有较明显的正相关，表明臭柏具有
广阔的适生范围。
关键词:臭柏;生长特征;地理差异
中图分类号:Q949． 66 + 7 文献标识码:A
臭柏(Juniperus sabina Ant．)又名叉子圆柏、沙地柏等，柏科，圆柏属，常绿匍匐针叶灌木，天然分布主
要在欧洲南部、中亚及东亚的部分地区，在中国则主要分布在干旱半干旱区，天然分布于我国新疆、青海、
甘肃、宁夏和内蒙古等地区，分布区平均海拔 1100 ～ 2800m，年降雨量 110 ～ 570mm，年平均气温 － 5． 4 ～ 9．
3℃，绝对高温 30 ～ 40℃，绝对低温 － 26 ～ － 43℃，无霜期 0 ～ 94d，年蒸发量 1230 ～ 2650mm［1］。臭柏以其
适应范围广、枝叶茂密、萌芽和萌孽能力强、枝条沙埋或触地后即可萌发不定根等特性，成为沙漠地区重要
的固沙树种。臭柏不仅是干旱、半干旱区优良珍稀的常绿固沙和护坡保土树种，同时也是很好的木本饲
料、香料、药材及上等燃料，近年来，围绕臭柏根系分布［2］、遗传多样性［3］、抗旱性［4］、生长特征［5 － 7］以及种
子库［8］等方面开展了大量研究，但对于中国天然臭柏资源的整体分布特征及天然臭柏生长特征的地理差
异性关注很少，为此，文中研究将通过对中国主要天然臭柏分布区内臭柏资源展开系统的调查，分析了天
然臭柏生长特征的地理差异，对我国臭柏资源优良性状选育和推广具有重要的参考意义。
1 研究方法
根据中国天然臭柏的分布范围，于 2012 年 6 月至 8 月，从西到东分别在新疆阿勒泰地区(包括齐贝
岭、塔齐段和大东沟)，青海省海晏县、甘肃省的天祝藏族自治县(以下简称天祝县)和古浪县，内蒙古乌审
旗、伊金霍洛旗，陕西省横山县和神木县，内蒙古阿布嘎旗等 9 个地区设置调查样点，每个样点根据臭柏的
分布特征设置 3 个样方，进行地理位置的确定及生长特征调查(表 1)。
采用专业 GPS (美国 Trimble Juno SC ，定位精度:2． 2m)采集样点的地理位置信息。样方面积为 1m
×1m，用钢卷尺测量样方内每株臭柏的株高，用游标卡尺测量样方内每株臭柏地径(每株臭柏地径值为测
量 2 组垂直交叉的数据所得平均值)，采用收割法收集、称量样方内臭柏生物量，并取样分别称量计算叶
与枝干的鲜重用于计算叶 /枝。数据分析采用 spss 18． 0 软件。
* 收稿日期:2013 － 6 － 12;修回日期:2013 － 8 － 1。
基金项目:公益性行业科研专项臭柏固沙、碳汇林建设关键技术及后续产业开发(201104061)资助。
作者简介:王永胜(1985 －)，男，河北省承德人，博士研究生，主要从事荒漠化防治方面研究。Email:lkywys@ 126． com
通讯作者:党宏忠 E － mail:hzdang@ caf． ac． cn
DOI:10.13448/j.cnki.jalre.2014.11.017
2 结果与分析
2． 1 臭柏生长特征地理差异性
为了确定不同分布区天然臭柏生长特征的差
异性，根据调查结果将不同分布区天然臭柏的平
均株高、平均地径和平均叶枝比进行了对比分析
(表 2)。由表 2 可以看出，调查区内天然臭柏的
平均株高为 65． 11 ± 7． 12cm，平均地径为 2． 10 ±
0． 19，平均叶枝比为 1． 09 ± 0． 10。不同分布区臭
柏生长指标存在差异性，内蒙古乌审旗和伊金霍
洛旗的天然臭柏株高显著高于除新疆阿勒泰大东
沟地区外的其它分布区(P ＜ 0． 05)，新疆阿勒泰
大东沟地区天然臭柏株高显著高于甘肃省天祝
县、甘肃省古浪县和青海海晏县地区，其它地区之
间平均株高差异性不显著;新疆阿勒泰大东沟地
区天然臭柏平均地径显著高于除了新疆阿勒泰塔
齐段和内蒙古乌审旗纳林河地区外的其它地区，
新疆阿勒泰塔齐段和内蒙古乌审旗纳林河地区天
然臭柏平均地径显著高于甘肃省天祝县、陕西省
横山县、甘肃省古浪县和青海省海晏县。其它地
区之间平均地径的差异性不显著;甘肃省古浪县
天然臭柏平均叶枝比显著高于青海海晏县外的其
它地区，除了甘肃省古浪县外的各地区天然臭柏
平均叶枝比之间差异性不明显。
2． 2 臭柏分布地理分区
根据本次调查并结合遥感影像分析，把中国
天然臭柏资源的分布进行了分区(表 3)，可以看
出，中国臭柏主要分布在 N:36° ～ 49°，E:86° ～
116°，海拔:1100m ～ 3400m 范围内，根据中国天
然臭柏地理空间分布规律，划分为 5 个主要水平
分布片区和 3 个垂直分布区(表 3)。其中水平分
布片区为:1)新疆阿勒泰片区，该片区分布范围
为:E:86． 67° ～ 88． 27°，N:47． 75° ～ 48． 32°，主要
表 1 调查样点地理位置
Tab． 1 The geographical position of sampling points
地 区 经度(°) 纬度(°) 海拔(m)样点数量
新疆阿勒泰齐贝岭 87． 60 47． 99 1196 3
新疆阿勒泰塔齐段 87． 61 47． 96 1250 3
新疆阿勒泰大东沟 88． 12 47． 94 1106 3
青海海晏县 100． 80 36． 76 3357 3
甘肃省天祝县 103． 00 36． 97 2731 3
甘肃古浪县 103． 69 37． 44 2338 3
内蒙古乌审旗陶利镇 108． 73 38． 42 1330 3
内蒙古乌审旗纳林河 108． 77 38． 11 1223 3
内蒙古乌审旗无定河 108． 87 38． 20 1227 3
陕西横山县 109． 05 38． 06 1140 3
内蒙古乌审旗图克镇 109． 30 38． 98 1309 3
陕西神木县 110． 07 38． 70 1175 3
内蒙古伊金霍洛旗 110． 14 39． 47 1257 3
内蒙古阿布嘎旗 115． 56 43． 19 1223 3
表 2 不同地区臭柏生长指标
Tab． 2 The growth indexes of
Juniperus sabina Ant． in different regions
地区
平均株高
(cm)
平均地径
(cm)
平均
叶枝比
内蒙古乌审旗图克镇 101． 08 a 2． 40 bc 0． 94 b
内蒙古伊金霍洛旗 94． 22 ab 1． 91 bc 1． 26 b
内蒙古乌审旗无定河 94． 33 ab 2． 03 bc 0． 63 b
内蒙古乌审旗陶利镇 93． 11 ab 2． 00 bc 1． 01 b
内蒙古乌审旗纳林河 92． 78 ab 2． 91 ab 1． 09 b
新疆阿勒泰大东沟 68． 10 bc 3． 69 a 0． 66 b
内蒙古阿布嘎旗 61． 89 cd 2． 03 bc 0． 94 b
陕西神木县 62． 56 cd 1． 93 bc 0． 94 b
陕西横山县 55． 67 cde 1． 44 c 1． 15 b
新疆阿勒泰塔齐段 47． 47 cdef 3． 02 ab 1． 07 b
新疆阿勒泰齐贝岭 58． 04 cde 1． 92 bc 0． 84 b
甘肃天祝县 34． 11 def 1． 54 c 1． 14 b
甘肃古浪县 30． 00 ef 1． 40 c 1． 98 a
青海海晏县 18． 11 f 1． 14 c 1． 66 ab
均值 65． 11 ± 7． 12 2． 10 ± 0． 19 1． 09 ± 0． 10
注:同一列不同小写字母表示不同地区天然臭柏平均株高差异性显著
(P ＜ 0． 05)。
包括新疆阿勒泰齐贝岭、塔齐段和大东沟地区;2)青海环湖沙地片区，该片区分布范围为:E:100． 69° ～
100． 86°，N:36． 72° ～ 36． 76°，主要包括青海海晏县;3)祁连山片区，该片区分布范围为:E:102． 93° ～ 103．
81°，N:36． 92° ～ 37． 49°，主要包括甘肃天祝县和甘肃古浪县;4)毛乌素沙地片区，该片区分布范围为:E:
108． 67° ～ 110． 15°，N:37． 98° ～ 38． 80°，主要包括陕西横山县、陕西神木县、内蒙古乌审旗和内蒙古伊金霍
洛旗;5)浑善达克沙地片区，该片区分布范围为:E:115． 49° ～ 115． 71°，N:43． 09° ～ 43． 21°，主要包括内蒙
古阿布嘎旗。垂直分区为:1)高海拔地区，该地区主要是海拔高度在 2500m 以上的青海海晏县和甘肃天
祝县;2)中海拔地区，该地区海拔高度在 1500 ～ 2500m范围内，主要包括甘肃古浪;3)低海拔地区，该地
区海拔高度在低于 1500m，主要包括新疆阿勒泰、内蒙古乌审旗、陕西横山县、陕西神木县、内蒙古阿布嘎
旗和内蒙古伊金霍洛旗。
对不同水平分布区天然臭柏平均株高、平均地径和平均叶枝比进行单因素方差分析(图 1)。结果表
明:毛乌素沙地片区天然臭柏平均株高显著高于新疆阿勒泰片区、祁连山片区和青海环湖沙地片区(P ＜
0． 05);浑善达克沙地片区和新疆阿勒泰片区天然臭柏平均株高显著高于祁连山片区和青海环湖沙地片
区(P ＜ 0． 05)，其它水平分区之间天然臭柏平均株高差异不显著。新疆阿勒泰片区天然臭柏平均地径显
·99·第 11 期 王永胜等 中国天然臭柏生长特征地理差异的初步分析
著高于祁连山片区和青海环湖沙地片区(P ＜ 0． 05)，其它水平分区之间天然臭柏平均地径差异不显著。
祁连山片区和青海环湖沙地片区天然臭柏平均叶枝比显著高于新疆阿勒泰片区(P ＜ 0． 05)，其它水平分
区之间天然臭柏平均叶枝比差异不显著。对不同垂直分区天然臭柏平均株高、平均地径和平均叶枝比进
行单因素方差分析(图 2)，结果表明:低海拔地区天然臭柏的平均株高和平均地径显著高于中海拔地区和
高海拔地区(P ＜ 0． 05);中海拔地区天然臭柏平均叶枝比显著高于低海拔地区和高海拔地区(P ＜ 0． 05)。
表 3 臭柏分布地理分区
Tab． 3 The geographical demarcation of distribution of Juniperus sabina Ant．
分区类型 分布范围 地区
水平分区
新疆阿勒泰片区
E:86． 67° ～ 88． 27°;
N:47． 75° ～ 48． 32°
新疆阿勒泰齐贝岭、塔齐段和大东沟
青海环湖沙地片区
E:100． 69° ～ 100． 86°;
N:36． 72° ～ 36． 76°
青海海晏县
祁连山片区
E:102． 93° ～ 103． 81°;
N:36． 92° ～ 37． 49°
甘肃天祝县和甘肃古浪县
毛乌素沙地片区
E:108． 67° ～ 110． 15°;
N:37． 98° ～ 38． 80°
内蒙古乌审旗、陕西横山县、陕西神木县
和内蒙古伊金霍洛旗
浑善达克沙地片区
E:115． 49° ～ 115． 71°;
N:43． 09° ～ 43． 21°
内蒙古阿布嘎旗
垂直分区
高海拔地区 海拔:≥2500m 青海海晏县和甘肃天祝县
中海拔地区 海拔:1500 ～ 2500m 甘肃古浪县
低海拔地区 海拔:＜ 1500m
新疆阿勒泰、内蒙古乌审旗、陕西横山县、陕西
神木县、内蒙古阿布嘎旗和内蒙古伊金霍洛旗
图 1 不同水平分区天然臭柏的生长特征
Fig． 1 The growth characteristics of Juniperus sabina Ant． in different horizontal partitioning
注:不同小写字母表示不同水平分区天然臭柏生长指标差异性显著 (P ＜ 0． 05)。
图 2 不同垂直分区天然臭柏的生长特征
Fig． 2 The growth characteristics of Juniperus sabinaAnt． in different altitudes
注:不同小写字母表示不同垂直分区天然臭柏生长指标差异显著 (P ＜ 0． 05)。
2． 3 臭柏生长特征与地理因子之间的相关性
为了进一步明确臭柏生长指标与地理因子之间的关系，将二者进行相关分析(表4) ，结果表明，海拔
·001· 干 旱 区 资 源 与 环 境 第 28 卷
与臭柏平均株高、平均地径之间呈现显著的负相关关系，
相关系数分别为 － 0． 722(P ＜ 0． 01)和 － 0． 578(P ＜ 0．
01)，臭柏平均叶枝比与海拔高度之间呈现显著的正相
关关系，相关系数为 0． 697(P ＜ 0． 01);纬度和平均地径
之间呈现显著地正相关关系，相关系数为 0． 641(P ＜ 0．
05)，纬度与平均株高和平均叶枝比之间相关性不显著;
经度和臭柏生长指标之间相关性不显著。
表 4 臭柏生长指标与地理因子相关分析
Tab． 4 The correlation analysis between growth indexes
of Juniperus sabina Ant． and geographical factors
平均株高 平均地径 平均叶枝比
海拔 － 0． 722＊＊ － 0． 578＊＊ 0． 697＊＊
纬度 0． 018 0． 641* － 0． 462
经度 0． 376 － 0． 416 0． 101
注:＊＊ 表示显著水平达到0． 01，* 表示显著水平达到0． 05。
3 讨论
本研究中臭柏的平均株高、平均地径随着海拔的升高呈现逐渐降低的趋势，这与有关其它树种生长特
征随海拔变化的研究结果一致［9］，随着海拔的变化，土壤含水量、光照条件和温度等都发生或大或小的变
化［10］，低海拔地区更高的温度以及长的生长季有利于植物的新陈代谢、细胞生长、光合速率，整个植物的
生长也随之增加［11］，而高海拔上，各种气候因素尤其是温度下降，导致降低植物生长速度［12］，从而对植物
生长、干物质积累等产生负面影响［13］，因此本研究中臭柏的平均株高、平均地径与海拔呈现显著的负相关
关系。较大的叶枝比有利于植物获得更多的光合产物，本研究中臭柏平均叶枝比表现出随着海拔的增高
而增加的趋势，这可能是臭柏在不利环境下通过增加叶枝比来提高自身营养物质积累，从而适应环境变化
的一种适应策略。除了纬度和天然臭柏的平均地径呈现显著正相关外，纬度和经度与天然臭柏的生长指
标之间相关性不显著，这说明天然臭柏生长特征受经度和纬度的影响不显著，表明了天然臭柏具有广阔的
适生范围。
4 结论
(1)调查范围内我国天然臭柏的平均株高在 18． 11 ～ 101． 08cm之间，均值为 65． 11 ± 7． 12cm;平均地
径在 1． 14 ～ 3． 69cm之间，均值为 2． 10 ± 0． 19cm;平均叶枝比在 0． 63 ～ 1． 98 之间，均值为 1． 09 ± 0． 10cm。
(2)不同地区之间天然臭柏生长指标存在明显的差异性，其中毛乌素沙地片区天然臭柏平均株高最
大;新疆阿勒泰片区天然臭柏平均地径最大;祁连山片区天然臭柏平均叶枝比最高。低海拔地区天然臭柏
具有较高平均株高和平均地径值。
(3)海拔为影响天然臭柏生长指标变化的主要地理因子，海拔与天然臭柏平均株高和平均地径之间
具有显著的负相关关系，与平均叶枝比之间具有显著的正相关关系;纬度与天然臭柏的平均地径之间具有
显著的正相关关系，对其它生长指标影响不显著;经度的变化对臭柏生长特征没有显著影响。
参考文献
［1］张国盛，董智，王林和． 臭柏生物生态学特性及生长繁殖研究综述［J］． 内蒙古林学院学报，1997(2) :69 － 75．
［2］秦艳，王林和，张国盛，等． 毛乌素沙地天然臭柏、油蒿群落细根分解及影响因子分析［J］． 干旱区资源与环境 2008，22(6) :181 － 185．
［3］张国盛，张小红，王林和，等． 内蒙古地区天然臭柏种群遗传多样性的 ＲAPD分析［J］． 干旱区资源与环境，2005，19(7) :193 － 198．
［4］温国胜，张明如，张国盛，等． 干旱条件下臭柏的生理生态对策［J］． 生态学报，2006，26(12) :4059 － 4065．
［5］黄荣凤，张国盛，王林和，等． 影响毛乌素沙地臭柏年轮宽度变化的主要气候因子分析［J］． 干旱区资源与环境，2004，18(6) :164 － 169．
［6］孟和，姜真杰，张国盛． 内蒙古臭柏不同分布区生长与生态因子的关联分析［J］． 浙江林学院学报，2010，27(1) :51 － 56．
［7］黄荣凤，张国盛，鲍甫成，等． 毛乌素沙地臭柏年轮生长动态的研究［J］． 林业科学，2005，41(2) :117 － 122．
［8］王哲，张国盛，王林和，等． 毛乌素沙地天然臭柏群落种子产量、种子库及幼苗更新［J］． 干旱区资源与环境，2005，19(3) :195 － 200．
［9］贾开心． 西双版纳三叶橡胶林生长随海拔高度变化研究［D］． 北京:中国科学院，2006．
［10］淮虎银，魏万红，张镱锂，等． 不同海拔高度短穗兔耳草克隆生长及克隆繁殖特征［J］． 应用与环境生物学报，2005，11(1) :18 － 22．
［11］Li B，Suzuki J I，Hara T． Latitudinal variation in plant size and relative growth rate in Arabidopsis Thaliana［J］． Oecologia，1998，115:293 －
301．
［12］Larcher W． Physiological Plant Ecology:Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups (3rd edition) ［M］． Berlin:Springer，1995:
506．
［13］Kao W Y，Tsai T T，Chen W H． A comparative study of Miscanthus floridulus (Labill)War and M． transmorrisonensis Hayata:photosynthetic gas
exchange leaf characteristics and growth in controlled environments［J］． Annals of Botany，1998，81:295 － 299．
·101·第 11 期 王永胜等 中国天然臭柏生长特征地理差异的初步分析
Preliminary analysis on the geographical differences of growth characteristics
of Juniperus sabina Ant． in China
WANG Yongsheng1，DANG Hongzhong1，WANG Linhe2，ZHANG Guosheng2，LI Qingxue1
(1． Institute of Desertification Studies，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，P． Ｒ． China;
2． College of Ecological and Environmental Sciences，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010019，P． Ｒ． China)
Abstract:To understand the geographical differences of growth characteristics of Juniperus sabina Ant． in Chi-
na，plant height，ground diameter and leaf weight /branches weight of Juniperus sabina Ant． were surveyed in
fourteen different distribution areas． The results of statistical analysis showed that:(1)The average plant height
of Juniperus sabina Ant． was 65． 11 ± 7． 12cm，the average ground diameter was 2． 10 ± 0． 19cm and the average
leaf weight / branches weight of Juniperus sabina Ant． was 1． 09 ± 0． 10． (2)There was a difference of the growth
indexes of Juniperus sabina Ant． in different regions． The average plant height of Juniperus sabina Ant． in Mu Us
Sandy Land was the highest，the highest average ground diameter of Juniperus sabina Ant． present in the Aertai
region，Xinjiang Province，and Qilian Mountains showd the highest average leaf weight /branches weight． (3)Al-
titude was the major influence factor of the growth indexes of Juniperus sabina Ant．，there was a significant nega-
tive correlation between altitude and average height of Juniperus sabina Ant．，and between altitude and average
ground diameter of Juniperus sabina Ant．，but there was a significant positive correlation between altitude and
average leaf weight /branches weight of Juniperus sabina Ant． ． (4)There was a significant positive correlation be-
tween latitude and average ground diameter;latitude had no significant influence on average height and average
leaf weight /branches weight． Longitude had no significant influence on the growth indexes of Juniperus sabina
Ant．
Key words:Juniperus sabina Ant．;growth characteristics;geographical differences
·201· 干 旱 区 资 源 与 环 境 第 28 卷