全 文 ：　第 24卷　第 2期
2010年 6月 　　　　　　　　 　　
干旱环境监测
AridEnvironmentalMonitoring　　　　　　　 　　　
Vol.24　No.2
Jun..2010 　
收稿日期:2010-04-13;修回日期:2010-05-04
作者简介:张世军(1978-), 男 ,山东莱西人 , 工程师 ,硕士 , 主要从事生态监测 、保护与恢复工作 。
梭梭 、白梭梭萌发过程的初探
张世军
(新疆环境监测总站 , 新疆 乌鲁木齐　830011)
摘　要:针对准噶尔盆地南部沙漠边缘沙丘活化这一现象 , 结合目前新疆梭梭 、白梭梭研究现状 , 结合历年的气象资
料 , 模拟自然条件 ,对梭梭 、白梭梭自然恢复的初始过程———种子萌发的温度和水分条件进行研究。结果表明 ,新疆梭
梭 、白梭梭种子在 2 ℃时就可以萌发 ,而且发芽率达 80%以上 , 当积雪厚度达到 22 cm时 ,梭梭 、白梭梭种子发芽率达
到 80%以上 , 变温提高发芽速率 ,当积雪厚度达到 22 cm就可满足梭梭 、白梭梭种子萌发的水分条件。此结果可为沙
漠地区植被自然恢复提供理论依据。
关键词:梭梭;白梭梭;萌发;水分条件
中图分类号:X171.4　　　文献标识码:A　　文章编号:1007-1504(2010)02-0089-05
StudyonNaturalCureofMainPlantSpeciesatInitializedProcessintheSouthMarginalZoneoftheJunggarBasin
ZHANGShi-jun(XinjiangEnvironmentalMonitoringCenter, UrumqiXinjiang830011, China)
Abstract:BasedonduneactivationphenomenoninthesouthmarginalzoneofJunggarbasin, integratedresearchactualityof
Xinjianghaloxylonammdendronandhaloxylonpersicum, perennialweatherdatum, thepaperstudiesinitializedprocessofnat-
uralcureandtemperatureandmoistureconditionofseedgerminationundersimulatingnaturalconditionforhaloxylonammden-
dronandhaloxylonpersicum.Theresultshowsseedgerminationis2℃ andgerminantprobabilityisover80% , meanwhile
germinantprobabilityisover80% whensnowthicknessis22cm, changingtemperaturecanimprovegerminantspeed, 22cm
snowthicknesscanmeetmoistureconditionofseedgerminationforhaloxylonammdendronandhaloxylonpersicum.Thisre-
searchresultprovidestheorysupportingforplantnaturalcureinthedesertregion.
Keywords:haloxylonammdendron;haloxylonpersicum;germination;moisturecondition
　　准噶尔盆地南部沙漠边缘气候属中温带大
陆性荒漠气候 ,夏季炎热 ,冬季寒冷 ,干燥少雨 ,
年平均气温 4.7℃, 7月份极端最高气温 43℃,
1月份极端最低气温 -42.6 ℃,年平均降水量
176mm,蒸发量 2 141 mm,无霜期平均 156 d。
地下水位在 3 m左右且随季节发生变化。冬季
有稳定的积雪存在 ,可以为植物萌发提供一定的
水分。梭梭 (Haloxylonammodendron)、白梭梭
(Haloxyonpersicum)为藜科超旱生小乔木 ,是我
国荒漠植被的主要建群种 ,主要分布区在准噶尔
盆地 [ 1] ,也是准噶尔盆地沙漠植被恢复的主要
植物种 ,能够利用积雪融水完成种子萌发过程 ,
作为天然恢复的重要部分 ,梭梭种子的野外实验
已逐渐被人们所重视 ,对梭梭 、白梭梭种子萌发
影响因素的研究也较多 ,尤其是对梭梭种子萌发
温度的研究已较为完整 ,不同的学者得出了不尽
相同的最适发芽温度 ,范围为 15 ～ 30 ℃,不同产
地的种子得出的结果也不一致 [ 2-24] ,变温对梭
梭种子的萌发有促进作用 [ 25] ,但变温中的高温
和低温与实际相差太大 ,并未完全反映自然状况
下的真实情况 。对梭梭种子萌发所需水分的研
究较为困难 ,尤其是定量研究 ,所以现有的研究
尚不多见。部分学者研究结果表明 ,在满足种子
发芽所需水分的条件下 ,基质含水量对梭梭种子
的萌发率基本无差别 ,但对种子发芽速率有显著
影响 ,适当增加基质含水量能提高种子发芽速
率 ,缩短种子发芽时间 [ 25] 。
有关温度与水分的研究已有很多 ,但结合新
疆实际 ,着眼于梭梭 、白梭梭种子萌发过程的温
度 、水分条件的研究工作却不多见 ,本文针对目
前研究现状 ,结合历年新疆积雪厚度及温度资
料 ,在室内模拟积雪融化时的自然条件 ,对梭梭 、
白梭梭种子萌发的温度和水分条件进行研究 ,并
以此为今后准噶尔盆地植被自然恢复提供理论
依据。
1　研究方法
利用人工气候箱控制温度 、光照等气象要素
模拟自然条件 ,观测在所设定的不同的水分梯度
下梭梭 、白梭梭种子萌发状况。
实验采取在容器中装入沙土 ,将梭梭和白梭
梭的种子播在沙土的表面 ,不覆盖 ,将容器放置
在人工气候箱中;根据往年的冬季积雪厚度资料
设定 8个积雪厚度梯度 ,分别为 4、10、16、 22、
28、34、40、46 cm,每个梯度 3个重复并设 1个空
白 。以积雪融化后相应的水量加入容器中 ,保持
表面湿润而没有积水 ,模拟积雪融化过程 ,每次
实验周期为 10d。温度设置采取变温 ,分别为 0
～ 5℃, 0 ～ 10 ℃。光照采取每天 12 h。
对种子萌发过程每天进行观测 ,以种子根长
超过 5 mm为标准 ,根超过 5 mm就认为其萌发。
2　结果分析
2.1　模拟不同积雪厚度对梭梭 、白梭梭种子萌
发的影响
梭梭 、白梭梭作为在沙漠中生长的旱生植物
种 ,必然形成了与沙漠干旱环境相适应的生理生
态特性 ,尤其是对沙漠地区水分条件的适应 ,其
在萌发阶段表现的尤为明显 ,它们能够在较低的
温度条件下萌发 ,充分利用积雪融化阶段有利的
水分条件。和其他植物种一样 ,梭梭种子萌发同
样经过 3个阶段:吸胀 、萌动 、发芽 。也同样需要
一定量的水分 ,只有水分条件满足种子萌发的需
要时 ,种子才能够正常萌发 ,不同水分条件下发
芽情况必然不同 ,在所设计的 8个积雪梯度中 ,
梭梭种子萌发率随积雪厚度增加而增加 ,但在
22 cm厚积雪及其后的几个积雪梯度 ,萌发率基
本保持在 80%左右 ,并有少量变化 ,见图 1。萌
发率出现波动与某些外界条件难以控制有关 ,由
结果可以看出 ,当积雪厚度在 22cm时就可以满
足梭梭种子萌发的水分需求 ,而事实上 ,可能在
16 ～ 22 cm之间存在某个积雪厚度值 ,在该厚度
时就能够满足梭梭 、白梭梭种子萌发的水分需
求 。研究结果与内蒙古林学院张树新等 [ 5]的研
究结论一致 ,在满足梭梭种子发芽所需的水分条
件后 ,基质即沙土的含水量对种子的萌发率基本
没有影响。白梭梭与梭梭的情况类似 。
2.2　温度对梭梭和白梭梭萌发的影响
北疆古尔班通古特沙漠冬季有稳定的积雪 ,
在积雪融化时可以为植物提供一定的水分 ,但积
雪融化时温度一般较低 。据相关研究表明 ,梭
·90· 　　　　干旱环境监测　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 24卷
梭 、白梭梭能在较低的温度下萌发 ,在 5 ℃时梭
梭和白梭梭的萌发率达到 96%和 95%[ 2] , 2 ℃
时达到 81.1%;在变温条件下 ,种皮膨胀受伤 ,
有利于水分和氧气进入种子 ,同时有利于胚根突
破种皮 ,促进酶的活动 ,促进种子内外气体的交
换 ,使呼吸旺盛 ,在较高温度条件下 ,生化过程及
呼吸作用都较旺盛 ,储存物大量转化为可溶性物
质 。在较低温度时呼吸作用减弱 ,可溶性物质主
要用于胚生长 ,所以变温在一定程度上可以提高
种子的萌发率[ 5] 。根据历年气象资料 ,积雪融
化的 3月平均最高气温 3.2 ℃,平均最低气温
-9.8℃,在人工气候箱中模拟自然条件下的温
度变化 ,结果表明 ,在 0 ～ 5 ℃的变温条件下 ,当
水分得到满足时 ,梭梭萌发率可达 90%以上 ,但
发芽时间较长 ,白梭梭也是如此 ,见图 2、图 3。 0
～ 10 ℃变温时梭梭 、白梭梭萌发率也都可以达
到 90%以上 ,但发芽时间较 0 ～ 5 ℃短 ,梭梭只
需 5 d,白梭梭需 10 d,见图 2、图 3。由此可见 ,
温度高时种子所需发芽时间较短 ,萌发率亦相
同 。
2.3　模拟自然条件梭梭 、白梭梭萌发率
在人工气候箱中模拟自然状态下的温度 、光
照等气候条件 ,设置不同的土壤水分条件 ,观测
梭梭 、白梭梭在不同水分条件下的萌发和生长状
况 。结果表明 ,当灌溉量为 22 cm厚积雪等量的
水量时 ,梭梭 、白梭梭萌发率分别达到 90%和
·91·第 2期　　　　　　　　　 　　　　张世军　梭梭 、白梭梭萌发过程的初探
85%,此后 ,随灌溉量的增加 ,萌发率基本保持稳
定 ,与变温发芽试验的结果一致 ,见图 6。说明
当积雪厚度达到 22 cm时就能够提供梭梭和白
梭梭达到较高萌发率所需的水分 。这与内蒙古
林学院张树新等 [ 5] 的研究结果相同 ,即在满足
种子发芽所需水量的条件下 ,基质含水量的多少
基本上不影响种子的萌发率。
3　结语与讨论
1)　梭梭 、白梭梭种子具有低温萌发的特性 ,能
够充分利用积雪融水进行自然恢复。在 2 ℃萌
发率就可达 80%以上 ,这保证了其能够充分利
用积雪融化时的有利水分条件 ,提高生存几率 。
2)　变温能够促进梭梭 、白梭梭种子萌发 ,提高
萌发速率 ,梭梭 、白梭梭能够充分利用自然条件 ,
增加幼苗 ,促进植被恢复。变温条件下梭梭 、白
梭梭萌发加快 ,当变温中高温较高时 ,萌发速率
较高 ,即温度高时萌发速率高 ,所需萌发时间较
短 ,这能使种子萌发后更快地扎根于土壤中 ,从
土壤中吸收水分 ,保证幼苗成活 。
3)　当积雪达到 22cm时就能保证梭梭 、白梭梭
种子大部分萌发所需的水分 ,为植物更新打下物
质基础 。当积雪厚度达到 22 cm时 ,梭梭 、白梭
梭萌发率达到 80%以上 ,而随着水分的增加萌
发率基本保持稳定 ,在这样的情况下 ,沙漠边缘
的梭梭及白梭梭能够有充足的幼苗 ,也就能够为
植被的自然恢复打下基础 。
本文实验只是在对梭梭 、白梭梭萌发的关键
的温度 、水分条件下进行的 ,是在理想状态下得
出的结论 ,可作为理论依据 。而梭梭 、白梭梭在
自然更新时还有其他外界条件的影响 ,如风蚀等
的影响 ,这些因素同样影响沙漠地区的植被自然
恢复 ,需要进一步进行研究 。
参考文献:
[ 1] 　刘钰华 ,刘光宗.北疆荒漠梭梭林恢复和发展途径的探讨
[ J] .新疆林业科技 , 1985, (1):7 — 15.
[ 2] 　TOBEKazuo, LIXiao-ming, OMASAKenji.Efextsofsodi-
umchlorideonseedgerminationandgrowthoftwoChinesedesert
shrubs, HaloxylonammodendronandH.persicum(Chenopodiaceae)
[ J] .AustralianJournalofBotany, 2000, (48):455 — 460.
[ 3] 　黄振英 ,张新时 , GUTTERAMNYitzchak, 等.光照 、温度和
盐分对梭梭种子萌发的影响 [ J] .植物生理学报 , 2001, 27(3):
275 — 280.
[ 4] 　夏日帕提·力提甫.梭梭种子发芽生理初探 [ J] .新疆大
学学报(自然科学版), 1996, 13(3):69 — 72.
[ 5] 　张树新 , 邹受益 , 杨美霞.梭梭种子发芽特性试验研究
[ J] .内蒙古林学院学报(自然科学版), 1995, (2):56 — 63.
[ 6] 　李小明.不同水分条件下 2种梭梭蒸腾作用比较 [ J] .干
旱区研究 , 1989, 6(1):66 — 69.
[ 7] 　杨文斌 ,任建民.不同立地梭梭生长状况 、蒸腾速率及其
影响因素初探 [ J].内蒙古林业科技 , 1994, (2):1 — 3.
[ 8] 　苏培玺 ,赵爱芬 ,张立新 ,等.荒漠植物梭梭和沙拐枣光合
作用 、蒸腾作用及水分利用效率特征 [ J] .西北植物学报 , 2003,
23(1):11 — 17.
[ 9] 　额尔敦 ,蒋士梅.梭梭 、花棒 、沙拐枣的蒸腾特点及其在造
林中的意义 [ J].内蒙古大学学报(自然科学版), 1989, 20(4):
528 — 535.
[ 10] 　韩永伟 ,王堑 , 张汝民 , 等.吉兰泰地区退化梭梭蒸腾生
态生理学特性 [ J].草地学报 , 2002, 10(1):40 — 44.
[ 11] 　蒋进.极旱环境中 2种梭梭蒸腾的生理生态学特点 [ J] .
干旱区研究 , 1992, 9(4):14 — 17.
[ 12] 　赵明 ,郭志中 , 李爱德 , 等.渗透型蒸渗仪对梭梭和柠条
蒸腾蒸发的研究 [ J].西北植物学报 , 1997, 17(3):305 — 314.
[ 13] 　韩永伟 ,姚云峰 ,韩建国 ,等.吉兰泰地区蜕化梭梭光合
作用生态生理学特征 [ J].草地学报 , 2001, 9(2):143 — 153.
[ 14] 　李小明 ,名取俊树 ,大政歉次.人工环境下 2种梭梭幼苗
光合水分关系的比较研究 [ J] .植物学报 , 1993, 35(10):758 —
765.
[ 15] 　侯天侦 ,梁远强.新疆甘家湖梭梭林的光合 、水分生理生
·92· 　　　　干旱环境监测　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 24卷
态的研究 [ J] .植物生态学与地植物学学报 , 1991, 15(2):141 —
150.
[ 16] 　王继和 ,纪永福 ,刘虎俊.固沙树种梭梭在不同水分梯度
下的光合生理特征 [ J] .西北植物学报 , 2003, 3(12):2120 —
2126.
[ 17] 　杨文斌.风成沙丘上梭梭林衰亡的水分特性研究 [ J] .干
旱区研究 , 1991, 8(1):30 — 34.
[ 18] 　李银芳 ,杨戈.箭杆杨和梭梭水量平衡的研究 [ J].干旱
区研究 , 1995, 12(1):32 — 36.
[ 19] 　李银芳 ,杨戈.梭梭固沙林水分平衡研究Ⅰ 梭梭秋灌固
沙林的水分状况 [ J] .干旱区研究 , 1996, 13(2):45 — 50.
[ 20] 　李银芳 ,杨戈.梭梭固沙林水分平衡研究Ⅱ白梭梭人工
积雪固沙林的水分状况 [ J] .干旱区研究 , 1996, 13(2):51 —
56.
[ 21] 　李银芳 ,杨戈.梭梭固沙林水分平衡研究Ⅲ梭梭径流集
水固沙林的水分状况 [ J].干旱区研究 , 1996, 13(2):57 — 62.
[ 22] 　李银芳 ,杨戈.天山北麓箭杆杨和梭梭防护林的水分平
衡定位研究 [ J].防护林科技 , 1998, (4):26 — 31.
[ 23] 　李银芳.不同水分生境对梭梭耗水量的影响 [ J] .干旱区
研究 , 1992, 9(4):45 — 50.
[ 24] 　董玉娟 ,李富英 ,王秀美.梭梭 、柠条抗逆性的比较分析
[ J] .内蒙古民族大学学报(自然科学版), 2003, 18(5):425 —
428.
[ 25] 　杨文斌 ,包雪峰 ,杨茂仁 ,等.梭梭抗旱的生理生态水分
关系研究 [ J] .生态学报 , 1991, 11(4):318 — 323.
(上接第 88页)
术),与基础理论相结合 (特别是景观生态学理
论及与之相关的空间异质性理论 、空间尺度与等
级理论),从静态的现状评价到转向动态的预
测 、预警 ,是当前生态安全评价研究的发展方向
和趋势 。
在对生态安全进行定量评价时 ,本文采用的
是 “相对 ”定量的评价方法 ,而评价分级 、评价基
准及阈值的确定 ,是目前开展景观生态安全 “绝
对 ”定量评价的难点及问题所在 ,但在对其定量
评价时 ,格局基准 、功能基准 、过程基准 、安全基
准等如何确定? 笔者认为 ,正是现有的生态安全
评价方面存在的这些种种不足或不完美之处 ,使
得生态安全评价的研究充满了活力和吸引力 ,将
生态安全评价的理论和方法与更多的研究实例
相结合 ,不仅可以丰富和完善生态安全评价的相
关研究 ,还可以促进对生态安全的研究取得重大
的突破 。
景观生态规划 /设计对干旱区内陆湖泊湿地
景观生态安全格局尤为重要。对研究区而言 ,如
何规划 /设计其景观生态安全格局? 怎样恢复或
构建? 这是今后急需进一步深入研究的内容。
参考文献:
[ 1] 　金相灿.中国湖泊环境(第二册)[ M] .北京:海洋出版社 ,
1998.424 — 430.
[ 2] 　郑喜玉 ,张明刚 ,徐昶 ,等.中国盐湖志 [ M] .北京:科学出
版社 , 2002.201 — 203.
[ 3] 　吴敬禄 ,林琳.新疆艾比湖湖面波动特征及其原因 [ J] .海
洋地质与第四纪地质 , 2004, 24(1):57 — 60.
[ 4] 　吴敬禄.新疆艾比湖全新世沉积特征及古环境演化 [ J] .
地理科学 , 1995, 15(1):39 — 44.
[ 5] 　阎顺.艾比湖及周边地区环境演变与对策 [ J] .干旱区资
源与环境 , 1996, 10(1):30 — 37.
[ 6] 　袁国映.艾比湖退缩及其对环境的影响 [ J] .干旱区地理 ,
1990, 13(4):62 — 67.
[ 7] 　陈亚宁 ,李卫红 ,李向军 ,等.新亚欧大陆桥新疆段风沙流
活动特性及停积规律 [ J] .自然灾害学报 , 2001, 10(4):42 —
45.
[ 8] 　许学工 ,林辉平 ,付在毅 ,等.黄河三角洲湿地区域生态风
险评价 [ J] .北京大学学报 , 2001, 37(1):111 — 120.
·93·第 2期　　　　　　　　　 　　　　张世军　梭梭 、白梭梭萌发过程的初探