全 文 ：30 干 旱 区 研 究 1 98 8年第 4 期
新疆莫索湾沙区自梭梭当年生枝条
生长特点及产量的初步研究
张立运 张希明 武 成.
( 中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所
白梭梭系中亚细亚沙漠沙生植被的主要成分 , 在我国集中分布于准噶尔盆地古尔班通古
特沙漠中。 它生长于流动 、半流动或半固定的沙质环境 ,是一种耐干早 、 耐风蚀 的优良固沙植
物 。 其木质坚硬 、 火力强 , 寰有 “ 荒漠活煤” 之称 。 当年生枝条富含营养 , 是羊 、 驴 、 骆鸵
等家畜的饲用部份 。 `之所形成的植物群落 , 一在古尔班透古特沙漠中也是分布最广和最重要的
一个群落类型 。
然而 , 在近半个世纪 以来 , 由于人类经济活动逐渐深入沙摸内部 , 无节制地樵 采 和 放
牧 , 白梭梭群落的覆盖面积缩小 , 单位面积个体数量锐减 , 种群结构受到破坏 。 鉴于白梭梭
的经济意义 、 科学价值和濒危状况 , 我国将其列为国家三级保护植物 , 并收录在即将出版的
《 红皮书 》之中。 为保护和利用这一重要种质资源提供科学依据 , 笔者等于 1 9 8。一 19 8 3年 ,
在古尔班通古将沙准西南缘的莫索湾抬沙站附近 , 对白梭梭当年生枝条的生长现象进行了某
些观察 , 木文系根据 19 8 3年的资料分析和整理 。
一 、 当年生枝条的生长长度
资料的搜集采用定株 、 定枝 、 定期观测记录 。 观测植株选择在治 沙站西部约 3 公里处半
固定沙丘群中的一个迎凤坡面上 。 在其上 、 中、 下部选择植株高度 、 冠幅和基径中庸者各 5
株 , 并在每株不同方位各确定 1 0个当年生枝芽 , 着以标记作为动态观测之用 。 时间间隔为半
月 。 自 4 月底至 9 月末 , 共观测 1 次 , 现将统计数据按月整理如下表 。
表 1 白梭梭当年生枝条不同时期的生长长度 (厘米 )
( 19 5 5
, 莫索湾 )
月 份 人 5 6 7 8 9
观测枝条数 (根 ) 1 5 0 1 5 0 1 4 5 1 2 8 1 0 0 8 4
平均累积长度 1 。 5 7 5 。 8 9 七 1 2 。 0 6 1 3。 3 0 1 4 。 2 01 0 。 7 0
月平均绝对增长 1。 5 7 4 。 32 : 4 。 8 1 1 。 3 6 1 。 2 4 0 。 9 0
日平均绝对增长 0。 0 5 . 0 。 1 4 0 。 1 6 0 。 0 4 4 0 。 0 4 0 。 0 3
· 该同志现在内蒙古自治区乌盟情报所工作 ,
` 枝条萌发自 4 月 1 日算起 ,
DOI : 10. 13866 /j . azr . 1988. 04. 006
1 98 8年第4 期 干 旱 区 研 究
二 、 当年生枝条单位长度千物重的增长
测定工作于每月头 5天内进行完毕 , 并将所得数据作为上一月当年生枝条单位长度干物
重的资料 。 样品用随机方法采集于观测点附近数平方公里以内的都分植株 _ L , 并以大量任意
长度的枝条 , 测量长度 、 烘干求商 , 得到每月单位长度干物重的变化 莽 。
表 2 白梭梭当年生枝条各月单位长度平均千物盆和增长盘 (克 /厘米 )
( 1 9 5 3
, 莫索湾 )
沙一汽一卜一二三…一巨二…一…二里燮巡型竖一{一鲤 `几一 ’ 一吧竺一 {卫二卫些上口巴9竺一…,生些竺一尸四些旦
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_ 竺肚增叁曼 _ _ …一 旦)9些生 _ ’_ _一生翌生4卫巴2竺_ _ _ {J ~ 9二旦夕i色_ …~鲤旦竺 - 巴迎旦生_日增长速度 } , 。 , , 二 { 。 。 ~ , n } 。 , . ~ , . } 。 。 . _ _ 二 1 。 , 。一 。 。 ! , ` 。 ~ , ` .
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三 、 单位面积株数和单株当年生枝条数
近年来在莫索湾治沙站附近约 1 0 平方公里范围内 , 对各类生境白梭梭群落的调 查 , 据
2 37 个 1 0 X 10 平方米样方的统计资料 , 每公顷有大小白梭梭 420 株 。 调查时 , 对所有调查植株
均进行株高 、 冠幅和基径的记录 。
1 9 8 3年实测了 2 5株自梭梭当年生枝条的数量 , 同时对所测植株高度 、 冠幅 、 基径折算出
各自的形态重要值 # # , 进一步算出平均值和标准差 。 最后 , 求出形态重要值平均数在一个标
准差范围以内的植株 , 将其当年生枝条数累加平均 , 得到单株 白梭梭当年生枝条的 均 数 为
7 3 1 7根 。
四 、 气象资料
本文所沙及的有关气象要素的资料 , 均引自距观测点约 17 公里处的莫索湾气象站 。
五 、 分析 与讨论
1
、 当年生枝条长度变化特点及生态生物学分析 。
生长季节 内 , 白梭梭当年生枝条累积长度和各月 的绝对增长变化曲线如下图 。
从下图可以指出以下两点 。
( 1 ) 累积生长曲线呈不明显的 “ S ” 型 。 6 月份以前的线段形态斜率大 , 表明枝条 长
度增长迅速 , 其累积长度约占总累积长度的 7 5 . 4% 。 这是由于春季至夏初气温增温快 , 沙层
中水分状况优越 , 有利于 白梭梭当年生枝条的形成 、 伸长和扩大绿色光合面积 , 给植物光合
生产创造了物质基础 。 6 月份以后 , 线段斜率变小 , 表明枝条长度增长速度变慢 。 这是因为
· 测定方法尽管采用随机大量取样 , 由于非严格定 日采集样品 , 其枝条长度增 长的 日差 , 对单位长度
千物重的变化多少会带来一些人为的误差 。
, . 形杳重要值二 ( 相对高库+ 相对冠幅 十担对基径 ) / ” ,
干 旱 区 研 究 1 98 8年第 4 期
C I们 f C m
绝 对 生长
5绝对长增口飞下刃,月lseesesw比积策增长
。 5 6 份一 书 一一节可
图1 白梭梭当年生枝条长度变化 曲线
炎热的夏季 , 气温高 , 沙地中湿沙层下移 , 水分状况变劣 。 植物体当年生枝条的缓慢增长 ,
尽量缩小水分的散失面积 , 也是植物体对恶劣环境的一种适应 。
( 2 ) 绝对增长曲线为单峰型 。 其高峰出现在 5 一 6 月 , 这是白梭梭当年生枝条生长最
快的时期 。 5 、 6 两月的绝对增长量高达 9 厘米以上 , 64 . 3% 的当年生枝条长度是在此期间
形成的 。 这种高生长量的形成 , 除上述所提到的环境因素外 , 本身的生物学特性也是重要因
素 。 因为此时白梭梭的生长发育阶段正值花后 , 生殖器官发育和形态变化不显著 , 光合产物
更多的用于继续扩大光合面积 , 所以枝条长度迅速增加并形成高峰 。
6 月份以后 , 绝对增长量曲线急速下降。 7 、 8 月份的绝对增长量仅有 6 月 份 的 2 0 . 8
一 28 . 3% , 这可能与此期间气温高 、 蒸发强烈有关 。 植株当年生枝条生长缓慢或部分脱落 ,
有人将这一现象称为夏季 “ 休眠 ” 。
9 月份白梭梭生殖器官的子房膨胀进入盛果期 。 此时当年生枝条生长速度达到最缓点 ,
这显然与此时大量光合产物用于子房膨胀 、 果实的发育和形成有关 。
至于 4 月份增长量较小的原因 , 或许是 日照时数和气温不高的综合作用形成了 生 态 障
碍 。
}
即苦召 · e m 一 1 )
19绝对增长了工`,;l70
累积增长
4 5 6 7 8 9 月
图君 莫索湾地区气象要素的时间分布曲线 ( 13母砂
1 9 8 8年第 4期 干 早 区 研 究 3 3
为分析有关生态因子对白梭梭当年生枝条长度变化影响作用的程度 , 取平均温度 ( X ; ) 、
日照时数 ( X : ) 、 降水量 ( X 。 ) 三个气象指标与长度绝对增长量 ( Y ) 建立的 回 归 方 程
是 :
Y = 0
。
09 7 2 + 0
。
0 0 6 9 X
z + 0
。
0 4 4 2 X
2 + 0
。
0 5 1 2X
s
经检验证明 , 上述 回归方程较好地反应了白梭梭当年生枝条平均月增长量与三个因子的
关系 ( F 二 1 0 . 4 9> F O。 1 0 = 2 。 6 6 ) 。
三个气象因子对绝对增长量影响作用 的程度 , 以作用系数 毋来表示 。 令其综合影响 作 用
为 1 , 则三因子各自影响作用系数分别是 : X : = 0 . 0 2 3 7 , X : = 0 . 5 2 09 , X , = 0 . 1 5 5 4。
上述不难看出 , 在整个生长季节内 , 每个因子对白梭梭当年生枝条长度增长量 的影响作
用是不一样的 , 其中光照时数的影响作用最大 , 降水量次之 , 温度的作用与前两者相比 , 显
得很微弱 。 这是因为 , 在荒漠环境中 , 几乎所有的植物都是阳性 、 长 日照的种类 。 日照的长
短及植物体所截取的太阳辐射 , 成为植物体生存最重要的生态因子 。 沙质荒漠中的植物尽管
多是浅根系或浅根系比较发达的种类 , 微弱的降水 , 在强烈蒸发作用下 , 其生态意义并不显
著 。 有人指出 , 沙层中的凝结水 , 在植物体所需水分的供应中 , 可能起着较大的生态作用 。
再者 , 温度的作用相当微弱 , 说明北疆沙漠中的热量资源 , 在整个生长期内都是丰富的 。 同
时也说明 , 白梭梭当年生枝条的生长 , 对温度变化反应不敏感 , 稳定性较强 , 忍耐 幅 度 较
大 。
然而必须指出 , 影响生命活动的所有生态因子总是综合起作用的 , 它们之间的有机配合
和协调具有更重要的生态意义 。
2
、 当年生枝条单位长度干物重变化特点及其生态因子分析 。
生长季节内 , 白梭梭当年生枝条平均单位长度干物重的月变化曲线如下图 。
甲.les十welrL卜s日照小时 3 3及.
涅 度 ’ C 约 .降 水 m ln ` 任 ·
日较差 t
1 7
,
2
日 较 差
旧 照 时数
平均 温 度
/
·俏 蒸 发 ,
图 3 白梭梭当年生枝条的单位长度千物重变化动态
从上图至少可以看出以下两点 。
( 1) 当年生枝条单位长度干物重累积增长曲线呈不典型的 “ S ” 型 。 7 月份以前的 线
段形态呈一直线 , 斜率大 , 表示单位长度干物重的累积增长速度快 , 与 6 月份以前枝条累积
长度增长迅速的趋势一致 。 7 月份以后的线段斜率小 , 表明干物质的累积增长缓慢 ?
. 作用系数为各标准偏回归系数绎归一化处理的结果 ,
4 3千 旱 区 研 究 1 98 8年第4 期
(2 )单位长度干物重绝对增长曲线的高峰出现于 7月 , 可能与此时气温高 、 蒸发强 、
日较差大 , 有利于光合产物的积累和转化有关 。 7 月份单位长度干物重的 绝 对 增 长 量 为
0
.
0 0 19克 / 厘米 , 在形态结构上表现为木质化程度增强 。
当年生枝条单位长度干物重增长的高峰出现在生长季节的中期 , 其生物学意义 , 不仅有
利子植物体的越冬 , 对后期子房膨胀和果实的迅速发育也创造了必要的物资基础 。
8 月份以后 , 果实开始发育 , 9 月份达到盛果期 , 大量的营养物质用于果实的发育 , 使
枝条光合产物在本身的积累速度变慢 , 因此 曲线线段形态在此期间表现为斜率小 。
为揭示白梭梭当年生枝条单位长度干物质的增长量 ( Y ) 与平均温度 ( X ; ) 、 光照时数
( X : )
、 日温差 ( X 。 ) 、 降水量 ( X ` ) 和蒸发量 ( X , ) 之间的生态关系 , 建立如下回归方
程 :
Y = 0
。
0 0 3 6 6 4 + 0
。
0 0 0 0 3 3 8X I 一 0 。 0 0 0 0 2 0 3 9 9 X : 」一 0 。 0 0 0 3 9 0 4X 3 + 0 . 0 0 0 0 3 47 1 X `
+ 0
。
0 0 0 0 0 9 6 66X
。
经检验 , 该式较好地反应了上述 6个气象因子与白梭梭当年生枝条平均单位长度干物重
增长量之间的关系 ( F 二 3 . 5> F l 。 O = 3 。 1 1) 。
对影响干物重增长量的因子作用进行分析 , 令 5 个因子综合作用系数之和为 1 , 则各因
子作用系数分别为 : X : 二 0 . 07 , X : 二 0 . 3 , X 。 = 。 . 10 , X ` = 0 . ,l4 , X 。 = 0 . 3 60
从上述所列诸因子作用系数可以看出 , 蒸发量 ( X 。 ) 对单位长度干物重增长量的 影 响
作用最大 ( 。 . 3 6) 。 这是因为蒸发是由光 、 热 、 水等综合作用支配的一个物理现象 , 对植物
来说 , 它具有综合的生态意义 , 在水分不足的情况下 , 强烈蒸发则意味着太阳强烈辐射和高
温 。 对这种生态条件的适应 , 有机体将光合作用的产物不是用于表面积的迅速扩展 , 而是进
行转化和积累 , 形成枝条干物质的增长 。
六 、 当年生技条单位面积产盘的估算
用单位面积植株的平均数 、 单株当年生枝条的平均数 、 当年生枝条的平均长度和不 同时
期单位长度干物重的算术连乘 , 即可计算出生长期间不同月份白梭梭当年生枝条的现存量 ,
其中生长季末期的现存量 , 即可作为全年单位面积的产量 。 计算结果如下表 。
表 3 各月份当年生枝条单位面积的现存遥 (公斤 / 公顷 , 干重 ) ( 198 3
5 6 7
4 1
。
6 3 1 2 1
。
6 7 2 0 7
。
5 5
4 1
。
6 3 8 0
。
0 4
月 份
单位面积现存量
各月绝对增长量
8
2 6 5
。
6 7
奠索湾 )
一 、 -一 川 一 `~ 一 一 ’ l
8 5
。
8 8 5 8
。
1 2
9
3 0 1
。
1 1
3 5
。
4 4
七 、 初步小结
上述粗略讨论结论如下 :
1
、 白梭梭当年生枝条 , 在长达半年的生长季节内 , 平均累积长度仅有 1 4 . 20 厘 米 , 最
大月增长量 4 . 81 厘米 , 出现在 6 月 : 生长末期单位长度干物重 0 . 。。69 克 / 厘米 , 最 大月绝对
增长量 0 . 。。19克 / 厘米 , 形成于 7 月 ; 单位面积最大现存量只有 30 1 , 1 公斤 / 公顷 , 最高增
1 9 8 8年第 4期 干 旱 区 研 究
长量 85 . 8 8公斤 / 公顷 , 也出现在 7 月 。 以上表明 , 白梭梭当年生枝条的长度生长和单 位 面
积的产量都是相当低的 , 这也是白梭梭沙质荒澳生态系统生产力不高的原因 。
2
、 从当年生枝条长度和单位长度干物重变化的资料可以得出 , 在整个生长季节内 , 即
使在最干热的 7 、 8 月份 , 当年生枝条先端的分生组织并未停止活动 , 生长仍在进行 , 只不
过生长速度较缓慢而已 。 此时干物重的迅速增长现象 , 也充分表明其生命活动是相 当 活 跃
的 。 以上无疑可以说明 , 在生长季节内 , 白梭梭并不出现所谓 “夏季休眠 ” 现象 。 至于白梭
梭花期后出现生殖器官发育的滞缓现象也不能以此作为夏季休眠的依据 。 因此 白梭梭的生活
型属于一次性休眠植物 。
3
、 有人对乌苏甘家湖地区的白梭梭初级生产力进行研究 , 得到单位面积同化枝干重为
21 公斤 / 亩 , 折算成每公顷为31 5公斤 , 较本文所提出的当年生枝条的产量 , 每公顷 约 高 14
公斤 。 这是因为甘家湖地区地形 闭塞 , 白梭梭群落很少受到人为破坏 , 长势较好所致 。 如该文
所引证的自梭梭袜高 2 . 7 3米 , 而莫索湾只有 1 . 21 米 , 密度也然 , 甘家湖每公顷高 达 5 27 株 ,
而莫索湾仅为 4 2 0株 ; 冠幅也是这样 , 甘家湖平均 3 . 6平方米 , 莫索湾只有。 . 9平方米 。 简 单
比较可以得出 , 本文所提出的单位面积产量 , 可以代表绿洲边缘沙区 , 受一定人为破坏的白
梭梭群落当年生枝条产量水平 。 而甘家湖的产量则可代表保存较好的白梭梭群落初级生产力
的水平 。
4
、 白梭梭在 8 月下旬子房开始膨胀 , 9月进入盛果期 。 据 1。月初对其当年生枝条长度
的测定 , 其长度仍存 在 延 伸现象 , 表明白梭梭具有果后营养期的特点 。
5
、 本文所提出的有关数据 , 均系实际测定获得 。 对研究沙区边缘白梭梭荒漠生态系统
结构功能 , 对研究此类环境能量转换 、 凋落物 、 物质循环 , 对制定白梭梭荒漠草场载畜量及
其放牧强度等 , 均具有一定参考价值 。
主 要 参 考 文 献
( 1 〕 胡式之 : 1 963 。 中国西北地区的梭梭荒漠 , 植物生态学与 地 植 物 学 丛 刊 , 1
( 1一 2 ) 。
( 昌 〕 胡文康 ; 19 8 4 。 准噶尔盆地南部梭梭荒漠类型 、 特征及其动态 , 干早区研究 , 1
( 2 )
。
〔 3 〕 陈昌笃等 : 1 9 8 3 。 古尔班通古特沙漠的沙地植物群落 、 区系及其分布的 基 本 特
征 , 植物生态学与地植物学丛刊 , 7 ( 2 ) 。
( 4 〕 侯天侦等 : , 9 8 2。 新疆荒漠梭梭林光合生物特性研究初报 , 新疆林业 , 第 2 期 。
( 5 ) 张希 明等 : 19 8 7 。 白梭梭枝条冬季枯落特点和枯落量的研究 , 于旱区 研 究 , 4
( 2 )
。
( 6 ) 张立运 : 1 9 8 5 。 一个白梭梭群落地上植物量的特点 , 植物学通报 , 8 ( 3 ) 。