全 文 ： 一 争
第 16卷 第 5期
1 9 9 6年 1 0月
生 态 学 报
ACTA EcoLOGICA SINICA
Vol_16，No．5
0n ． 1996
新疆呼图壁种牛场地区 13种优势植物
水溶-陛盐分的含量特点及数量分析
马茂华 孔令韶
(中国科学院植物研究所，北京，10093) 卵 ．
擅要 通过对新疆呼图壁种牛场地区 13种耐盐植绚水痞性盐分古量的分析 ，结果阐述了盐分分布和积累
的特点，1)大部分植物在盐分古量水平上是 ：Na >K >Mg¨ >Ca“+，CI一>SO t一>HCO~->c0l一．
Na+超过 20000 ，Ca。 不足 800 ，gj cr达 4 10 ．c0l一仅为 0．11 。垒盐量平均为 25．81 I 2)
C0j一、HC03和 cn} 的变异 系数较高 ．其 中 ca 达到 208 70 ，Mg抖和 K 相对较 低I 3)盐 节木
( 4 帕删 姚 )、有叶盐爪爪(删 啪 )、里海盐爪爪( 产 啪 )和囊果碱蓬 (S~e-
d口 ysophor~)1．9年生枝叶中的盐分古量高于多年生枝．但 ca抖古量低于多年生枝} )不同植物种 的盐
分古量季节变化有较大差异
相关分析表明r CO!一和 Hc0 、HCO~和 K 、a一和 Na 、s0i～和Mg抖、(31 和全盐量以及 Na 和
全盐量之间在 0．001水平上呈正相关 I SOl一和全盐量 及 cⅡ抖和 s0i一之间在 0．01水平上呈正相关。
水痞性盐分散据对 13种植物进行 TWINSPAN分类和 DCA捧序，划分出聚集 Na ，c卜、ca蚪等
植材类型 ．为耐盐牧草的利用和改良提供了_科学的蔽据 。
关薯调 水榕性盐分古量， 耐盐植物 ，一数量分析
一 一 J
QUANTITATIVE ANALYSIS AND CHARACTERIST1
0F W ATER—S0LUBLE SALT C0NTENTS IN 13
D0M INANT PLANT SPECIES IN THE AREA
0F HUTUBI CATTLE FARM ，XINJIANG
Ma Maohua Kong Lingshao
(^ P。，且哦 ，Chi~se Academy Sd~ es．Beifng，100093)
CS
Abstract Throu‘gh analysis of water—soluble sah contents in I 3 dominant plant species in the
area of Hutubi Cattle Farm，Xinjiang，the characteristics of their distributions and accumula—
tions are expounded：1)on the level of water—soluble salt contents in most plant species，Na一
>K>Mg抖>Ca“十，CI>s01>HCOF>COl，Na was more than 2O，000 g·g ．ca
was less than 800 g·g ，C1 reached 4．16 ，c0； was only 0．1l ，the range of total
salt contents was 7。l9 ～ 45。l ；2)In different plant speci ，the coefficient of variations
· 国家 自然科学基金 资助项目。
收辅 日期 ，1994 11—10，修改稿收到 日期；1995—07—05
77 、
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51O 生 态 学 报
0f C ，HCO and Ca were higher，the coefficient of variations of Ca“ reached 208．70 ，
Mg” and K were lower；3)water—soluble salt eonten~s in twig(1 st，2 nd year)and leaf
were higher than those in old branch in K fdiatum，K．casplcum，Hatocnemum trobt=
laceum，and Suaeda physophara，Ca was on the contrary：4)The seasonal variations of wa
tel"一soluble salt contents in diferent plant species had very significant variety．
Corelation analysis betwin water—soluble salt contents show that there were statistical
positive corelations(p≤0．001)between cot and HCO；-，sO{and Mg ，HcO and K ，
Cl—and Na ，Cl and total salt contents，and statistical positive corelations( ≤ 0．01)be—
tWeeD sO —and tota1 salt contents，ca。 and totaI salt contents．The different plant types 0f
concentrating on Na ，Cl ，Ca et o1． were
．
divided by classification and ordination of
TWINSPAN and DCA using the data of water-soluble salt contents in 13 plant species．
Key words： Hutubi Cattle Farm，Xinjlang，water—soluble salt contents。salt—enduring
plant，quantitative analysis．
气候的干旱和较高的地下水位使生长在盐渍化土壤上的大部分植物均向耐盐的生态适
应方向发展。为适应环境 ，很多植物体内积累了大量的盐“ 。在这一环境条件下，植物水
溶性盐分的含量特点及分布规律 ，在盐生植物的耐盐性研究和利用以及盐碱地的改良上具
有重要的理论和实际意义。目前对这方面的报道还不多。本文着重对这一地区 13种优势耐
盐植物水溶性盐分含量特点进行了分析，并通过分类和排序，进一步阐述植物对盐分吸收
积累的生物生态学特性。
1 自然条件和研究方法 一
1．1 自然条件
研究地位于乌鲁木齐西北约 7o km的呼图壁种牛场草地生态站，北纬 44。～45。，东经
86。～87。之间，准噶尔盆地南部边缘，北邻古尔班通古特沙漠，地貌属天山北麓山前冲积平
原 。
本地区属温带大陆性干旱荒漠型气候，春季干旱多见，降水稀少 。年降水量在15O～
200 mm之间，主要集中在 6、7、8等 3个月。年蒸发量在 1600~2200 mm之间，是降水量
的 6～5倍。气温的年较差和 日较差比较大，夏季炎热 ，冬季寒冷，年平均温度为 6．7℃。
本区土壤为荒漠土壤，在干旱气候和地下水位升降的影响下，盐化程度较高，有的形
成盐土口] 土壤盐分在 O～2O cm 土层 内为 3，58 ，60~80 cm为 2．13 。盐节木(Haloc P—
mⅢ strobilaceum)+花花柴(Karelima caspica)群落表层(o～20 cm)土 全 盐 量 最 高， 达
7．82 ；高枝候木贼(Anabasis elatior)+琵琶柴(Reaumuria soongorica)群 落 土 壤 较 低 ，为
1．30 本区地下水位较高，在 1．O～2．0m之间。
由于土壤盐化程度较高，因此植被以盐生荒漠和盐生草甸为主。灌木与半灌木是优势
种类。主要植物有藜科的多汁木本盐柴类、柽柳科和禾本科的一些植物，此外还有属于豆
科 、菊科等的一些植物种 。主要植物群落有；盐节木群落、囊果碱蓬(Suaeda physophora)
群落，有叶盐爪爪(Katidium fotiatum)+芦苇(Phragmites communis)群落，芦苇+獐毛草
r 4eturopus htoralls)群落 ，琵琶柴+白刺(Nitraria s~irlca)群落和琵琶柴+柽柳(r，Ⅱ~21"ix
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5期 马茂华等 ：新疆呼图壁种牛场地 区 13种优势植物水溶性
盐分的含量特点及数量分析
ramo~ssima)群落等。群落种类成分稀少，结构简单，有的为单优种群落。各植物群落覆盖
度差异较大 ，从 10％到 90％不等。
1．2 研究方法
1．2．1 样品采集 样品于 1992年 5～9月分 4个阶段采集。草本、木本植物分别采地上部
和 l、2年生枝叶，有的植物另取了老枝 。样品风干，粉碎后备用。
1．2．2 样品分析 采用水提取液法 ，水溶液中的 co 一、HCOF和 cl一采 用滴定法 ；
so；一采用 721型分光光度计比浊法；Mg 、Na 、K一和 ca”用 Y2型原子吸收分光光度计
测定；全盐量采用蒸干残渣脱色称重法。
1．2．3 数据处理 所得数据用数理统计程序统计计算和相关分析 ]，用二元指示种分析
程序(TWINSPAN)和无倾向对应分析程序 (DCA)进行分类和排序 。
2 结果和讨论
2．1 植物水溶性盐分积累和分布特点
2．1．1 盐分含量水平及变异 如表 1所示，大部分植物中(未注明者均指草本植物的地上
部和木本植物 的 1、2年生枝叶，以下 同)的阴离子含量顺序 为：C1>s0：一>HCOs->
cOi一，大部分植物中的阳离子含量顺序为：Na >K >Mg >Ca 。从中可以看到，植物
中的 Na 、K 、CI一和 SO 含量较高，Na 和 K 含量在 5000 g／g以上 ；C1一和 SO 一超过
2 。
，从表 1还可以看出，不同种植物盐分含量差异很大，变异系数顺序为 ：Ca}_>col>
HCOa>CI一>Na >soi一>全盐量>Mg >K一>pH，其中 col一、HcOj一和 ca蚪较高 ，
在 150 以上，K一、Mg 和全盐量较低。
2．1．2 不同种植物盐分含量的比较 植物对盐分的吸收取决于植物本身的生物生态学特
性和环境条件 ．不同植物种所含的盐分有较大差异 。如表 l所示，13种植物中盐节术 ，
有叶盐爪爪、里海盐爪爪(K．c “m)和囊果碱蓬的cr含量较高，均值都超过 5％；芦苇
和耐盐蒿( m 缸schrenkiana)较低 ，不到 1 。柽柳 、花花柴、有叶盐爪爪和大叶矶松
(Limonium gmelini)中的 s 一含量较高，在 3％以上 ；耐盐蒿、高枝假术贼和芦苇中的
soi一较低。cO；一和 HcO 在植物体 内的含量均不高，其中高枝假术贼的 cO{一和 HcO
和 HcO 在 l3种植物中分别达到最高值；Na 和 K 在植物体内含量很高 ，含 Na 较高的
植物有：盐节术 、有叶盐爪爪、里海盐爪爪和囊果碱蓬，都超过了 40000 g／g；芦苇、獐毛
草和耐盐蒿很低 不足 4000 g／g 高枝假术贼的 K 含量最高，达 10933．3 g／g；琵琶柴
和耐盐蒿 K 含量较低，分别为 1 750 g／g和 2586．7 g／g Ca 含量在不同植物体内差异
很大，柽柳中的 ca 达到 6161．3 g／g；而一些藜科植物 1、2年生枝叶中的 ca 均为 o．00
t~g／g 耐盐蒿中的 Mg 含量最低，不足 300 g／g；大叶矶松和柽柳中的 Mg 超过 4000
t~g／g。藜科的几种植物全盐量较高，在 40 上下；芦苇、獐毛草和耐盐蒿不到 10％，这恰
好与 Na 和 cl一在这几种植物中积累的情况相似 ，这说明这几种植物盐分的积累与 Na 和
cl一的吸收有密切联系。
2．1．3 植物盐分在不同部位分布的特点 从盐节术、有叶盐爪爪 、里海盐爪爪和囊果碱
L蕺 苦．植蜘水提取渡分析方法·未刊稿
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512 生 态 学 报
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l6卷
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5膻 ：新疆呼 擘砷中场地 区 j3 值劫水溶性
箍分的含 特 点及数量分
蓬扮I 1．!年生枝叶与多年生枝盐分含量比较中可以看出．1、2年生枝叶盐分含量(除 Ca
外)都高 于多年生技．这 4种植物中，1年生、2年生枝叶中的全盐量在 38．59 ～45．1 2
之间 ．多年生枝在 2．27 ～8．13 之间；C1在 1年 生、2年生枝叶中 5．48 ～10．85 ，
多年生枝为 0．29 ～I．1I ；S() 在 l、2年生枝叶中为 1．59 ～3．75 多年 生枝为
0．00 ～0．27 ；1年生、2年生枝叶中 Na一和 K 分别在 45583．33～56666．78 g僧 和
5266．70～6400 g／g之间 这是因为 1年生、2年生枝叶是植物生长最为活跃的部位，需要
多种活性离子参与其代谢活动 ，ca”在植物体内活性较差，但它对细胞壁和细胞膜的形成
有重要作用 因此 ，越是老化的细胞 ，ca 的需求量就越高 ’ 。
圉 1 3种植物盐分古量的季节变化
Fig．1 Se㈣ 【variations of wat~．r soluble salt
~：ontents in 3 aⅡt species
a．Su~da yso~ a b．m ⋯ r
soongm~a c Ph,．gnutes cmmnunis
2．1．4 盐分含量的季节动态 图
1是 同一地点的 3种植物 中主要
盐分含量的季节动态，不同植物
盐分在季节变化上存在着较大的
差异，这主要是 因为不 同的植 物
种之间对盐分的吸收有着不同的
调控方式。13种植物 中，柽柳的
cl 和 ca ，有叶盐爪爪 的 SO：一
季节变化较大，其最高与最低值
之 比分别是 6．24、17．26和 5．47。
假木贼的SOi一、獐毛草的K 和
耐盐蒿中的全盐量变 化较小 从
图 1可以看到、囊果碱蓬 盐分 在
营 养生长期(5月底到 7月初)变
化不显著，进入花期后(7月初)，
盐分含量呈上升趋势 ；琵 琶柴与
芦苇的盐分含量变化有相似之处，
均呈下降趋势，但 芦苇的 ca”为
上升，这 些都是植物为适 应其 生
理活动的需要对盐分进行的调控 ，
对这些调控方式有待进一步研究。
此外，从图中还可以看出，囊果碱
蓬 的 ca 、琵 琶 柴 的 cO；一和
Ca 以及 芦苇 的 HCO 和 cog一
含量在各季节分别为 0．00 pg／g
和 0．O0％。
2．2 相关分析
13种植物盐分间的相关分析表 明(表 2)，sO；一与 ca”、sO 一与全盐量之间在 0．01水
平上呈正相关 ；cOj一与 HCO~"、HCO~"与 K一、cl一与 Na一、sO；一与 Mg 、CI一与全盐量以
及 Na一与全盐量之问均在 0．001水平上呈正相关，这些结果说明植物盐分的积累与 Na 、
CI一、Mg 和 sO：一的吸收是正相关的。
● ● ● ● ， ● ．
l 1 ● ● ． ● J ● ●
^ v¨ u 儿J0 专三 0 制
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生 态 学 报
表 2 呼囝壁种牛场 13种植物 中盐分间的相关矩阵
Table 2 Correlative matrLx of water—soluble salt contents In 13 plant species∞ the^rt日of Hutubi Cattle Farm
1)P≤ 0．05 2)尸≤0．0l 3】P≤0．001
全盐量 Total salt contents(TSC)
2．3 分类与排序
2．3．1 TWINSPAN分类 以 l3种植物 8种离
子含量的数据 ，有“二元指示种分析”程序(Two—
way Indicator Species Analysis—TWINSPAN)对
1 3种植物进行分类 ，结果见图 2， Na 为负指
示种 ，以 Ca 为正指示种将 1 3种植物(D )分为
D 和 D。，D 的 6种植物包括 13种植物中的禾
本科和菊科植物 ，D。以 c1一为负指示种划分出
D 和 D ，D 包括大叶矶松、柽柳、花花柴，D
为盐分含量较低的芦苇、獐毛草和耐盐蒿．D
植物类型盐分 的含量特别是盐分含量偏 低．但
ca。 含量较高，这与前面的分析一致。D 的 7
种植物中包括了 l3种植物中的全部藜科植物 ，
这些植物盐分含量的特点是 Na～和 c1含量较
高 D：以H ) 为负指示种被划分出 D 和 D=，
D 是 HCO：,含 量 最 高的 高 枝假 木 贼．D 以
s() 为正指示种划分出 D 。和 D D． 为里海盐
爪爪 ，它的 c1含量最高，而 S()：～相对较低。
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5期 _屿茂华等 ：新疆呼图壁种牛场地 区 1 3种优势植物水溶一生
盐分的含量特 点及数量分析
0．5959)在 0．05水平上呈负相关 ．与 K一(r-0．5956)在 0．05水平上呈正相关；3轴与
CI(r一 0．7766)在 0叽 水平上呈负相关 与 Na‘(r一 0．6470)在 0．05水平上呈负相
关。由于第 4轴的特征值远低于前 3轴 ，闷此，第 4轴可视为无意义
图 3 10 植物的 DcA排序
Fig 3 Oridination of DCA for 13 plato species
1-HJ．o~ mum ~trNTilareum 9-．Kalid*um jo!iatu~l 3．K ,asp~um 4．S⋯ d pk3{。nhur
j．船 ⋯ ⋯ L啪 口 6 Pktagm#t ⋯ ⋯ f Narar~ si&~ca 8．Aeluropus
q m t∞}、 s⋯ ‘hr k“ t 10．n ⋯ l } ㈣ liml 1 1 Tumariz n{m嘣li⋯
1 2 Knr“ ⋯ p “ 13 ^ mb“ Pf以
通过 DCA排序和 TWINSPAN分类的合成分析可以看出．高枝假木枝处在排序图第 2
轴和第 3轴的最高位置．与其它植物距离较远，处在一 个较独立的位置上 ，为聚集 K 和
HcO 型植物，因此 ，前面的TWINSPAN分类以 HCOs为指示种将它单独划分出来。盐
节木、有叶盐爪爪 、里海盐爪爪和囊果碱蓬 4种肉质盐生小灌木或小半灌木均处在第 1、2、
3轴较低的位置上，是聚集 Na一和 cl一型植物 ，但这 4种植物中的里海盐爪爪在排序图 的
位置有些偏离这一集团，这主要是固为它 的 sO 含量相对较低，这一点从 TWINSPAN
分类中可以看到 ，以 sO} 为指示种将里海盐爪爪单独划分出，其它 3种划为一类 柽柳处
在第 1轴的最高位置 ，从其排序值与盐分含量的相关系数可以得到，柽柳 为低 Na ，高
ca”型植物，芦苇在第 1轴的排序位置紧次于柽柳 ，固此 ，它也是低 Na一，高ca”植物；但
这两种植物在排序图上的第 2和第 3轴上有_一定 的距离，其原 因可从 TWINSPAN中看
到 ，两种植物以 cr为指示种被划分开，柽柳中的 c1一含量高于芦苇。
综上所述．本区 l3种优势植物盐分及离子的含量具有显著差异。一些植物高的盐分和
Na 、cr等的含量表明了这些植物的盐生特性 。同种植物不同生长部位 不同生长季节盐
分含量的差异及季节变化进一步阐明了本区一些植物 自身的生理调控的生物生态学特征。
通过盐分含量的数量分析，明确的区分出以盐分含量为特征的植物类型．使之对植物生物
生态学特征的认识 ，从盐分含量的这一侧面从定性的认识达到了定量的分类。这些结果对
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516 生 态 学 报 16卷
这一地区盐生植物的合理利用．牲畜放牧补盐 及盐碱地的改 良和利用提供了重要的科学
依据。
参 考 文 献
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2 傧学煜．中国植被地理及优势植物化学成分．北京 ：科学出版社 ，i982．8～2l
3 中国科学院新疆综合考察队等编 新疆地貌．北京 ；科学出版社 ，i978 5～27
4 穆尔扎也夫 DM 和周立三编．新疆维吾尔自治区的自然条件．北京 ；科学出版社，1 959．i1～轴
S 侯学煜 t林厚萱．章慧群．中国 150种植物的化学成分及分析方法．北京 -高等教育出版社，1 959．i～1 3
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7 Hil M O TW LNSPAN— — a fortran program 0r arranging multivariative data m n ordered two-way table by ch ic
tlon of the individuals and attribut~．New York：EoMogy and Systematl~~，Corne1]University，1979．
8 Hi l M O Gauch H G．Detranded corr~pondence analysis an impmv~ ordination technique．VeKeta2io~．1980．42t 47～
68
9 庞士铨主编．植物逆境生理学基础 哈尔滨；东北赫业大学出版社，1 990．2～1O7
10 Konard men~l ．．Prindples of 时 ~utr／t／oa(3 rd ed 蜘) Bern：international Potash l~titme，1 982 1～65S
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