全 文 ：黄土丘陵沟壑区白刺花促进生态恢复的研究①
薛智德 ,　侯庆春 ,　韩蕊莲 ,　王胜琪
(西北农林科技大学 资源与环境学院 ,陕西杨陵 712100)
摘要:基于生态恢复理论和植物群落演替的规律 ,在延安试验区布设固定标准地和临时标准
地 ,在植物群落动态变化调查的基础上 ,分析了退耕还林和封育后 ,阳坡、半阳坡植物群落动态
变化的趋势 ,重点分析了白刺花 ( Sophora vicii folia )在黄土丘陵沟壑区植物群落演替中的动
态变化及其作用 ,提出利用白刺花采用二步到位的方法促进植物群落顺行演替 ,快速恢复生态
系统。
关键词:黄土丘陵沟壑区 ;白刺花 ;生态恢复
中图分类号: S718. 541　　文献标识码: A　　文章编号: 1001-7461( 2002) 03-0026-04
Trails and Research on Ecological Res toratio n by Sophora viciif olia in
Gullied Rolling Loess Regio n
XUE Zhi-de,　 HOU Qing-chun,　 HAN Rui-lian,　 WANG Sheng-qi
(Col lege of Resources an d Environment , NW Sci-Tech Univ. of Agr . and For . , Yangling , Shaanxi , 712100, China )
Abstract: Based on the principle o f ecolo gical resto ration and plant communi ty successional pat tern in
Yan an research area , the plant communi ty v ariational pat terns and ro le and dynamic va ria tion of Sophora
v icii folia in plant communi ty succession w ere analy zed. Mo reover, in order to achieve ecolo gical
resto ration quickly , an af fo rested method by tw o steps in uncultiv ated sloping fields and many ar ti ficial
t rials o f ecolog ical resto ra tion by Sophora vicii folia were put forw ard in gullied rolling loess region of
Yan an.
Key words: g ullied ro lling lo ess region; Sophora vicii folia; ecolo gical resto ra tion
　　白刺花 ( Sophora v icii folia )又名狼牙刺 ,为豆
科槐属小灌木 ,茎、叶、果和种子都含有苦参碱、槐果
碱、苦豆碱 [1 ]等多种生物碱 ,均可药用 [ 2]。白刺花在
黄土丘陵沟壑区阳向山坡、田埂均有大量分布 ,在阳
坡、半阳坡植物群落演替中处于中间灌丛阶段 ,为荒
山的建群植物种之一 ,对黄土丘陵沟壑区生态恢复
具有建设性影响。 所以 ,遵循植物群落的演替规律 ,
采用二步到位的方法 ,即先种先锋群落 ,再间种地带
性种类 ,或在现有植物群落中间种顺行演替的植物
种 ,以促进森林生态系统的恢复。
1　试验区概况
延安试验研究区地处延安市腹地 ,延河中游地
区 ,包括宝塔区柳林、万花、枣园、河庄坪、安塞县延
河湾、高桥、楼坪乡 ,共计 7个乡、镇 ,总土地面积约
1 162 km
2。 属于暖温带半湿润半干旱季风气候 ,多
年平均气温 8. 5～ 9. 5℃ ,冬春连旱和春夏连旱是延
安试验研究区常常发生的旱灾。地貌类型为梁峁状
黄土丘陵沟壑区 ,地带性土壤为黑垆土 ,但由于水土
流失严重 ,现有土壤是在黄土母质上发育的幼年土
壤黄绵土 ,土壤肥力较差 ,有机质含量低 ,次生林下
以幼年灰褐土为主 [3 ]。
2　研究方法
2. 1　布点
以侯庆春研究员对延安试验区植被分区 [3 ]为依
据 ,在南部干旱森林区的仁台次生林和燕沟梢塬梁、
康家圪痨布设研究点 ,在北部森林草原区设安塞高
西北林学院学报　 2002, 17( 3): 26～ 29　
Journa l o f No r th west For estry Univ ersity
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
① 收稿日期: 2001-12-24基金项目:中国科学院知识创新西部行动项目 ( KZCX1-06-03)作者简介:薛智德 ( 1963-) ,男 ,陕西大荔人 ,副教授 ,从事水土流失与荒漠化防治教学和研究工作。
桥和甘谷驿试验研究点。
2. 2　标准地布设
针对不同立地条件 (坡向、坡位 ) ,分别不同植物
群落的起源 (天然林和人工林 ) ,在主要建群乔木、灌
木和草本群落中布设固定标准地和临时样地 ,标准
地和样地的面积为:乔木林 20 m× 20 m ,灌丛和草
本群落为 5 m× 5 m ,草本样方为 1 m× 1 m ,共布设
固定标准地 19个。
2. 3　调查内容
在乔、灌、草植物群落的固定标准地内 ,进行环
境因子调查 (坡向、坡位、海拔、封育年限、土地类型、
土壤容重及工程措施等 )和常规的群落结构特征 ,包
括植物种类组成、密度、多度、盖度、频度、优势度及
更新状况 ;群落的垂直层性、生物多样性、生长量 ;调
查主要种群密度、空间分布格局和年龄结构。
3　结果与分析
3. 1　白刺花在植物群落演替中的作用
延安天然植被有森林和森林灌丛草原 2个基本
类型 ,辽东栎 (Quercus liaotungensis )、山杨 ( Populus
davidiana )、白桦 (Betula platyphylla )、油松 (Pinus
tabulaeform is )和侧柏 ( Platycladus orientalis )是本
区组成森林的主要树种 ,但地带性相对稳定的群落
是辽东栎和油松群落。 植物群落的顺行演替过程
为 [4 ]: ① 阴 坡、 半 阴 坡: 铁 杆 蒿 ( Tripolium
vulgare )—虎榛子 (Ostryopsis dav idiana )、黄刺玫
(Rosa xanthina )—山杨—辽东栎 ;②阳坡、半阳坡:
茭蒿 ( Artemisia giraldii )—白刺花—侧柏或辽东栎
群落 (图 1)。 从阳坡、半阳坡植物群落演替过程可
见 ,植物群落的演替趋势是由草本占优势→灌丛侵
入→乔木侵入→乔木群落。 由此可见 ,在阳坡、半阳
图 1　延安地区 (阳坡、半阳坡 )植物群落演替系列图
Fig. 1　 Plant communi ty successional pat tern on south slope
of the hi lls in Yan an
坡 ,白刺花灌丛在自然植物群落演替中起着“承前启
后”的作用 ,即阳坡草被为白刺花灌丛的入侵奠定了
基础 ,而白刺花灌丛的繁衍又为侧柏和辽东栎的定
居创造了条件。
延安试区自 1999年全面实施封育措施后 ,白刺
花得以长足的发展 ,现有的植被类型为: 白羊草
( Bothriochloa ischaemum )+ 白刺花群落、狗尾草
( Setaria viridis )+ 白刺花群落、铁杆蒿+ 白刺花群
落、冰草 ( Agropyron cristatum )+ 白刺花群落、山桃
(Prunus dav idiana )+ 白刺花群落、白刺花+ 铁杆
蒿群落、白刺花+ 侧柏群落和侧柏+ 白刺花群落。
3. 2　封育后白刺花群落的动态变化
以空间尺度代替时间尺度为原则 ,选择立地类
型相同 ,退耕年限不同的地块设立临时标准地 ,分析
研究植物群落动态变化规律和演替规律。调查结果
(表 1)表明 ,天然灌草植物群落封育后 ,植物群落结
构更趋复杂 ,灌木及其更新苗的促生效果十分明显。
表 1第 9块标准地封育前白刺花的单优群落盖度为
65% ,群落中混生有杠柳 (Periploca sepium )、茭蒿、
长芒草和达乌里胡枝子 ( Lespedeza dahuria )等 ,封
育 2 a后 ,植物群落变化为以白刺花为主 ,茭蒿、铁
杆蒿为副的混交群落 ,植物群落的盖度达 75% ,封
育第 2 a,当年抽条平均长 15 cm ,最长可达 27 cm,
白刺花灌层下的更新苗高达 32 cm。退耕还林后 ,多
种先锋植物种迅速入侵并定居下来 ,随着退耕年限
的不同 ,植物的种间竞争和反应的表现特征不同。值
得注意的是 ,在距白刺花群落不远的退耕地 , 1～ 3 a
内均有白刺花的入侵。表 1第 1、 3号退耕 1 a的标
准地块 ,新入侵白刺花各 1株 ,高生长为 20 cm和
28 cm,第 6块标准地 ,退耕还林第 2 a ,新入侵白刺
花 1株 ,高生长 40 cm;退耕 2～ 3 a的第 5、 8、 10号
标准地 ,自然入侵的白刺花较多 ,高生长 44～ 60
cm ,冠幅 40～ 70 cm× 50～ 80 cm。其它标准地块由
于远离白刺花群落 ,没有天然白刺花的入侵。调查还
表明 ,封育 1～ 3 a的阳坡、半阳坡退耕还林地 ,植物
群落 建群 种以 狗 尾草 或沙 蓬 ( Agriophyl lum
arenarium )、绵蓬为主 ,伴生的主要植物有达乌里胡
枝子、甘草 (Glycy rrhiza uralensis )、鼠掌老鹳草
(Geranium sibiricum )、苦苣 ( Sonchus oleraceus )等。
总的发展趋势是随着退耕年限的增加 ,植物种类增
多 ,随着天然入侵的植物种类增加 ,从而形成了明显
的天然—人工混生的植物群落。
固定标准地调查结果 (表 2)表明 ,第 3、 4、 8号
标准地为阳坡、半阳坡 ,在退耕 3 a的第 3、 4号标准
27第 3期　　　　　　　　　　　　薛智德等　黄土丘陵沟壑区白刺花促进生态恢复的研究　　　　　　　　　　　　　　　
表 1　封育及退耕还林草后植物群落调查表
Table 1　 Plan t comm uni ty pat ters in Yan an
标准地号
年
限
/a
坡
向
人工林
草措施
植物群落结构特征
群落名称 盖度
/%
植物种
数 /种 主要天然植物种
分布
类型
盖度
/%
高度
/cm
更新苗种类 自然入侵的或残存灌木促生情况
1 1 WS 狗尾草群落 55 12
狗尾草
达乌里胡枝子
刺儿菜、苦苣、甘草
绵蓬、黄花蒿
均匀分布
均匀分布
随机分布
随机分布
50 63
20
白刺花
达乌里胡枝子
白刺花 1株 ,高
生长 20 cm
2 1 S
撒播草
木樨
草木樨 + 狗
尾草群落 60 12
草木樨 (人工 )
狗尾草
绵蓬、鼠掌老鹳草
苦苣、甘草
均匀分布
团块分布
团块分布
随机分布
50
8
60
75
40
40
3 1 WN 黄花蒿群落 65 13
黄花蒿
甘草
狗尾草、绵蓬
达乌里胡枝子
均匀分布
均匀分布
随机分布
随机分布
60 120
70
40
40
达乌里胡枝子
白刺花
白刺花 1株 ,高
生长 28 cm
4 2 E 元宝枫 狗尾草群落 50 10
狗尾草
鬼针草、沙蓬、绵蓬
甘草、鼠掌老鹳草
达乌里胡枝子
均匀分布
随机分布
随机分布
随机分布
45 100
50
40
60
达乌里胡枝子
白刺花
白刺花高生长
34 cm。 冠幅 30
cm× 30 cm
5 2 S
紫穗槐、
侧柏
狗尾草 + 紫
穗槐群落 55 14
狗尾草
黄花蒿
绵蓬、甘草、达乌里
胡枝子、阿尔泰紫菀
均匀分布
均匀分布
均匀分布
均匀分布
40 73
55
20
20
白刺花
达乌里胡枝子
白刺花多株 ,高
生 长 44～ 60
cm。 冠幅可达
70 cm× 80 cm
6 2 SW
元宝枫、
紫穗槐
狗尾草 + 元
宝枫 + 紫穗
槐群落
55 13
狗尾草
刺儿菜
甘草、苦苣、阿尔泰
紫菀、黄花蒿、
均匀分布
均匀分布
随机分布
随机分布
45 80
45
32
50
白刺花高生长
40 cm
7 2 N E
条播
拧条、
紫穗槐
拧条 + 紫穗
槐 + 天然杂
草群落
80 15
拧条 (人工 )
黄花蒿、沙打旺、达
乌里胡枝子、紫菀
鼠掌老鹳草、狗尾草
条状分布
随机分布
随机分布
随机分布
40
10
60
90
60
40
达乌里胡枝子
8 2 N E
紫穗槐、
侧柏
紫穗槐 + 侧
柏 + 天然草
灌群落
80 26
阿尔泰紫菀、黄花蒿
铁杆蒿、狗尾草
达乌里胡枝子、甘
草、鬼针草、老鹳草
均匀分布
随机分布
随机分布
随机分布
35
10
60
65
残存的天然块
状沙棘林繁殖
苗高 80 cm。
白刺花多株 ,高
50 cm;冠幅 50
× 60 cm;
9 2 SW
白刺花 + 茭
蒿 + 铁线莲
群落
75 10
白刺花
茭蒿、铁线莲
长芒草、铁杆蒿
达乌里胡枝子
均匀分布
均匀分布
随机分布
随机分布
40
30
105
50
40
白刺花当年生
枝长 15 cm,最
长达 27 cm,灌
层下的白刺花
苗高 32 cm
10 3 E
连翘、
元宝枫
狗尾草 + 紫
穗槐 + 侧柏
群落
55 15
狗尾草
鬼针草、达乌里胡枝
子、黄花蒿、甘草、
鼠掌老鹳草
均匀分布
随机分布
随机分布
随机分布
45
10
65
45
白 刺 花 高 50
cm,冠幅 40 cm
× 50 cm; 杠柳
高 70 cm
地上 ,主要建群植物是禾草或禾草+ 铁杆蒿 ,当年入
侵的白刺花各 1株 ,高生长分别为 6 cm和 7 cm;在
多年撂荒的第 8号标准地上 ,主要建群植物是冰草
和铁杆蒿 ,当年入侵的白刺花 2株 ,高生长分别为
15 cm和 25 cm。此外 ,杠柳也是一个主要的更新植
物。所以 ,在阳坡、半阳坡草地 ,植物群落的演替趋于
杠柳+ 白刺花灌丛。退耕 3、 5 a或撂荒多年的第 9～
11号阴坡、半阴坡标准地 ,主要更新植物为铁杆蒿
和茭蒿 , 25 m2内铁杆蒿幼苗最多达 20株 ,即在阴
坡、半阴坡群落演替趋于铁杆蒿+ 茭蒿群落。
4　结论与讨论
延安地区阳坡、半阳坡裸地植物群落演替顺行
系列为草本占优势→灌丛侵入→乔木侵入→乔木群
落。 白刺花是阳坡、半阳坡主要的建群灌木 ,常形成
单优群落类型 ,在自然植物群落演替中 ,起着“承前
启后”的作用 ,即阳坡草被为白刺花灌丛的入侵奠定
28　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　西北林学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 17卷
表 2　植物群落动态变化
Table 2　 vari tion of dif f erent plan t comm unties
标地
序号 立　地　条　件 植　物　群　落
当年入侵的主要
植物种及数量
主要更新
苗及数量
演　替
趋　势
3
10°WN, 35°退耕 3
a,坡地上部
禾草群落 (长芒草、早熟禾、鹅
冠草等 )
杠柳 1株 (高 11 cm)
白刺花 1株 (高 6 cm)
杠柳 2株 ,白
刺花 1株
杠柳+ 白刺花
群丛
4
10°WN, 35°退耕 3
a,坡地下部
铁杆蒿 + 禾草 (鹅冠草、长芒
草 )+ 胡枝子+ 杠柳群落
杠柳 1株 (高 7 cm)
白刺花 1株 (高 7 cm)
杠柳 5株 ,白
刺花 1株
杠柳+ 白刺花
群丛
8
10°W S, 30°撂荒数
年 ,坡上部 冰草+ 铁杆蒿群落
白刺花 2株 (高 15、 25
cm )
铁杆蒿 4株 ,
白刺花 2株
铁杆蒿+ 白刺
花群丛
9
20°N E, 20°退耕 5
a,坡地上部
狗尾草+ 达乌里胡枝子+ 黄花
蒿杂草群落
铁 杆蒿 7株 (均高 11
cm ) ;茭蒿 1株 (高 14
cm )
铁杆蒿 9株 ,
茭蒿 1株
铁杆蒿+ 茭蒿
群落
10
10°EN, 35°撂荒坡
地中部 铁杆蒿+ 茭蒿群落
铁杆蒿 20株 ,
茭蒿 10株
铁杆蒿+ 茭蒿
群落
11
10°EN, 35°退耕 3
a,坡地下部
沙蓬+ 黄花蒿+ 狗尾草杂草群
落 铁杆蒿 7株 (均高 8 cm) 铁杆蒿 11株 铁杆蒿群落
了基础 ,而白刺花灌丛的繁衍又为侧柏和辽东栎的
定居创造了条件。
由于种源等因素的影响 ,延安地区退耕的阳坡、
半阳坡地 ,封育 1～ 3 a的植物群落建群种以狗尾草
或沙蓬、绵蓬为主 ,伴生的主要植物有达乌里胡枝
子、甘草、鼠掌老鹳草、苦苣等。距离天然白刺花灌丛
较近的 1～ 3 a退耕地或多年撂荒地均有白刺花的
入侵 ,其植物群落的演替趋于杠柳+ 白刺花群落。
植被地带性原则和生态演替原则是退化生态系
统恢复最基本的自然法则 ,遵循延安退耕地和荒地
植物群落演替规律 ,在不破坏原有植被的情况下 ,
为了提高造林成活率、提高林分的水土保持效益、促
进森林的快速演替 ,可利用白刺花 ,采用二步到位的
方法恢复生态系统。即可对处于不同演替阶段的群
落进行林分改造 ,引进群落顺行演替的优势种、关键
种 ,加速顺行演替。如在阳坡、半阳坡天然白羊草和
铁杆蒿群落中营建 2 m× 3 m白刺花林 ,在稀疏的
白刺花+ 白羊草混生群落中栽植 3 m× 3 m侧柏林
或辽东栎林 ,或在退耕地直播白刺花种子 ,首先实现
快速绿化。同理 ,在阴坡、半阴坡天然茭蒿、铁杆蒿群
落中可营造 3 m× 3 m的虎榛子灌丛 ,在虎榛子杂
灌丛中分别营造 3 m× 3 m的油松或辽东栎林 ,以
促进植被演替进程。
参考文献:
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院学报 , 2000, 6( 3): 161-162.
[2 ]　江苏新医学院 .中药大辞典 [M ] .上海:上海人民出版社 , 1986.
[3 ]　侯庆春 ,韩蕊莲 ,李宏平 .关于黄土丘陵典型地区植被建设中有
关问题的研究 (Ⅰ )土壤水分状况及植被建设区划 [ J] .水土保
持研究 , 2000, 7( 2): 102-109.
[ 4]　山西师范大学地理系 ,延安地区地理志编写组 .陕西省延安地
区地理志 [M ] .西安:陕西人民出版社 , 1982.
(上接第 21页 )
stroem ia indica )、太平花 ( Philadelphus pekinensis )
等烘托环境气氛。
参考文献:
[ 1 ]　屈永建 ,聂西省 .延安市绿地系统规划 [ J] .西北林学院学报 ,
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[4 ]　刘钧珍 .园林理水艺术 [M ] .北京:中国林业出版社 , 1998. 68.
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29第 3期　　　　　　　　　　　　薛智德等　黄土丘陵沟壑区白刺花促进生态恢复的研究