全 文 ：12　 草　业　科　学 23卷 8期
8/2006 PRAT ACULT URA L SCIENCE Vol.23 , No.8
阿拉善飞播区白沙蒿利用率的研究
周志宇 ,吴彩霞 ,傅华 ,张 冈 ,马 斌 ,左秀娟
(兰州大学草地农业科技学院 ,甘肃 兰州 730020)
摘要:阿拉善沙地隔带交替飞播的白沙蒿 Artemisia sphaerocephala+沙拐枣 Calligonum mongolicum 植物
群落 ,经 6 年开放式利用后 , 连续 2 年测定 ,植被成分中由重要值所表示的重要性百分率白沙蒿为 49.85%,
是优势种 , 沙鞭 P sammochloa v illosa 为 29.34%,是亚优势种 , 沙拐枣为 13.33%, 是常见种 , 其他植物是少
见种 ,还有一些偶见种。这一复合植物群落生产量在测定的第 1 年为92.73 g/ m2 , 第 2 年为83.59 g/ m2 , 每
生产 1 g 干物质的耗水量依次为 687.28和 918.17 g , 水的利用率相应为 0.15%和 0.11%。该植物群落优
势种的持续性生产取决于利用程度 ,在第 1 年测定中 , 始期(6 月)的摄取量是以利用 90%最高 , 7 月和 8 月
则以70%最高;在第 2年测定中 ,各月的摄取量均以利用 30%最高;利用终期的生物量则随着利用率的增大
呈直线下降 ,表明白沙蒿的利用率以 30%为最佳。这一结果为飞播植物群落持续生产提供了重要依据。
关键词:白沙蒿;植物群落;土壤水的利用率
中图分类号:S793.08　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2006)08-0012-04
　白沙蒿 Artemisia sphaerocephala 是我国西
北干旱荒漠区流动和半固定沙地上常见的一种多
年生半灌木植物[ 1 , 2] ,是草食家畜的主要营养来
源 ,瘦果人可食用 ,且有很高的经济价值。同时 ,
白沙蒿具有耐旱和回避干旱的能力 ,在荒漠沙地
繁衍生息 ,是重要的固沙植物 ,可以防风抗蚀 ,对
维持荒漠生态系统的稳定性具有特殊的意义 。为
了固定流动沙地 , 1994和 1996年国家有关部门
在内蒙古阿拉善左旗腾格里沙漠东南部进行了大
面积白沙蒿飞播试验 ,在许多流动沙地上建立了
人工白沙蒿群落 。但飞播建立的人工植物群落因
无控制的利用而退化严重 ,为了有效利用白沙蒿 ,
并使白沙蒿群落长期能够健康地发挥其生态学和
经济学效益 ,针对其退化的严重问题进行了研究 ,
目的在于为阿拉善沙地荒漠植被的恢复 、建植和
利用提供有效而科学的方法 ,维持和改善飞播植
物的生产特性和生态功能 。
1　试验地概况及研究方法
1.1 试验地自然环境概况　试验地设在腾格
里沙漠东南缘阿左旗(39°08′N ,105°36′E)1994年
飞播区 ,海拔 1 400 m ,年降水量 60 ～ 150 mm ,年
均温 7.4 ℃左右 ,极端最高温 38.6 ℃左右 ,极
端最低温度 -33.2 ℃左右 , ≥0 ℃的年积温
3 793.2 ℃左右 ,湿润度 0.42。[ 3] 土壤为风沙土 ,
植被是以白沙蒿为主的优势植物种群 ,此外 ,还生
存着播种的阿拉善沙拐枣 Call igonum mongoli-
cum 以及少量的野生植物种 。
1.2试验设计　播区设计面积 105 hm2 ,东西长
1 330 m ,南北宽 1 100 m ,周长 4 000 m 。[ 4]
白沙蒿与阿拉善沙拐枣交替隔带条播 ,白沙
蒿播量为 2.25 kg/hm2 ,沙拐枣为 3.75 kg/hm2 。
白沙蒿种子落地 281 万 粒/hm2 ,阿拉善沙拐枣
8.1万 粒/hm2 。
在试验样地内选择植株大小基本一致的白沙
蒿 60株 ,采用模拟的方法摘采白沙蒿可食部位 ,
摘采量分别为可食部分总量的 10%、30%、50%、
70%、90%;同一植体分别于 1999年和 2000年的
6-8月重复摘采 ,每处理为 10株 ,共 60株 。
收稿日期:2005-12-12
基金项目:国家自然科学基金西部环境研究资助项目
计划(90102011);国家重点基础研究发展规
划资助项目(G2000048705);国家自然科学基
金重点项目(39730100);甘肃省科技攻关项
目(2QS041-C31-20)
作者简介:周志宇(1952-), 男 ,陕西靖边人 , 教授 , 主要
从事恢复生态学和草地营养学研究。
E mai l:zyzhou@l zu.edu.cn
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1.3测定内容及方法
1.3.1植被特征的测定　在选定的模拟放牧区随
机设置样方测定植物的频度 、高度 、密度和冠幅;
用刈割法测定草本植物生物量 ,用摘采法测定灌
木可食部分生物量。
1.3.2土壤贮水量的测定　在试验年份中测定植
物生长期的土壤含水量 、土壤容重 ,用下式计算贮
水量 。
土壤贮水量(mm)=H ×d×V×10
式中 H 为土层厚度(cm);d 为土壤容重
(g/cm3);V 为占绝干土重表示的土壤含水
量(%)。
1.3.3植物群落耗水量的计算　耗水量(mm)=
始期土壤贮水量-终期土壤贮水量+降水量
2　结果与分析
2.1 飞播沙地的植物群落特征　在沙地植被
利用研究中 ,用定量样地法描述飞播植物种群的
密度和生物量 ,研究飞播植物群落的数量特征 ,试
验区利用前植被特征的测定结果表明(表 1),在
16 m2 的样地中 ,主要植物种重要值(I.V)的排序
为:白沙蒿>沙鞭 Psammochloa v i llosa >沙拐
枣>蓝刺头 Echinops lati f ol ius >霸王 Zygo-
phy l lum xanthoxy lum 。
表 1　飞播植物群落特征
植物种 相对频度(%)
相对密度
(%)
相对生物量
(%)
重要值
(I.V)
沙拐枣 27.78 4.11 8.09 13.33
白沙蒿 33.33 44.32 71.90 49.85
沙鞭 22.22 50.02 15.79 29.34
蓝刺头 11.11 1.02 — 4.04
霸王 5.56 0.53 4.21 3.43
　　由此可见 ,白沙蒿是该植物群落中的优势
种 ,沙鞭是亚优势种 ,沙拐枣是常见种 ,其它植
物是少见种 ,还有一些偶见种 。在以飞播植物
种为主成分的植物群落演化过程中 , 适宜野生
种入侵并占据一定的空间 ,共同组成了一个能
在沙地环境条件下生长的复合植物群落[ 3 , 5] 。
在该植物群落中 , 白沙蒿是重要的饲用植物
资源 。
2.2 沙地飞播植被的耗水特征　土壤水是沙
地飞播植物维持生命和生长的关键性因素 ,巫
荣征[ 6] 的研究结果是 , 牧草产量的高低和品质
的优劣 , 主要受大气降水和在各阶段的分配 。
大气降水使土壤的贮水量增加 , 植物的蒸腾作
用增强 ,耗水量增多 。试验对锡林郭勒沙地贮
水规律及植物群落对水分的利用进行了研究 ,
结果表明(表 2),在 5-9 月的生长期中 , 1999
年和 2000 年的降水量虽然接近 ,但各阶段的分
配则有较大的差异 ,植物生产总量相近 ,分别是
92.73和 83.59 g/m2 ,生产每克干物质消耗土
壤水分别是 687.28和 918.17 g ,表明土壤水的
利用效率有别 , 且沙层有保水能力而使土壤供
水相对稳定 。杨根生等[ 1] 研究结果是 ,沙层水
分的蒸发下限在 40 ～ 60 cm 的深度 ,下部含水量
经常处在 2%～ 3%的恒定状态 ,在降水量时段
变化中 ,维持沙层稳定的含水量 。据陈文瑞[ 7] 研
究 ,降水 3.0 mm ,能浸润干沙 3 cm;降水 9.1 mm ,
能浸润干沙 7 cm ;降水大于 40 mm ,浸润深度达
3 m 。贮存于沙层的水供干旱期利用 ,有效地调
节供水的相对稳定性[ 8 , 9] 。
2.3 不同利用强度对白沙蒿生长的影响　
合理利用草地的目的在于恢复或改善日益恶化的
生态环境 ,提高植物生产和利用率 ,并达到植物和
家畜持续生产 。因而 ,各国科学工作者和牧场经
营者都提出了草地或牧草的合理利用率。希斯
ME 等[ 10]的研究是 ,非灌溉栽培牧场的利用率自
由放牧是 76.3%。安渊 、李博等[ 11] 研究认为内蒙
古大针茅草原草群的利用率为 45%～ 55%,大针
茅为 55%～ 60%。李向林等[ 12] 对三峡灌丛草地
在零牧 、轻牧和重牧的情况下 ,其平均重要值分别
为 57.1%、51.3%和 39.7%,轻牧能使一些灌木
重要值增加 ,促进再生 ,增加植冠盖度 ,提高它们
在灌木群落中的优势地位 。笔者在阿拉善沙地植
被修复研究中 ,对沙质荒漠白沙蒿人工草地研究
结果表明(表 3),在利用第 1年中 , 6月(始期)的
摘采量是以利用率 90%为最高 , 7 月和 8 月以
70%为最高 ,但在利用的第 2年中 ,各月的摘采量
均以利用率 30%为最高 ,表现出 30%的利用率有
利于白沙蒿恢复生长 ,是适宜的利用率 。
14　 草　业　科　学(第 23卷 8期) 8/ 2006
表 2　0 ～ 100 cm沙地贮水规律及耗水系数
时间
(月)
土壤含水量
(%)
土壤贮水量
(mm)
降水量
(mm)
耗水量
(mm)
水分利用效率
(%)
1999 年测定
5 1.47±0.15 23.81 14.1
6 1.48±0.17 23.98 6.4 6.23
7 0.78±0.06 12.64 44.8 56.14 0.15
8 1.12±0.16 18.37 4.2 1.43
9 1.29±0.21 20.90 5.4 2.89
2000 年测定
5 1.75±0.13 28.35 7.7
6 0.82±0.08 13.28 11.8 26.87
7 0.79±0.03 12.80 8.9 9.40 0.11
8 1.43±0.11 23.17 29.7 19.33
9 1.10±0.07 17.82 15.8 21.15
表 3　白沙蒿摘采量的动态特征 g/株
利用率
(%)
1999 年
6 月 7 月 8 月
2000 年
6 月 7月 8 月
10 11.5±0.70E 11.86±2.03E 25.71±2.03D 6.57±0.83E 8.71±1.33E 15.29±1.24aC
30 19.43±2.92D 27.29±3.01C 22.71±1.04C 31.29±2.35A 54.14±2.06A 64.29±0.87A
50 23.43±1.87C 14.86±1.11D 18.43±1.32E 23.57±1.06B 50.29±1.22B 28.57±1.39B
70 76.14±1.21B 47.29±1.28A 33.86±1.06A 17.43±1.04C 31.86±1.01C 14.86±1.83bC
90 101.14±3.49A 40.00±2.31B 18.86±1.65B 14.14±0.93D 22.43±1.26D 6.57±1.33D
　注:表中同列不同小写字母表示 0.05 水平差异显著 ,不同大写字母代表 0.01 水平差异显著。
　　用重要性百分率所表示的重要值来看(表 4),
利用 30%处理显著高于其他处理 ,低利用率和高
利用率均使重要值降低[ 13-17] 。表明白沙蒿的利用
率以 30%为宜的重要结果。
表 4　不同利用率的重要值
利用率
(%)
相对高度
(%)
相对冠幅
(%)
相对摘采量
(%)
重要值
(N)
10 16.29 14.57 11.80 14.22
30 23.64 28.62 49.61 33.96
50 22.72 21.86 22.05 22.21
70 19.52 20.20 11.47 17.06
90 17.59 14.76 5.07 12.47
3　结论
3.1 在阿拉善沙地植被修复中 ,经 6年开放式利
用 ,白沙蒿的重要值为 49.85%,是该植物群落
的优势种;沙鞭 29.34%, 是亚优势种;沙拐枣
13.33%,是常见种;其他植物是少见种 ,还有一些
偶见种。表明人工播种植物群落中 ,生存着数量
较多的野生种 ,共同构建了与生态环境条件相适
应的植物群落。
3.2 这一复合植物群落对土壤水的利用是随着大
气降水量和各时段的分配而有别 ,在连续 2年植
物生长期(5-9 月)的测定中 ,总降水量分别是
74.9和 73.9 mm 。但因各时段的降水量分配不
同 ,造成植物生产量的差异 , 分别是 92.73 和
83.59 g/m2 。土壤水的生产效率则有明显区别 ,
如生产 1 g 干物质消耗土壤水分别是 687.28和
918.17 g ,水的利用效率是 0.15%和 0.11%。
3.3 人工植物群落优势种的持续性生产取决于利
用程度 ,在第 1年测定中 ,始期(6月)的摄取量是
以利用 90%为最高 ,7 、8月则以70%为最高;在第
2年测定中 ,各月的摄取量均以利用 30%为最高。
用重要性百分率所表示的重要值来看 ,以利用
30%为最大 , 表明了白沙蒿的利用率以 30%为
宜 ,这一结果为以白沙蒿为主的飞播植物群落持
续生产提供了重要依据 。
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A study on defol iation rate of Artemisia sphaerocephala population sown
by aircraft in Alashan desert
ZHOU Zhi-yu , WU Cai-xia , FU Hua , ZHANG Gang , MA Bing , ZUO Xiu-juan
(1.Co llege of Pastoral Agricul ture Science and Techno logy , Lanzhou
University , Lanzhou 730020 , China)
Abstract:The significance expressed by impo rtant values of Artemisia sphaerocephala , Psammochloa
vi l losa and call igonum alaschanicum in A.sphaerocephala + C.mongolicum community w ere
49.85%, 29.34% and 13.33% re spectively af te r 6 years open ut ilization.The biomass o f the commu-
nity w as 92.73 and 83.59 g/m2 in the fi rst and second experimental y ear respectively.The w ater de-
pletion of the communi ty w as 687.28 and 918.17 g ram pe r g ram dry mat ter being produced in the fi rst
and second experimental y ea r respectively.The sustainable productivity o f the community depended
on the utilization.The results indicated that the optimum defoliation rate of A.sphaerocephala popu-
lation was 30 percent on the bases of the la rg est 30 pe rcent significance expressed by impo rtant values.
Key words:Artemisia sphaerocephala;plant community ;utilization rate of soi l w ater