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新疆白梭梭产地适应性数值分析



全 文 :2014年 3月 第 2期(总第 165期) 草食家畜(双月刊)
新疆白梭梭产地适应性数值分析
周明冬 1,陈国庆 2,李晓瑾 3*,王果平 3
(1. 新疆农业资源与环境保护站,新疆 乌鲁木齐 830006;
2.新疆农业职业技术学院,新疆 昌吉 831000;
3. 新疆维吾尔自治区中药民族药研究所,新疆 乌鲁木齐 830002)
摘 要:以实地调查采样点、标本查阅和文献研究为基础,结合《中药材产地适宜性分析地理信息系统-Ⅰ》
进行综合分析白梭梭在新疆的适宜生长区域,为白梭梭规范化种植、科学化选址及合理性规划与生产布
局提供依据。 结果显示:白梭梭分布在古尔班通古特沙漠、艾比湖地区的沙漠、伊犁地区霍城县境内起伏
的沙地及额尔齐斯河、乌伦古河沿岸的沙地和南疆的塔克拉玛干沙漠。
关键词:白梭梭;适宜性;TCMGIS-I
中图分类号:S812.5 文献标识码:A 文章编号:1003-6377(2014)02-0034-05
白梭梭(Haloxylon persicum Bunge ex Boiss.et Suhse)是我国西北荒漠地区优良的固沙植物,隶属藜科
梭梭属,别名波斯梭梭,小半乔木,具有极强的抗旱性。
白梭梭的生长型和梭梭一样,根系强大,具有锚状根,耐干旱,耐风蚀,耐沙埋,为典型的沙生荒漠植
物,多生长于流动、半流动和半固定的沙丘(沙垄)顶部及丘(垄)坡中上部,从不进入低山、丘陵、盐碱地和
砂砾石戈壁,分布区狭窄。
在我国,白梭梭主要分布于中亚西部荒漠亚区,从不进入属于中亚东部荒漠亚区的地域。具体到新疆
白梭梭只分布于北疆的古尔班通古特沙漠、艾比湖地区的沙漠、伊犁地区霍城县境内起伏的沙地及额尔
齐斯河和乌伦古河沿岸的沙地,而从不分布于南疆的塔克拉玛干和库鲁克沙漠[1]。 新疆富蕴、福海、布尔
津、哈巴河、奇台、阜康、玛纳斯(莫索湾)、沙湾、奎屯、精河等,主要在天山北麓特别是艾比湖沙漠常常形
成较大面积的白梭梭荒漠或与梭梭共同组成的群落, 而在额尔齐斯河与乌伦古河两岸的分布较为零星,
中亚、哈萨克斯坦、阿富汗、伊朗、叙利亚等也有分布[2]。现已作为固沙的先锋树种引种至东疆吐鲁番、南疆
英吉沙及甘肃河西走廊地区。
近年来,由于水分条件、过渡放牧、鼠害及人为破坏的影响,白梭梭生境遭到严重破坏。 据《木垒县农
业自然资源和农业区划》(1984)报告的资料,该县北部戈壁和沙漠中梭梭、白梭梭荒漠的面积,从 20 世纪
50 年代初期的 11.5 万 hm2减少到 80 年代初期的不足 5.5 万 hm2, 覆盖度也由原来的 15%降至 7.5%,
1982年新疆林业勘测设计院航测调查提供的数据显示, 准噶尔盆地覆盖度在 10%以上的荒漠灌木林即
梭梭和白梭梭林面积为 237 万 hm2,较 1958 年减少 68.4%,古尔班通古特沙漠南缘 30~50 km 的范围内,
已无原始梭梭林分布[3]。现已将其列为国家三级保护植物,并列入《中国珍稀濒危植物名录》[4]。为有效保护
野生资源,科学合理地进行 GAP基地选址,本文采用 TCMGIS-Ⅰ[5,6] 系统,选择和确定白梭梭适宜的生长
收稿日期:2013-12-27
基金项目:自治区科技支疆项目(200810102-33);国家农业部项目“新疆农业资源调查”。
作者简介:周明冬(1981-),女,高级农艺师,从事农业资源与环境保护研究与管理。
通讯作者:李晓瑾,研究员,从事药用植物规范化种植研究。
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2014年 3月 第 2期(总第 165期) 草食家畜(双月刊)
发育生态因子,从而确定最佳种植区域以保证白梭梭药材的产量、质量和资源的可持续发展。
1 材料与方法
1.1 采样区域
以 1 km2的全国气候栅格数据(温度、湿度、年降水量、日照)、土壤数据库和 1 km2的地形栅格数据库
为分析数据,依靠地理信息系统空间分析能力,以样品采样点为依据提取的生态因子范围值为分析基点,
采用空间聚类算法得到新疆每 1 km2计算单元对目标值的相似系数,根据相似系数将适宜区划分为适宜
区(相似度 90%~100%)、次适宜区(80%~90%),分析出白梭梭在新疆的生态适宜性产地及分布面积。
1.2 新疆白梭梭生态环境
白梭梭具较强的耐贫瘠和耐盐耐碱性, 因其常分布在沙丘的中上部, 故对地下水的依赖程度低, 主
要靠雨水和沙层水分生活,为中亚西部荒漠沙生植被的主要组成植物。叶极端退化,由当年生绿枝进行光
合作用。 根系发达, 分布深,抗旱能力极强,其成年植株在深 6 m 以内的沙层含水率为 1%~2%时仍能正
常生长。白梭梭极耐盐碱, 在含盐量 2%以下的盐化沙丘、沙地上生长良好。树干坚硬,可以防沙粒切割,
根系分布呈锚状,即使风蚀露根, 植株仍然得以支持和固定[7]。
白梭梭适宜生长的一般条件是:土壤为砂质土或砂壤质土壤,土壤总盐含量在 1.0%~8%,土壤含水
量为 3%~18%,pH值在 7.0~9.0的弱碱性土壤。 春夏空气相对湿度 25%~50%,年平均气温 2 ℃~17 ℃,七
月平均温度 22 ℃~28 ℃,年平均降水量大于 30 mm。
1.3 采样点数据收集与生态因子的确定
1.3.1 白梭梭野生采样点数据的搜集
翻阅并整理搜集中科院生态地理研究所标本馆(XJBI)、新疆农业大学标本馆(XJA)、石河子大学标
本馆(SHI)、新疆大学标本馆(XJU)、自治区药物研究所标本馆(XTDJ)及新疆中药民族药研究所标本馆
(XTNM)白梭梭标本及其信息,查阅《中国植物志》、《新疆植物志》、《新疆药用植物志》等白梭梭相关的研
究文献及实地采样初步确定白梭梭的分布。
1.3.2 新疆白梭梭生态指标的确定
根据新疆白梭梭地理分布及有关文献记载,新疆古尔班通古特沙漠、艾比湖地区的沙漠、伊犁地
区霍城县境内起伏的沙地及额尔齐斯河和乌伦古河沿岸的沙地有分布, 选择新疆白梭梭分布比较集
中的数个野生分布点作为系统分析的依据, 以位于准噶尔盆地西北边缘的湖积平原 (45°22′~ 45°40′
N,84°50′~ 85°20′ E) 距克拉玛依市区约 20 km的克拉玛依农业综合开发区为例,开发区属典型的大陆性
干旱荒漠气候,冬季严寒,夏季高温炎热,年平均气温 8 ℃,年平均降水量 105.3 mm,冬季无稳定积雪,年
平均蒸发量达 3 545 mm,约为年降水量的 34倍,无霜期 180~220 d。研究区植物种类贫乏,植被类型受环
境影响,荒漠植被生长稀疏,旱生、超旱生、耐盐碱的亚洲中部荒漠成分占优势。 植被主要组成物种有:藜
科的梭梭 Haloxylon ammodendron(C.A.M.)Bge.、盐穗木 Halostachys caspica (M.B.) C. A. M.,蒺藜科的大果
白刺Nitraria roborowskii Kom.以及柽柳科的红砂 Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim.、多枝柽柳 Tamarix
ramosissima Ldb.和长穗柽柳 Tamarix elongate Ledeh.等。
以 ArcGIS 为平台,以新疆省、县和乡镇区划图为底图,从全国气候和土壤因子数据库中提取出新疆
白梭梭野外分布点的生态因子值,并综合新疆白梭梭产地的生态条件及其生物学特性,确定白梭梭适应
区生态因子值,见表 1。
表 1 白梭梭适宜区生态因子
生态因子 1月平均度(℃)
7 月平均温度
(℃) 土 壤
海拔
(m)
年均降水量
(mm)
范围
权重系数
-12.5~-17.5
0.2
15~25
0.1
半固定荒漠风沙土、流动荒漠风沙土、灰棕漠土、灰漠土
0.3
500~1 000
0.15
30~120
0.25
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2 结 果
系统产地适宜性分析结果得知:新疆白梭梭次适宜区(80%~90%)有 49 个县市(图 1),适宜区(相似
度 90%~100%)21个县市(图 2),适宜区面积和所占比例如表 2 所示。 从图中可以看出:次适宜区分布较
大面积的有塔里木盆地周围所有县市、天山北麓及东疆的巴里坤、伊吾、哈密,布尔津和哈巴河有零星分
布。 该系统得出的白梭梭地理分布与文献记载有差异,主要表现在南疆塔里木盆地周围所有县市显示均
有白梭梭分布。 郭泉水[8]应用生态信息系统 GREEN得出的以现存白梭梭荒漠地理分布图显示:白梭梭群
落只分布在天山以北阿尔泰山以南的区域(图 3),与文献记载基本相同,其系统所用的生态因子如表 3。
表 2 白梭梭适宜区面积及比例(>90%)
县名称 适宜区面积(km2) 适宜区比例(%)
民丰县
且末县
若羌县
于田县
策勒县
沙雅县
尉犁县
敦煌市
哈密市
鄯善县
阜康县
巴里坤哈萨克自治县
木垒哈萨克自治县
奇台县
吉木萨尔县
福海县
富蕴县
青河县
和布克赛尔蒙古自治县
布尔津县
哈巴河县
514.29
1 192.36
3 358.28
1 248.98
200.61
818.75
1 622.91
65.71
2 289.09
1 419.44
1 421.88
45.32
4 130.67
4 530.39
2 146.03
245.38
1 577.64
26.97
158.33
206.94
446.10
0.88
0.84
1.61
3.16
0.64
2.43
2.54
0.24
2.65
3.31
14.41
0.10
28.13
22.70
25.26
0.62
4.23
0.15
0.46
1.64
4.56
图 1 白梭梭适宜区分布(80%~90%) 图 2 白梭梭适宜分布区(>90%)
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图 3 白梭梭群落分布图
表 3 白梭梭群落植被地理气候要素
3 讨 论
据文献报道[1]:白梭梭属于中亚西部荒漠亚区成分,地理分布上表现在只分布于北疆的古尔班通古特
沙漠、艾比湖地区的沙漠、伊犁地区霍城县境内起伏的沙地及额尔齐斯河和乌伦古河沿岸的沙地,而从不
分布于南疆的塔克拉玛干和库鲁克沙漠。但应用本系统得出的结果显示南疆的塔克拉玛干沙漠周围均有
分布,这与系统所选生态因子和白梭梭植物本身区系的特有性和特殊性有关。
造成分布范围存在差异的另外原因是:目前受植物物种分布和气象资料限制,而且物种的实际分布
范围受人为活动的影响较大,因此无法完全把握植物物种与气候的准确定量关系,由此造成分布范围与
实际分布区有一定的差异。其次本文提供的生态因子数据大多取自植物物种所在的实际分布地区的气候
极值(最大和最小值),它所显示的只能是植物物种分布地最大可能性,也就是在理性的状态下的最大可
能分布范围,实际无法准确表达植物物种现实分布地的主要地区。如果取自实际分布区气候因子的均值,
并考虑其标准差所做的中心分布区的估测图,则可较好地反映物种的分布。
本系统与郭泉水应用的 GREEN 系统结果有出入的主要原因是数据来源途径及参考因子不一致,郭
泉水参考的主要是大气因素并未考虑土壤、地形、基质等因素,而决定植物分布的因素是所有外界环境综
合的结果。 所以准确反映植物物种分布图应是综合尽可能多的生态因子得出的结果。
参考文献:
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[2] 新疆植物志编委会.新疆植物志 2(1)[M].乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社,1994:69~70.
地理气候要素 以白棱棱为优势的现存荒漠植被
经度(°)
纬度(°)
海拔高度(m)
年平均温度(℃)
最冷月平均最低温度(℃)
最热月平均高温度(℃)
年均降水量(mm)
干旱月份
极端最低温度(℃)
干燥度
84.3~89.9
44.4~47.3
87.0~1004.0
2.5~9.9
-26.0~-19.0
28.0~35.0
103.0~211.0
12
-42.6~-34.3
7.2~25.5
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2014年 3月 第 2期(总第 165期) 草食家畜(双月刊)
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药现代化,2006,8(3) :122~124.
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Suitable Producing Area of Haloxylon Persicum in Xinjiang
ZHOU Ming-dong1,CHEN Guo-qing2,LI Xiao-jin3*,WANG Guo-ping3
(1.Station of Agriculture Resource and Enviroment Protection in Xinjiang, Urumqi 830006,China;
2.Xinjiang Agricutural Vocational Technical College,Changji 831000,China;
3.Institute of Traditional Medicine and Ethnodrug in Xinjiang,Urumqi 830002,China)
Abstract: Base on the investigation and research paper, we analyzed suitable producing area of Haloxylon
persicum by using traditional chinese geographic information system-Ⅰ.The purpose of this paper was to find
out the most equivalent growth condition region of Haloxylon persicum in Xinjiang and to provide evidence for
planting and choosing GAP basement. The result showed that Haloxylon persicum distributed Gurbantunggut
desert、 Ebinur lake area、 Huocheng desert region、Ulungur river and Ertix river alongshore desert and
Taklimakan desert.
Key words: haloxylon persicum;suitable producing area;TCMGIS-I
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