全 文 ：第26卷第 1期
2006年 1月
生 态 学 报
AC_rA ECOLOGICA SINICA
Vo1．26．No．1
Jan．，2006
四合木种群的生态适应性
杨 持，智颖飙，征 荣
(内蒙古大学生命科学学院生态与环境科学系，呼和浩特市 010021)
摘要：通过四合木异地播种生长量比较、以及四合木对土壤的适应性和对水热综合因子的适应性分析 ，得到如下结果：(1)四合
木生长量高低的顺序为乌海区的东胜土(12．12g)>乌海区的乌海土(10．62g)>东胜区的乌海土(3．10g)>东胜区的东胜土
(2．59g)。同一地区不同土壤间四合木生长量之间没有差异(P≥0．05)，不同地区相同土壤间的生长量之间却有十分显著的差
异，说明了土壤条件对四合木的生存影响是次要的，气候条件是保证四合木生存的最重要的条件。(2)四合木分布区与异地保
护区之间9种土壤微量元素具有差异，但由于四合木植株中的微量元素含量均高于土壤中的有效量，说明四合木对微量元素具
有富集作用，土壤微量元素含量不是四合木成活与生长的限制因子。(3)四合木分布区与异地保护区之间各月平均温度差异
显著；全年气温 日较差以及温暖指数、寒冷指数、湿润指数和水热综合因子指数差异显著；生长季地表地温昼夜温差具有特殊
性，这可能是异地保护不易成功的限制因子之一。
关键词：四合木；生态适应性；生境适宜性
文章编号：1000．0933(2006)01．0091．06 中田分类号：Q143，Q94S 文献标识码：A
An analysis of ecological adaptability on Tetraena mongolica Maxim populations
YANGChi，ZHI Ying-Biao，ZHENG Rong (TheDepartment ofEcology andEnvironmental Science，InnerMongolia University。Hohhot，010021，
China)．ActaEcologica Sinica，2006，26(1)：91—96．
Abstract：This study was conducted from May，2002 to September，2003 by comparing the growth of Tetraena mongolica Maxim in
ex situ seeding area and analyzing the adaptabilities of T．mongolica to soil and climate factors．Some results were shown below：
Firstly rank of T．mongolica growth was Dongsheng soil in Wuhai area(12．17g)，local soil in Wuhai area(10．57g)，Wuhai soil
in Dongsheng area(3．1Og)，and local soil in Dongsheng arca(2．59g)．There was no signifcant diference among soil derived
from the same area in terms of the amount of growth(P≥0．05)．However，the growth of T．mongolica showed more signifcant
diference in the same soil from diferent areas．Consequently，the survival of T．mongolica was most likely to be determined by
climate other than by soft．Secondly content of available N，P，and K showed signifcant diferences between T．mongolica
distribution area and their ex situ conservation area．However it contributed litle to the growth of T．mongolica．The amount of 9
kinds of trace elements was higher in T．mongolica than in soft，which suggested that this plant had the ability to accumulate trace
elements．Th erefore the content of 9 trace elements although they showed signifcant diferences．Impacted litle on the survival
and growth of T．mongolica There were signifcant diferences between T．mongolica distribution area and their ex situ
conservation area in annual mean precipitation(157．89<381．48ram，P≤0．05)，monthly mean precipitation(P≤0．05)，
annual mean temperature(9．84>6．16~C，P≤0．05)，monthly mean temperature (P≤0．05)，warm index(97．6467>
68．2267，P≤0．05)，cold index(一39．5200<一53．1200，P≤0．05)，humidity index(1．6151<5．6610，P≤0．05)，and
integrated index of precipitation and temperature(13．6031<32．6013，P≤0．05)．In the distribution area of T．mongolica，the
mean day，to．night diference in surface atmosphere temperature is around 12℃ ．However．this diference for surface soil
基金项目：国家自然科学基金资助项目(30160020)；省部共建国家重点实验室培育基地——内蒙古草地生态学重点实验室资助项目
收稿日期；2005．03．24；修订日期：2005．10．24
作者简介：杨 持(1939一)，男，北京人，教授，主要从事植物种群生态学研究．
Foundation item：National Natural Science Foundation of China(No．30160020)and The Cultivation Base For The State Key k山 rat。ry—— Inner Mongolia
Grassland Ecology Laboratory
Rccdvcd date：2005-03-24；Accepted date：2005-10-24
Biosraphy：YANG Chi，Profe~or，mainly engaged in plant population ecology．E-mail：Yangehi@mail．imu．edu．ca
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temperature reaches to about 35℃ due tO large amount of middle-fine sand and coarse sand in soil profile．In ex situ conservation
area the prevalent soil is chestnut soil containing some clay．The difference in surface soil temperature is very low．Th erefore
although the day-to-night diference in sulface atmosphere temperature is around 10~C which is almost the same as that in T．
mongolwa distribution area．
Key words：Tetraena mongolica populations；ecological adaptability；habitat fitness
生物多样性研究的重点已经转移到对生物多样性的价值研究和生境保护的研究。而且生境保护是最根
本的保护，这已经成为共识 。
西鄂尔多斯地区是我国西部草原化荒漠区的一个特殊区域，因集中分布着(四合木 Tetraena mongolica
Maxim，沙冬青 Ammopiptanthus mongolwus，棉刺 Potaninia mongolica Maxim，半 日花 Helianthemum soongricum
Schrenk，长叶红砂 Reaumuria tngyna Maxim，革苞菊 Tugarinovia mongolica Lijin等)数种珍稀濒危植物而受到关
注 。
由于四合木分布区的不断缩小和数量的不断减少 ，因此，对四合木的保护已经成为不可忽视的问题。
近年来的就地保护实验已表明是成功的 ]，但多次的迁地保护实验均未取得理想的结果，原因何在?一赢是
研究者追寻探索的问题。为了能够阐明实施保护的理论依据，研究西鄂尔多斯地区的生境适宜性和物种对生
境的适应性就有着十分明显的必要性。生境对物种的适宜性和物种对生境的适应性这是一个问题的两个方
面，本文将以四合木为例，通过对四合木的生态适应性分析来看西鄂尔多斯地区的生境适宜性的特征。
1 研究方法
1．1 异地播种
于 2002年将四合木分布区之一的千里山区的表层土(0～40cm)搬运到位于鄂尔多斯市东胜区东约
400km的塔垃壕，再将异地保护区塔垃壕的表层土(0～40cm)搬运到千里山区。分别在两地布置小区实验，每
地 4个小区，小区面积为4×6m2，重复2次。于 2002年5月播种四合木种子，在出苗前后的一段时间里，灌溉
2～3次，以保证幼苗的成活，从幼苗期以后，主要依赖 自然降水，两地的降水量有差别，乌海市年平均
157．89mm，东胜区年平均 381．48ram。到 2002年 10月观察，生长状况良好，并顺利越冬。2003年9月初分别
取样测定，比较不同地区、不同土壤上的四合木生长量。
1．2 四合木种群分布区与异地保护区的野外考察取样
土壤样品采自四合木种群分布区的乌海市四合木核心区和鄂尔多斯市的千里山区、乌家庙区、棋盘井区；
异地保护区的东胜区。每个区用土钻随机的采取 5钻，分别装袋带回实验室。采样深度为0 10、10～20、20
— 30、30—40em和 40～50cm。
植物样品于2002年采自乌海市的四合木核心区和鄂尔多斯市的千里山区、乌家庙区、棋盘井区，分别采
集 8年生 ～10年生四合木成株和当年生幼苗(其中在棋盘井未采到幼苗)，将挖起的植株装袋带回实验室。
1．3 室内测定方法
仪器采用 wFx．1 F2B。原子吸收分光光度计、AF．610A原子荧光光谱仪、UVIKON810紫外．可见分光光度计
和 JP303极谱仪。
土壤样品中有效铜、铁、锰、锌测定：DTPA浸提，原子吸收分光光度法(WFX．1F2B2原子吸收分光光度
计)；有效硼测定：沸水浸提一姜黄素比色法(NY／T149—1990)；有效钼测定：草酸一草酸铵浸提，极谱法(JP303极谱
仪)；硒的测定：原予荧光光谱法(AF一610A原子荧光光谱仪)；钴的测定；原子吸收分光光度法(GB／T13884．92)；
氯离子测定：硝酸银滴定法。分别测定了不同生境下 4个四合木分布区和一个迁地实验区5个层次土壤的九
种微量元素含量。每个样品测定 3个重复。
植物样品的测定方法同上。分别测定了不同生境下四合木的成株和幼苗根、茎、叶的9种微量元素含量。
每个样品测定 3个重复。
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1期 杨 持等：四合木种群的生态适应性 93
1．4 气象数据的收集与相关指标的计算
相关研究区(乌海、东胜)的气象资料来自于国家气象局气象台站(以县为单位)1971～2000年的记录。所
记录的指标为：年及各月平均气温、地面温度与昼夜温差、地温与昼夜温差 (5cm、10cm、15cm、20cm、40cm、
80cm)、降水量、日照时数等。计算了 Kira的温暖指数 、寒冷指数 、年较差、湿润指数、水热综合因子指
数 ：
(1)温暖指数( ) = ：(ti一5)
式中，t 为大于 5℃的月均温。
(2)寒冷指数(c，) c，= ：(5一z，)
式中，tj为小于 5c的月均温。
(3)年较差(ATR) ART=(MTWM —MTCM)
式中，MTWM为最暖月平均温度，MTCM为最冷月平均温度。
(4)湿润指数(脚) HI=PI WI
式中，P为年降水量(mm)，W／为温暖指数。
(5)水热综合因子指数(S) S= ：0．18 I1．045
式中，r 为月降水量(mm)，t为月平均温度。
2 研究结果分析
2．1 异地播种和异地移栽实验
从表 1中可以看出 ，同一地区不同土壤间四合木生长量之间没有差异(P>10．05)，而不同地区相同土壤
间的生长量之间却有十分显著的差异(P≤0．01)。四合木生长量高低的顺序为乌海区的东胜土(12．12g)>乌
海区的乌海土(10．62g)>东胜区的乌海土(3．1Og)>东胜区的东胜t(2．59g)。
从表2中可以看出 ，东胜区和乌海区的土壤养分状况是，土壤有机质、全 N、全 P没有显著差异(P≥
0．o5)，而速效N、速效P、速效 K却有显著差异(P≤0．05)，以上说明适宜的气候条件是保证四合木生存的最重
要的条件。
裹 1 乌海区与东胜区四合木生长■(干重 g，株)
裹2 乌海区与东胜区两地的土壤养分状况【。
2．2 四合木的生态适宜性分析
2．2．1 对土壤的适应 从表2中可以看出，四合木分布区和迁地实验区土壤的有机质、全N、全P没有显著
差异，而速效 N、速效 P、速效 K却有显著差异，无论是看同一地区不同土壤问四合木生长量之间没有差异，还
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生 态 学 报 26卷
是看不同地区相同土壤间的生长量之间却有十分显著的差异，都共同说明了一个问题，那就是土壤条件对四
合木的生存影响是次要的，气候条件是保证四合木生存的最重要的条件。
再从四合木分布区和迁地实验区土壤 9种微量元素含量与世界和我国平均含量的比较看 引，四合木分
布区土壤中 Cu、Mn、Zn、和Mo的有效含量远小于我国土壤微量元素有效含量的平均值。B的有效含量低于荒
漠区土壤；而 Fe含量仅为全国土壤平均含量的 16．1％，荒漠区土壤的 66．8％，略高于有效含量临界值；Se的
全量为全国土壤的41．4％，荒漠区土壤的121．2％，草甸草原土壤的51．7％；Co的全量高于国我国黄土高原土
壤以及草甸草原土壤的平均含量水平。即西鄂尔多斯地区四合木分布区土壤中 Cu、Fe、Mn、Zn、B、Mo、Se、Co、
cI等 9种微量元素中，除 B的含量不仅明显高于国内土壤平均含量水平，而且高于荒漠区土壤平均含量水平
外，其它元素都低于国内土壤的平均含量 ，不同生境下四合木四个分布区土壤 Mo的有效含量低于土壤微量
元素有效含量临界值。
裹3 不同地区土壤中微■元素含■比较
Table 3 The content oftrace elements in di~erent soils(Ing，kgl
A 全量 Total；B 有效量 Available
四合木分布区与异地保护区之间9种土壤微量元素具有差异，但由于四合木植株中的微量元素含量均高
于土壤中的有效量，说明四合木对微量元素具有富集作用，土壤微量元素含量不是四合木成活与生长的限制
因子 。
从表 4可以看出四合木植株九种微量元素含量的特征 ：四合木植株中的 Fe含量远高于草甸草原植物，却
低于荒漠草原植物。cu的含量高于各种类型草原植物，而 Mn的含量低于各种类型草原植物，zn的含量高于
一 般植物和荒漠草原植物；B含量远高于草甸草原植物和典型草原植物；Se和 Co的含量远高于荒漠草原植
物；而 Mo含量却低于荒漠草原植物。
就不同生境条件下四合木植株微量元素含量而言，除 Mn低于植物生存的必须浓度外，Fe、zn和 Cu均高
于植物生存的必须浓度，且 Fe、cu的含量高于陆生植物化学元素的平均含量；幼苗 Fe、Cu、Mn、Se、Mo和 CI的
含量均高于成株，只有 zn、B、Co的含量低于成株。
四合木与相邻荒漠地带(阿拉善左旗、鄂托克旗)近缘种蒺藜科植物霸王植株的微量元素含量相比，微量
元素 Cu、zn的含量很高；而元素 Fe、Mn的含量较低；元素 Mo、Se的含量基本一致。
四合木分布区土壤与成株、幼苗 9种微量元素相关性不显著，而且植物体中 9种元素的含量都远远大于
土壤中的有效量。无论从四合木植株中各元素含量与各类型草原植物(包括荒漠草原植物)比较，还是与土壤
中的含量比较，都表现出四合木在生长过程中对各种元素的富集特征，由此也可以推测，不能认为土壤微量元
素的含量是四合木生长的制约因子。
2．2．2 对水热综合因子的适应 热量和水分的综合作用是植物生活和分布最主要的限制因子。从表 5看，
四合木分布区和异地保护区的水、热差异主要表现为四合木分布区与异地保护区之间年平均降水 157．89ram
<381．48ram差异明显(P≤0．05)，各月平均降水差异显著(P≤0．05)，各月平均温度差异显著；全年气温 日较
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差以及温暖指数、寒冷指数、湿润指数和水热综合因子指数差异显著；四合木分布区生长季地表地温昼夜温
差有特殊性，虽然分布区和异地保护区生长季地表气温昼夜温差都在 11 c【=左右，但由于分布区地表土壤的颗
粒组成中一般以中细砂和粗砂占绝对优势(砾质漠钙土)，而异地保护区是栗钙土，有一定比例的粘粒含量，所
以分布区生长季地表地温昼夜温差明显的大于异地保护区的地表地温昼夜温差。
表 4 不同类型草原檀物与四合木檀株微量元素含量} 较
Table 4 The comparison of trace element content between diferent grassland plants and T．J，lDJ曙砌 (mg／kg)
降水指标(Him)
Precipitation
乌海 东胜
Wuhai Dongsheng
热量指标( )
Temperature
乌海 东胜
Wuhai Dongsheng
昼夜温差指标( )
Day-and-nisht diference in temperature
乌海 东胜
Wuhai Dongsheng
在西鄂尔多斯地区具备适合四合木生长的砾质漠钙土、150mm左右的降水和较大的地表地温昼夜温差。
在离开四合木分布区较远的区域，由于四合木适应不了较好的水分条件和缺乏了较大的地表地温昼夜温差，
因此，四合木生长和存活都会受到影响。
为此。今后的异地保护实验应该以原来的四合木分布区为中心向东、南、北逐步扩展，但距离要保持在砾
质漠钙土地带。
3 结论
3．1 两地、两种土壤上播种的2年生的 合木生长量的顺序为乌海区的东胜土(12．12g／株)>乌海区的乌海
土(10．62g／株)>东胜区的乌海土(3．1Og／~)>东胜区的东胜土(2．59g／株)，且在有机质含量相对较高的乌海
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生 态 学 报 26卷
区的东胜土的生长量为最大。说明适宜的气候条件加上肥沃的土壤条件是保证四合木生存的环境 ，而首要的
条件是气候条件。
3．2 四合木分布区与异地保护区之间9种土壤微量元素具有差异，但由于四合木植株中的微量元素含量均
高于土壤中的有效量，说明四合木对微量元素具有富集作用，土壤微量元素含量不是四合木成活与生长的限
制因子。
3．3 四合木分布区与异地保护区之间各月平均温度差异显著；全年气温 日较差以及温暖指数、寒冷指数、湿
润指数和水热综合因子指数差异显著；生长季地表地温昼夜温差具有特殊性，这可能是异地保护不易成功的
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