全 文 ：书高永，党晓宏，虞毅，等．乌兰布和沙漠东南缘白沙蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ）灌丛沙堆形态特征与固沙能力［Ｊ］．中国沙漠，
２０１５，３５（１）：０００１－０００７．［Ｇａｏ　Ｙｏｎｇ，Ｄａｎｇ　Ｘｉａｏｈｏｎｇ，Ｙｕ　Ｙｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｎａｂｋｈａ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｓａｎｄ　ｆｉｘｉｎｇ　ｃａｐａｃｉ－
ｔｙ　ｏｆ　Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎ　ｅｄｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕｌａｎ　Ｂｕｈ　Ｄｅｓｅｒｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｄｅｓｅｒｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０１５，３５（１）：
０００１－０００７．］．ｄｏｉ：１０．７５２２／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６９４Ｘ．２０１４．０００８０．
乌兰布和沙漠东南缘白沙蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ）
灌丛沙堆形态特征与固沙能力
　　收稿日期：２０１４－０６－１０；改回日期：２０１４－０７－０８
　　资助项目：国家公益性行业（林业）科研专项（２０１３０４３２５）
　　作者简介：高永、党晓宏为并列第一作者
高永（１９６２—），男，内蒙古包头人，教授，博士生导师，主要研究方向为荒漠化防治。Ｅｍａｉｌ：１３９４８８１５７０９＠１６３．ｃｏｍ
党晓宏（１９８６—），男．陕西合阳人，博士研究生，主要研究方向为荒漠化防治。Ｅｍａｉｌ：ｄａｎｇｘｉａｏｈｏｎｇ１９８６＠１２６．ｃｏｍ
高 永１，党晓宏１，虞 毅２，汪 季１，王 珊１，原伟杰２，张惜伟１
（１．内蒙古农业大学 生态环境学院，内蒙古 呼和浩特０１００１８；２．国际竹藤中心，北京１００１０２）
摘要：白沙蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ）灌丛沙堆是乌兰布和沙漠最为广泛分布的典型荒漠灌丛沙堆之一。本研
究对白沙蒿灌丛的灌丛形态参数、沙堆形态参数进行了野外测定，探讨沙堆形态发育及固沙能力与白沙蒿灌丛形
态的关系。结果表明：白沙蒿灌丛高度随着灌丛半径的增加而呈对数曲线增加，在灌丛较小时灌丛高度增长较快，
随后渐趋于稳定，其水平方向发育速度大于垂直方向；白沙蒿灌丛沙堆半径及高度随灌丛半径和高度增加而增加，
二者呈显著线性关系，沙堆水平方向发育受到灌丛冠幅的影响，沙堆垂直方向的发育水平取决于灌丛高度；随白沙
蒿地上部分鲜重的增加，灌丛沙堆底面积、高度、沙堆体积和固沙效率均呈极显著线性增加（ｐ＜０．０１）；白沙蒿灌丛
越大其固积沙堆也越大，固沙率越高，不同大小灌丛白沙蒿间的固沙效率差异显著（ｐ＜０．０５）；白沙蒿灌丛背风侧
的积沙宽度（ｙ）与积沙距离（ｘ）显著相关（Ｒ２＝０．９９１７），其线性回归方程为ｙ＝－１９．６５４ｘ＋１２２．４１，在距离灌丛背
风面６～７倍高度的地方，积沙接近消失。
关键词：乌兰布和沙漠；白沙蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ）；灌丛沙堆；形态特征；固沙能力
文章编号：１０００－６９４Ｘ（２０１５）０１－０００１－０７　　　ｄｏｉ：１０．７５２２／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６９４Ｘ．２０１４．０００８０
中图分类号：Ｑ９４８．１１ 文献标志码：Ａ
１　引言
荒漠灌丛沙堆是由于上风向饱和风沙流在遇到
灌丛障碍物的阻挡时，风速降低导致风沙流过饱和，
进而沙物质在灌丛周围及灌丛间堆积形成的一种类
似沙包的特殊地貌类型［１］。它的形成与周围环境密
切相关，可作为指示土壤风蚀和土地退化的标志，因
此荒漠灌丛沙堆便成了众多研究者的关注热点［２］。
国际上的一些研究者已经在非洲和美国西南部地区
对一些荒漠灌丛沙堆进行了较为深入的研究［３－７］，
其研究主要针对灌丛沙堆资源空间分布、形态特征、
发育驱动力和演变规律。在中国的西部荒漠地区广
泛分布着锦鸡儿 （Ｃａｒａｇａｎａ　ｓｉｎｉｃａ）灌丛、柽柳
（Ｔａｍａｒｉｘ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）灌丛、白刺（Ｎｉｔｒａｒｉａ　ｔａｎｇｕｔｏ－
ｒｕｍ）灌丛和白沙蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａ）灌
丛等［８］，中国学者对内蒙古科尔沁沙地小叶锦鸡儿
（Ｃａｒａｇａｎａ　ｍｉｃｒｏｐｈｙｌｌａ）的防风固沙效果进行了相
关研究［９－１０］。朱震达等［１１］在早期提出了新疆塔里
木河流域柽柳沙堆成因问题，并在风洞中进行了沙
堆形态模拟试验。Ｔｅｎｇｂｅｒｇ［１］研究也发现各发育
阶段沙堆的长度和宽度之间均有显著的相关性，但
是长度、宽度与高度之间的相关性受发育阶段影响。
由风成沙依托白沙蒿灌丛固积发育而形成的白
沙蒿灌丛沙堆是乌兰布和沙漠东南缘分布较广的灌
丛沙堆之一，因此有关白沙蒿灌丛沙堆形态和固沙
能力的研究对干旱地区生态环境治理方面具有重要
意义。笔者测定了内蒙古乌兰布和沙漠东南缘典型
荒漠区优势植物种白沙蒿灌丛的形态参数和沙堆的
形态参数和沙堆体积，研究白沙蒿灌丛沙堆的形态、
沙堆发育和固沙能力与灌丛形态的关系，这对反映
荒漠区域风沙环境特点与深入了解白沙蒿与风沙环
境的相互作用具有重要意义，同时其研究结果有助
第３５卷　第１期
２０１５年１月 　　　　　　　 　　　　　　
中　国　沙　漠
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＤＥＳＥＲＴ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ
　　　　　　　　　　　　　
Ｖｏｌ．３５　Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０１５
于为定量分析乌兰布和沙漠北缘沙生灌丛的固阻沙
效果提供理论依据。
２　材料与方法
２．１　研究区自然概况
研究区位于内蒙古自治区乌海市乌达区乌兰乡
与阿拉善左旗的乌素图交界处，处乌兰布和沙漠东
南缘，东临黄河，地理坐标为３９°２８′０８″—３９°３９′０８″
Ｎ、１０６°４２′１５″—０６°５７′２８″Ｅ。研究区地势西北高，东
南低，海拔１　０７０～１　２５０ｍ。受风力作用，沙丘主要
为格状沙丘和新月形沙丘链，沙丘高度５～２０ｍ，地
貌类型主要以湖相沉积为主的湖积平原和以风积为
主的沙漠堆积地形。研究区属典型的大陆性干旱气
候，降雨量少、蒸发量大、夏季炎热、冬季寒冷、光照
充足、多风沙。年平均气温７．５～８．５℃，年日照时
数３　１００～３　３００ｈ，光热资源丰富，≥１０℃ 积温
３　１００～３　４００℃。近年来年降雨量１００～１５０ｍｍ，
多集中在７—９月；年平均蒸发量２　４００～２　９００ｍｍ。
受蒙古冷高压气候影响，３—５月多西北风，年平均
风速３～３．７ｍ·ｓ－１，大风天数为２０～４０ｄ，年均扬
沙天数４８ｄ［１２］。研究区域１９５５—２０００年风向基本
情况见图１。研究区表层土壤主要为风沙土和灰棕
漠土，成土母质为洪积物，结构松散，有机质含量低，
易遭风蚀沙化。该区植被稀疏，覆盖率低，盖度为
２％左右，主要为草原向荒漠过渡的地带性植被，流
动沙丘夹杂其中，分布广泛。常见植物以灌木为主，
有白沙蒿、沙冬青（Ａｍｍｏｐｉｐｔａｎｔｈｕｓ　ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｓ）、
霸王 （Ｚｙｇｏｐｈｙｌｌｕｍ　ｘａｎｔｈｏｘｙｌｏｍ）、白 刺、沙 米
（Ａｇｒｉｏｐｈｙｌｌｕｍ　ｓｑｕａｒｒｏｓｕｍ）、梭 梭 （Ｈａｌｏｘｙｌｏｎ
ａｍｍｏｄｅｎｄｒｏｎ）等。
２．２　研究材料
白沙蒿是菊科蒿属沙生小灌木，具有较高的抗
旱性和生态分布幅，广泛分布于温带荒漠、半荒漠地
区的丘间低地或迎风坡下部［１３］，是荒漠植物群落的
建群种，在乌兰布和沙漠地区广泛分布。白沙蒿具
有抗高温、抗风蚀、耐低温霜冻、耐干旱、耐土壤瘠薄
和适应性极强等特性［１４］。
２．３　研究方法
野外观测试验在２００８年风沙活动频繁的４月
下旬至５月上旬进行。在以白沙蒿群落为主的半固
定沙地选取２０个外形生长基本规则且均匀一致、大
小具有梯度性并能代表该区域灌丛特征的独立单株
白沙蒿灌丛作为研究对象（所选灌丛周围３ｍ半径
范围内均无其它高大植被），测量每丛灌丛的高度
（Ｈ）、冠幅宽度（Ｃ），沙堆的高度（Ｈｄ）、长度（Ｌｄ）、宽
度（Ｗｄ）并计算沙堆的半径（Ｒ）、沙堆坡角（α）、沙堆
底面积（Ａｄ）和沙堆体积（Ｖ）［１５－１６］；依据沙堆体积
（Ｖ）和地上枝条鲜重（Ｗ）计算灌丛单位鲜重固沙
量，即固沙率（Ｖｄ），将２０个灌丛的特性指标和沙堆
特性指标取平均值作为该种的特性。
Ａｄ＝１／２×π×［１／４×（Ｌｄ＋Ｗｄ）］ （１）
Ｖ ＝１／３×π×｛３×［１／４（Ｌｄ＋Ｗｄ）－Ｈｄ］｝×Ｈｄ
（２）
Ｖｄ＝Ｖ／Ｗ （３）
　　在２００８年５月１０日１４：００—１８：００，风向为西
北风，平均风速为７．５ｍ·ｓ－１，选择７株形态基本
相似的白沙蒿灌丛，测定灌丛对背风侧积沙范围的
影响，测定垂直于主风向的灌丛背风面的积沙距离
为１　Ｈ、２　Ｈ、３　Ｈ、４　Ｈ、５　Ｈ、６　Ｈ 各处的积沙宽度（其中
图１　１９５５—２０００年吉兰泰风向玫瑰图（单位：次·ａ－１）
Ｆｉｇ．１　Ｗｉｎｄ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｒｏｓｅ　ｉｎ　Ｊｉｌａｎｔａｉ　ｆｒｏｍ　１９５５ｔｏ　２０００（Ｕｎｉｔ：ｔｉｍｅｓ·ａ－１）
２　　　　　　　　　　　　 　　　 中　国　沙　漠 　　　　　　　　　　　　　第３５卷　
Ｈ 为单个灌丛植株高度）。
２．４　数据分析
本研究采用Ｅｘｃｅｌ　２００３格式的数据，用ＳＡＳ软
件分析沙堆形态指标、固沙能力与灌丛地上部分生
物量鲜重的相关性，以此来研究白沙蒿形态指标、固
沙能力和灌丛大小的关系；同时对不同灌丛类型
（大、中、小）各测定参数间差异性用 Ｔ 检验进行
分析。
３　结果与分析
３．１　白沙蒿灌丛和灌丛沙堆形态特征
根据灌丛的半径及高度将白沙蒿分为大灌丛、
中灌丛和小灌丛，其灌丛类别形态特征如表１所示。
不同大小白沙蒿灌丛所固积的沙堆形态特征表明，
大、中、小灌丛间除了沙堆坡角差异不显著外，沙堆
半径和沙堆高度间差异显著。
３．２　白沙蒿灌丛和灌丛沙堆的发育特征
由图２可知，白沙蒿灌丛高度随着灌丛半径的
增加而呈对数曲线增加，在灌丛较小时随着灌丛半
径的增加，灌丛高度增长较快；随着灌丛的发育，白
沙蒿灌丛生长相对稳定，灌丛高度的增加速度减缓，
且逐渐趋于稳定。白沙蒿水平方向的发育速度大于
垂直方向发育速度。
　　由图３可知，白沙蒿灌丛沙堆高度随着沙堆半
径的增大而呈对数曲线增加。由于白沙蒿的阻挡作
表１　白沙蒿灌丛与灌丛沙堆形态特征
Ｔａｂｌｅ　１　Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｓｈｒｕｂ　ａｎｄ　ｎａｂｋｈａ　ｏｆ　Ａｒｔｅｍｉｓｉａｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａ
灌丛类型 地上枝条鲜重／ｇ 灌丛半径／ｃｍ 灌丛高度／ｃｍ 沙堆坡角／（°） 沙堆半径／ｃｍ 沙堆高度／ｃｍ
大 ７４．２４±１０．６４ａ ８５．０９±１３．６８ａ ８０．３３±１４．９５ａ ７．６３±１．０６ａ ９０．１４±１５．４０ａ １１．５９±２．４２ａ
中 ６５．８１±８．５３ａ ６２．８３±７．５１ｂ　 ６８．６７±１１．９６ｂ　 ６．２１±１．３５ａ ７１．０６±１８．２４ｂ　 ９．８２±１．６５ｂ
小 ３６．２５±７．２５ｂ　 ４１．７５±４．１１ｃ　 ６６．１７±１４．１６ｂ　 ５．０４±０．８１ａ ５２．７１±１２．１３ｃ　 ６．３４±１．８３ｃ
　　注：表中数据为均值±标准误差，同一列标有不同的小写字母者差异显著，ｐ＜０．０５。
图２　白沙蒿灌丛的水平方向与垂直方向发育的相关性
Ｆｉｇ．２　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｈｒｕｂ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ａｎｄ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｃａｌｅｓ　ｏｆ　Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａ
图３　白沙蒿灌丛沙堆水平方向和垂直方向发育相关性
Ｆｉｇ．３　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｎａｂｋｈａ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ａｎｄ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｃａｌｅｓ　ｏｆ　Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａ
３　第１期 高 永等：乌兰布和沙漠东南缘白沙蒿灌丛沙堆形态特征与固沙能力 　　　
用，随着沙堆的半径增大，由上风向吹来的沙粒在白
沙蒿基部堆积导致风沙垂向加积，使得沙堆高度也
随着增加，且在积沙初期增加速度较快。随着不断
的积沙导致白沙蒿被埋，沙堆高度逐渐趋于稳定。
受白沙蒿灌丛的形态的影响，沙堆表现出与白沙蒿
灌丛发育相似的特征，均为水平方向发育速度较垂
直方向发育快。
　　随着白沙蒿灌丛半径的增加，沙堆半径相应增
加，且二者呈显著线性关系。这表明沙堆水平方向
发育受到灌丛水平发育的影响（图４Ａ）；同样，随着
灌丛高度的增加，白沙蒿所固积的沙堆高度呈线性
增加，表明沙堆高度的发育水平取决于灌丛高度
（图４Ｂ）。
３．３　白沙蒿灌丛沙堆形态特征及固沙能力与灌丛
形态关系
　　如图５所示，随着地上枝条鲜重的增加，白沙蒿
灌丛沙堆底面积、高度、沙堆体积和固沙效率均呈现
极显著线性增加关系。这表明白沙蒿灌丛越大其固
积沙堆也越大，固沙率也越高。如图６所示，不同大
小白 沙 蒿 灌 丛 间 的 固 沙 效 率 差 异 显 著 （ｐ＜
０．０５），其中大灌丛与中灌丛间固沙率差异不显著
图４　白沙蒿沙堆发育与灌丛发育的相关性
Ｆｉｇ．４　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｎａｂｋｈａ　ａｎｄ　ｓｈｒｕｂ　ｏｆ　Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａ
图５　白沙蒿灌丛沙堆形态特性、固沙率与地上枝条鲜重的关系
Ｆｉｇ．５　Ｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｍｏｎｇ　ｔｈｅ　ｎａｂｋｈａ　ｆｏｒｍ，ｓａｎｄ　ｆｉｘｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｓｈｒｕｂ　ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ
ｆｒｅｓｈ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａ
４　　　　　　　　　　　　 　　　 中　国　沙　漠 　　　　　　　　　　　　　第３５卷　
图６　不同大小白沙蒿灌丛固沙率比较
（误差线为ＳＥ，图中相同字母表示差异
不显著，ｐ＞０．０５）
Ｆｉｇ．６　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｓｈｒｕｂ　ｆｉｘｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　Ａｒｔｅｍｉｓｉａ
ｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｉｚｅ
（ｐ＞０．０５）。这说明在区域沙源供给充足的情况
下，随着白沙蒿地上部分生长、丛高的增加和分枝数
的增多，在适宜的风力作用下和区域沙源供给充足
的情况下，其对上风向的饱和风沙流起到阻挡的作
用增加，风速减小，导致沙粒降落在白沙蒿灌丛周
围，逐渐形成沙堆。随着时间延续，沙堆底面积、高
度、体积和固沙率呈现增大的趋势，直至沙堆达到一
定高度后其固沙作用趋于稳定。
３．４　白沙蒿灌丛背风面积沙特征
由图７可以看出，随着灌丛背风面距离（ｘ）的
加大，７组白沙蒿灌丛背风侧的积沙宽度（ｙ）均逐渐
变窄。对灌丛背风面不同距离处积沙宽度平均值做
线性回归分析，回归方程为：
ｙ＝－１９．６５４ｘ＋１２２．４１
　　该方程显著水平达０．００１，Ｒ２＝０．９９１７，Ｒ２值
接近于１。据此方程可得出当背风面积沙距离＝
６．２２８　Ｈ 时，积沙宽度＝０。故可预测，在距离灌丛
背风面６～７倍高度的地方，积沙接近消失，说明灌
丛的背风面防护距离一般情况下为其自身高度的６
～７倍，这也表明丰富沙源供给促使沙堆沿风向方
向拉伸，风影沙尾逐渐发展，特别是在流动沙地上沙
图７　白沙蒿灌丛背风向不同距离积沙宽度
Ｆｉｇ．７　Ｂｌｏｗ　ｓａｎｄ　ｗｉｄｔｈｓａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ｌｅｅｗａｒｄ　ｓｉｄｅ
堆长度的增加减弱了宽度随长度的协调增长
关系［１７］。
４　讨论
灌丛沙堆是一种风动力平衡地貌［１８］。荒漠灌
丛植物、风况、沙源及地下水等因素是影响灌丛沙堆
形态发育的主要环境因子［１９］。本研究结果表明影
响白沙蒿灌丛沙堆的主要因素是植物生长形态，即
灌丛的大小。
４．１　灌丛形态决定沙堆形态
在研究区域内白沙蒿灌丛沙堆的水平方向发育
尺度较大，水平方向尺度大于垂直方向尺度，属于水
平方向扩展快速生长型低矮灌丛。由此决定了其沙
堆底面积较大，高度较低，坡角＜１０°，呈低矮圆锥状
积沙形态，近似圆堆形态的沙堆可以在较长时期内
保持动态平衡。白沙蒿灌丛沙堆形态参数间存在着
良好的相关性，说明沙堆的形态变化是相互作用的
结果，白沙蒿灌丛对沙堆的形成具有明显的控制作
用。这与前人的研究结果一致［１５，２０］。沙堆长度和
宽度、底面积和高度间的显著回归关系与刘冰等［２１］
的研究结果相似。Ｈｅｓｐ［２２］曾指出，植物覆盖度、密
度和枝条分布是影响沙堆形态的决定性因素，枝条
密度大、侧向分枝少的植物固定的沙堆更易于垂向
发育。本研究中白沙蒿灌丛沙堆类似于半球形沙
堆，其研究结果与王翠等［２３］所指出的半球形沙堆形
态参数与植株参数间具有显著性相关的结论一致。
４．２　灌丛的形态和发育决定了沙堆的发育
该区域内随着白沙蒿灌丛地上生物量的增加，
灌丛的水平和垂直２个方向协调发育，但水平方向
扩展速度大于垂直方向生长速度。灌丛越大，垂直
尺度与水平尺度比例越小。要有效地截留风所携带
的细粒物质，植物的高度至少要在１０～１５ｃｍ 以
上［２４］。灌丛沙堆沉积物属短距离风力搬运、分选产
物［２５］，沙堆主要由地表被搬运的细、中沙在原地堆
积形成。灌丛发育特征决定了沙堆的发育，随着灌
丛地上生物量的增加，沙堆体积增大，沙堆水平方向
扩展发育速度快于垂直方向。白沙蒿灌丛枝条间较
为紧密，枝条间通透性较差，植物灌丛体本身拦截风
沙作用较强，导致沙堆在垂直方向上发育相对于水
平方向较好，这与韩磊等［２６］所发现的狭叶锦鸡儿灌
丛沙堆形态发育特性一致。
５　第１期 高 永等：乌兰布和沙漠东南缘白沙蒿灌丛沙堆形态特征与固沙能力 　　　
４．３　灌丛地上生物量和生长形态决定了沙堆体积
和灌丛的固沙能力
　　白沙蒿灌丛沙堆水平方向发育程度取决于底面
积大小，而灌丛高度则决定了沙堆垂直方向上的发
育尺度；白沙蒿灌丛地上部分生物量增加，决定了沙
堆水平方向和垂直方向上的发育，进而增加沙堆的
积沙体积。大、中、小白沙蒿灌丛间固沙沙堆体积和
固沙率差异显著，且与其地上部分生长形态有明显
的相关性。随着各个灌丛背风面距离的加大，背风面
的积沙宽度逐渐变窄。根据回归方程得到，当距离为
植株高度的６倍多时，积沙消失。据此说明灌丛的背
风面防护距离一般为其自身植株高度的６～７倍。
５　结论
白沙蒿灌丛高度随着灌丛半径的增加而呈对数
曲线增加，在灌丛较小时灌丛高度增长较快，随后渐
趋于稳定，其水平方向发育速度大于垂直方向；白沙
蒿灌丛沙堆半径及高度随灌丛半径和高度增加而增
加，二者呈显著线性关系；沙堆水平方向发育受到灌
丛冠幅的影响，沙堆垂直方向的发育水平取决于灌
丛高度。
随白沙蒿地上部分生物量的增加，灌丛沙堆底
面积、高度、沙堆体积和固沙率均呈现极显著线性增
加。沙蒿灌丛越大，其固积沙堆也越大，固沙率越
高。不同大小白沙蒿灌丛间的固沙率差异显著（ｐ
＜０．０５），其中大灌丛与中灌丛间固沙率差异不显著
（ｐ＞０．０５）；白沙蒿灌丛背风侧的积沙宽度（ｙ）与积
沙距离（ｘ）显著相关（Ｒ２＝０．９９１７），其线性回归方
程为ｙ＝－１９．６５４ｘ＋１２２．４１。在距离灌丛背风面
６～７倍高度的地方，积沙接近消失。
参考文献：
［１］ Ｔｅｎｇｂｅｒｇ　Ａ．Ｎｅｂｋｈａｓ　ｄｕｎｅｓ　ａｓ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｅｒｏｓｉｏｎ　ｉｎ
ｔｈｅ　Ｓａｈｅｌ　ｚｏｎｅ　ｏｆ　Ｂｕｒｋｉｎａ　Ｆａｓｏ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｒｉｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎ－
ｍｅｎｔｓ，１９９５，３０：２６５－２８２．
［２］ Ｗａｎｇ　Ｘ　Ｍ，Ｗａｎｇ　Ｔ，Ｄｏｎｇ　Ｚ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ．Ｎｅｂｋｈａ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ａｎｄ　ｉｔｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｔｏ　ｗｉｎｄ　ｅｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｌａｎｄ　ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｉｎ
ｓｅｍｉ－ａｒｉｄ　ｎｏｒｔｈｅｒｎ　Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｒｉｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，
２００６，６５（１）：１２９－１４１．
［３］ Ｈｅｓｐ　Ｐ　Ａ．Ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｈａｄｏｗ　ｄｕｎｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｅｄ－
ｉｍｅｎｔａｒｙ　Ｐｅｔｒｏｌｏｇｙ，１９８１，５１：１０１－１１２．
［４］ Ｎｉｃｋｌｉｎｇ　Ｗ　Ｇ，Ｗｏｌｆｅ　Ａ　Ｓ．Ｔｈｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｏｒｉｇｉｎ　ｏｆ
ｎａｂｋｈａｓ，ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｏｐｔｉ，Ｍａｌｉ，Ｗｅｓｔ　Ａｆｒｉｃａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
Ａｒｉｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，１９９４，２８：１３－３０．
［５］ Ｋｈａｌａｆ　Ｆ　Ｉ，Ｍｉｓｋ　Ｒ，Ａｉｄｏｕｓａｒｉ　Ａ．Ｓｅｄｉｍｅｎｔｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｏｒ－
ｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ｎａｂｋｈａｓ　ｄｅｐｏｓｉｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ
ｎｏｒｔｈｅｒｎ　ｃｏａｓｔａｌ　ｐｌａｉｎ　ｏｆ　Ｋｕｗａｉｔ，Ａｒａｂｉａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｒｉｄ
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，１９９５，２８：２６７－２９２．
［６］ Ｔｅｎｇｂｅｒｇ　Ａ，Ｃｈｅｎ　Ｄ　Ｌ．Ａ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｎｅｂｋｈａｓ　ｉｎ
ｃｅｎｔｒａｌ　Ｔｕｎｉｓｉａ　ａｎｄ　ｎｏｒｔｈｅｒｎ　Ｂｕｒｋｉｎａ　Ｆａｓｏ［Ｊ］．Ｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏ－
ｇｙ，１９９８，２２：１８１－１９２
［７］ Ｈｅｓｐ　Ｐ，Ｍｃｌａｃｈｌａｎ　Ａ．Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｄｙｎａｍｉｃｓ，ｅｃｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｆａｕ－
ｎａ　ｏｆ　Ａｒｃｔｏｔｈｅｃａ　ｐｏｐｕｌｉｆｏｌｉａ　ａｎｄ　Ｇａｚａｎｉａ　ｒｉｇｅｎｓ　ｎａｂｋｈａｓ
ｄｕｎｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｒｉｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，２０００，４４（２）：１５５－
１７２．
［８］ 岳兴玲，哈斯，庄燕美，等．沙质草原灌丛沙堆研究综述［Ｊ］．中
国沙漠，２００５，２５（５）：７３８－７４３．
［９］ 贺山峰，蒋德明，阿拉木萨，等．科尔沁沙地小叶锦鸡儿灌木林
固沙效应的研究［Ｊ］．水土保持学报，２００７，２１（１）：８４－８７．
［１０］ 蒋德明，曹成有，押田敏雄，等．科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工林
防风固沙及改良土壤效应研究［Ｊ］．干旱区研究，２００８，２５（５）：
６５３－６５８．
［１１］ 朱震达，陈治平，吴正，等．塔克拉玛干沙漠风沙地貌研究
［Ｍ］．北京：科学出版社，１９８１：８４－９５．
［１２］ 高永．吉兰泰盐湖环境演化及沙害成因［Ｊ］．干旱区研究，
１９９６，１３（４）：５４－５６．
［１３］ 张昊，陈世璜，占布拉，等．白沙蒿繁殖特性的研究［Ｊ］．内蒙古
草业，２０００（１）：２４－２６．
［１４］ 时永杰，高万林．白沙蒿［Ｊ］．中兽医医药杂志，２００３，（ｓ１）：１３７
－１３９．
［１５］ 张萍，哈斯，岳兴玲，等．白刺灌丛沙堆形态与沉积特征［Ｊ］．干
旱区地理，２００８，３２（６）：９２６－９３２．
［１６］ 刘金伟，李志忠，武胜利，等．新疆艾比湖周边白刺沙堆形态特
征空间异质性研究［Ｊ］．中国沙漠，２００９，２９（４）：６２９－６３５．
［１７］ 杨帆，王雪芹，杨东亮，韩章勇．不同沙源供给条件下柽柳灌丛
与沙堆形态的互馈关系———以策勒绿洲沙漠过渡带为例［Ｊ］．
生态学报，２０１２，３２（９）：２７０７－２７１９．
［１８］ 靳建辉，曹相东，李志忠，等．艾比湖周边灌丛沙堆风沙沉积记
录的气候环境演化［Ｊ］．中国沙漠，２０１３，３３（５）：１３１４－１３２３．
［１９］ 郭普，王镜泉，陈体恭，等．荒漠灌木白刺资源开发利用研究
［Ｊ］．甘肃农业大学学报，１９９３，２８（２）：２０５－２０７．
［２０］ 武胜利，李志忠，惠军，等．和田河流域灌（草）丛沙堆的形态特
征与发育过程［Ｊ］．地理研究，２００８，２７（２）：３１４－３２２．
［２１］ 刘冰，赵文智，杨荣．荒漠绿洲过渡带柽柳灌丛沙堆特征及其
空间异质性［Ｊ］．生态学报，２００８，２８（４）：１４４６－１４５５．
［２２］ Ｈｅｓｐ　Ｐ．Ｆｏｒｅｄｕｎｅｓ　ａｎｄ　ｂｌｏｗｏｕｔｓ：ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ，ｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ
ａｎｄ　ｄｙｎａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，２００２，４８：２４５－２６８．
［２３］ 王翠，雷加强，李生宇，等．新疆策勒绿洲沙漠过渡带花花柴
（Ｋａｒｅｌｉｎｉａ　ｃａｓｐｉｃａ）沙堆的形态特征［Ｊ］．中国沙漠，２０１３，３３
（４）：９８１－９８９．
［２４］ 朱震达，陈广庭．中国土地沙质荒漠化［Ｍ］．北京：科学出版
社，１９９４：６５－８５．
［２５］ 贾晓红，李新荣．腾格里沙漠东南缘不同生境白刺灌丛沙堆的
空间分布格局［Ｊ］．环境科学，２００８，２９（７）：２０４６－２０５３．
［２６］ 韩磊，张媛媛，马成仓，等．狭叶锦鸡儿（Ｃａｒａｇａｎａ　ｓｔｅｎｏｐｈｙｌ－
ｌａ）灌丛沙堆形态发育特征及固沙能力［Ｊ］．中国沙漠，２０１３，
３３（５）：１３０５－１３０９．
６　　　　　　　　　　　　 　　　 中　国　沙　漠 　　　　　　　　　　　　　第３５卷　
Ｎａｂｋｈａ　Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｓａｎｄ　Ｆｉｘｉｎｇ　Ｃａｐａｃｉｔｙ
ｏｆ　Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎ
Ｅｄｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕｌａｎ　Ｂｕｈ　Ｄｅｓｅｒｔ
Ｇａｏ　Ｙｏｎｇ１，Ｄａｎｇ　Ｘｉａｏｈｏｎｇ１，Ｙｕ　Ｙｉ　２，Ｗａｎｇ　Ｊｉ　１，Ｗａｎｇ　Ｓｈａｎ１，Ｙｕａｎ　Ｗｅｉｊｉｅ２，Ｚｈａｎｇ　Ｘｉｗｅｉ　１
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｃｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ　０１００１８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎ－
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｂａｍｂｏｏ　ａｎｄ　Ｒａｔｔａｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ　ｎａｂｋｈａ　ｉｓ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｄｅｓｅｒｔ　ｎａｂｋｈａ　ｗｉｄｅｌｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ
ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎ　ｅｄｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕｌａｎ　Ｂｕｈ　ｄｅｓｅｒｔ．Ｓｈｒｕｂ　ａｎｄ　ｎａｂｋｈａ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　Ａ．ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ
ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｓａｎｄ　ｆｉｘｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｎｄ
ｓｈｒｕｂ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｈｒｕｂ　ｈｅｉｇｈｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｉｎ　ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ　ｃｕｒｖｅ　ｌｉｎｅ
ｗｉｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｓｈｒｕｂ　ｒａｄｉｕｓ．Ｔｈｅ　ｓｈｒｕｂ　ｇｒｏｗｓ　ｆａｓｔ　ｉｎ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔａｇｅ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｇｒａｄｕａｌｙ　ｔｕｒｎｓ　ｔｏ　ｂｅ　ｓｔａｂｌｅ，ａｎｄ
ｉｔｓ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｉｎ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｆａｓｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｎａｂｋｈａ　ｒａｄｉｕｓ　ａｎｄ
ｈｅｉｇｈｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｓｈｒｕｂ　ｒａｄｉｕｓ　ａｎｄ　ｈｅｉｇｈｔ　ｗｉｔｈ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｌｉｎｅａｒ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．Ｔｈｅ　ｎａｂｋｈａ
ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｓｈｒｕｂ　ｃｒｏｗｎ　ｗｉｄｔｈ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ
ｓｈｒｕｂ　ｈｅｉｇｈｔ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ　ｆｒｅｓｈ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　Ａ．ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａｓｈｒｕｂ，ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ａｒｅａ，
ｈｅｉｇｈｔ，ｖｏｌｕｍｅ　ａｎｄ　ｓａｎｄ　ｆｉｘｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎａｂｋｈａ　ｓｈｏｗ　ｖｅｒｙ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｌｉｎｅａｒ　ｃｈａｎｇｅｓ（ｐ＜０．０１）．
Ｔｈｅ　ｎａｂｋｈａ　ｖｏｌｕｍｅ　ｉｓ　ｌａｒｇｅ　ｗｈｅｎ　ｓｈｒｕｂ　ｖｏｌｕｍｅ　ｉｓ　ｌａｒｇｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓａｎｄ　ｆｉｘｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｉｓ　ｈｉｇｈ．Ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｆ　ｓａｎｄ　ｆｉｘｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｍｏｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｉｚｅ　ｓｈｒｕｂｓ　ｉｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ（ｐ＜０．０５）．Ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｃｏｒｒｅｌａ－
ｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｂｌｏｗｎ　ｓａｎｄ　ｗｉｄｔｈ（ｙ）ａｎｄ　ｌｅｎｇｔｈ（ｘ）ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｅｅｗａｒｄ　ｓｉｄｅ　ｏｆ　Ａ．ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ　ｓｈｒｕｂ （Ｒ２＝
０．９９１７），ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｙ＝－１９．６５４ｘ＋１２２．４１．Ｔｈｅ　ｂｌｏｗｎ　ｓａｎｄ　ｎｅａｒｌｙ　ｄｉｓａｐｐｅａｒｓ
ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅｓ　ｏｆ　６－７　ｈｅｉｇｈｔｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ａ．ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ　ｓｈｒｕｂ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｅｅｗａｒｄ　ｓｉｄｅ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｕｌａｎ　Ｂｕｈ　Ｄｅｓｅｒｔ；Ａｒｔｅｍｉｓｉａ　ｓｐｈａｅｒｏｃｐｈａｌａ；ｎａｂｋｈａ；ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｓａｎｄ　ｆｉｘ－
ｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ
７　第１期 高 永等：乌兰布和沙漠东南缘白沙蒿灌丛沙堆形态特征与固沙能力