全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2004) 02-0091-04
梭梭根系的研究
盛晋华1 , 乔永祥2 , 刘宏义3 , 翟志席4 , 郭玉海4*
( 1.内蒙古农业大学农学院, 呼和浩特 010018; 2.内蒙古阿拉善盟林业治沙局, 巴彦浩特 750300;
3.内蒙古阿拉善左旗林业治沙局, 吉兰泰 750333; 4. 中国农业大学农学与生物技术学院, 北京 100094)
摘要: 研究内蒙古自治区阿拉善盟阿左旗吉兰泰地区天然梭梭根系形态特征与生长状况,选取不同龄级标准木, 采用全
根挖掘法观察根系形态特征、风干称重法计算地上与地下生物量、烘干法( 105℃)测定不同深度土壤含水量。结果表明:
梭梭垂直根系发达,具有迂回生长的特点; 侧根少, 水平根系主要分布在 50～100 cm 土层; 不同树龄梭梭根系生物量占
总生物量的比重变动为 35%～40% ; 梭梭土壤水分稳定层为 40～100 cm ,该层土壤含水量为 2%～3%。此外,还对梭梭
根长与树高、地下与地上生物量关系进行了研究。
关键词: 林业基础科学;梭梭; 根系;生物量
中国分类号: S 71; S816. 35　　　　文献标识码: A
A Study on the Root System of Haloxylon Aammodendron ( C. A.Mey. ) Bunge
SHENG Jin-hua
1 , QIAO Yong-xiang
2 , L IU Hong-yi
3 , ZHAI Zhi-x i
4, Guo Yu-hai
*
( 1. Co lleg e of Ag ronomy , Inner Mongo lia Ag r icultur al Univer sity , Huhho t, Inner Mongolia Autonom ous Region 010018, China;
2. Bureau o f Fo restr y and Desert Contro l , A lx a P refectur e, Bayanhot , Inner Mongo lia, Autonomous, Reg ion 750300, China;
3. Bureau o f Fo restr y and Desert Cont ro l o f ALXA-Zuo County , A lxaPrefect ur e, Jilantai, Inner Mongo lia Autonomous
Reg ion 750333, China; 4. College o f Ag ronomy and Biot echnolo gy , China Agr icult ur al Univer sity , Beijing 100094, China)
Abstract: Select ing the ent ire plant of different age-classes of H aloxy lon ammodendr on of Jilantai natural grass-
land , A lxa-Zuo County , Alxa Prefecture , Inner M ongolia Autonomous r eg ion, w e studied. the morpholog ical
characters and grow th condit ions o f the r oot sy stem of H aloxylon ammod endron, the w eight of the plants above
and under g round biomass, as w ell as the soilmoistur e content of the Jilantai grassland at dif ferent depths . T he
result show s that the tapr oots develop Well and gr ow circuitously due to hydrot ropism . The Plants do no t have
much Side ro ots. Their hor izontal roo ts spread in the soil lay er o f 50～100 cm. T he rat io o f underg round
biomass to the to tal changes w ith the different ages of the plants, fluctuat ing betw een 35%～40%. T he soil
stable mo istur e layer is betw een 40～100 cm , Where the soil moisture content is ar ound 2%～3% . T he Root
leng th, plant height , w eight of dried under and above gr ound biomass o f plants of different ages have also been
studied.
Key words : Basic sciences of forest ry ; H aloxy lon ammod endron ( C. A. M ey. ) Bunge; Root system ; Biomass
　　梭梭 ( H aloxy lon ammodendron ( C. A . Mey . )
Bunge. )为藜科( Chenopodiaceae)、梭梭属( H aloxy lon
Bge. )多年生小乔木, 有时呈灌木状。其别名:琐琐、梭
梭柴,属强旱生植物。梭梭分布在我国内蒙古、新疆、甘
肃、青海、宁夏等地, 是西北荒漠半荒漠地区的珍贵植
物资源。特别是在内蒙古自治区阿拉善盟有悠久的生
长史, 是荒漠植被中有机物积累量最高的植被类型之
一,被誉为“阿拉善荒漠植被之王”。梭梭嫩枝叶是骆驼
等牲畜良好饲料,根部常寄生有被称为“沙漠人参”的
名贵中药材——肉苁蓉( Cistanche deser ticola Y. C.
M a)。肉苁蓉具有补肾壮阳、滋阴活血、润肠通便之功
能。因此, 梭梭和肉苁蓉被合称为“荒漠之宝”。长期以
收稿日期: 2003-04-26; 修回日期: 2004-02-23
基金项目:国家自然科学基金项目( 30360052) ;“十五”科技攻关项目( 2001BA70)
作者简介:盛晋华( 1968-) ,女,山东莱州人,副教授,主要从事经济与药用植物栽培生理生态研究,已发表论文 15篇, E-m ail : sjinh ua@ 163. com;
* 通讯作者Au th or for correspondence
第 12卷　第 2期
　Vo l. 12　　No. 2
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　2004 年　6月
　June 　2004
来,由于自然作用和人为因素对荒漠植被的严重破坏,
天然梭梭林大面积减少,吉兰泰地区在 20世纪 50年
代末有梭梭 5. 62万公顷, 80年代初只剩下 2. 53万公
顷, 20年内损失 54. 8% [ 1] , 已被列入《中国珍稀濒危植
物保护名录》[ 2]。
梭梭是古地中海区系的遗留种, 由梭梭构成的荒
漠区系是亚洲荒漠区中分布最广泛的荒漠植被类型。
关于环境条件对梭梭种子萌发、幼苗生长和植株体内
养分分配与运输的影响已有报道[ 3～5]。由于长期适应
干旱,形成了梭梭对干旱生境特殊适应方式,而根系状
况最为突出, 梭梭生长在气候恶劣的沙漠环境中,疏松
的沙土和干旱条件,使得根系分布范围相当广, 挖掘工
作特别困难, 到目前为止,梭梭根系特性研究报道仅见
一例[ 6]。本研究为了解梭梭根系的形态特征与生理特
性、促进梭梭林的恢复、就地保护以及合理培植肉苁
蓉、探讨寄生关系提供基础资料。
1　材料与方法
1. 1　试区自然概况
试验设在阿左旗吉兰泰 103梭梭科研点试验区,
位于内蒙古阿拉善盟乌兰布和沙漠西南缘, 北纬 39°
37′, 东经 105°50′, 地形以较平缓的沙地为主, 间有固
定、半固定沙丘, 地带性土壤为荒漠土, 非地带性土壤
以风沙土为主,在沙丘低地零星分布洪积淤土。土壤
pH 值 7. 8～8. 7。地下水位 3. 4～7. 3 m。植被由旱生
和超旱生类型组成,建群种以梭梭为主,伴生种有白剌
( N itraria sibir ica Pall)、霸王( Zygophy llum xanthoxy-
lun Maxim )、蒙古沙拐枣 ( Call igonum mongolicum
Turcz)、红砂( Reaumuria soongorica Max im )、珍珠柴
( S alsola p asserina Bunge)、沙竹( P sammochloa villosa
( T rin) Bor )、沙蒿 ( A rtemisia sphaer ocephallakrasch)
等旱生、超旱生植物,覆盖率为 5%～20%。
实验区深居内陆,海拔 1050 m ,属温带干旱大陆
性气候。年均降水量 104. 7～109. 5 mm; 最多年份
198. 7 mm ,最少年份 48. 8 mm, 主要集中在 7～9月,
年均蒸发量 3005. 2～3023. 7 mm ; 年均气温 8. 5℃; 7
月和 1月平均温度为 26. 1℃和- 10. 4℃;绝对最低气
温 - 31. 2℃; 日 照 3292. 6 h, ≥ 10℃有 效 积 温
3661. 6℃, 年均气温 8. 6℃,年均地温 10. 5℃, 无霜期
160 d。
1. 2　测定项目
1. 2. 1　根系　采取全根挖掘法, 分别选取幼龄、中龄
和成龄三个龄级梭梭标准木各 5 棵, 先测定高度、冠
幅,然后从基部伐下,挖取整个根系, 观测其根系的生
长分布状况, 测量根系长度等参数。成龄梭梭挖掘深度
至地下水露出。
1. 2. 2　地上与地下生物量　把挖掘出的梭梭根系和
地上部分分别在风干后称重。
1. 2. 3　土壤含水量　取样剖面深度为 5. 5 m,取样剖
面点分别为 0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、3. 0、3. 5、4. 0、4.
5、5. 0、5. 5 m 处, 用土钻取样, 在每个剖面点±5 cm
处所取土样为有效样品, 每点各重复三次,用烘干法
( 105℃)测定其土壤含水量。
2　结果与分析
2. 1　不同立地类型、不同树龄根冠特征
选择不同立地类型、不同树龄梭梭进行挖掘测量。
试验表明(表 1) : 梭梭侧根极少, 根幅较窄, 但具有粗
壮、强大而垂直的主根系。梭梭一年生实生苗、4年生
幼龄、20年生中龄和 40年生成龄梭梭,主根深是树高
的 3. 3～4. 7倍, 地下根系生长很快, 远超过地上部分
(表 2)。
表 1　不同立地类型与树龄梭梭根系生物学特性
Table 1　The biological characteristics of Haloxy lon ammodendron of
diff erent ages and growing on dif ferent range sites
立地类型
T ype of range sites
树龄
Ages
根长
Root len gth
( m)
树高
Height
(m )
树高/根长
Rat io of Heigh t
to root leng th
冠幅
Crow n canopy
( m 2)
根幅
Root crow n
( m2)
主根深
Tap root dep th
( m)
固定沙地
Fixed sand y soil
1年生幼苗
Young seed ling
1. 4 0. 3 1/ 4. 7 0. 3×0. 3 0. 5×0. 5 1. 4
固定沙地
Fixed sand y soil
4年生
Young
2. 5 0. 7 1/ 3. 4 1. 3×1. 4 3. 6×3. 6 3. 5
洪积沙地
Fluvial sandy soil
20年生
M iddle age
8. 0 2. 5 1/ 3. 3 2. 3×2. 4 7. 2×7. 2 5. 0
固定沙地
Fixed sand y soil
40年生
Adu lt
13. 5 3. 7 1/ 3. 7 4. 2×3. 8 10. 6×10. 6 5. 5
92 草　地　学　报 第 12卷
2. 2　不同立地类型、不同树龄根系特征
梭梭为深根系植物,垂直根系发达,主根较明显,
向下直伸。根系在土壤中分布范围和数量决定于立地
的水分分布和供给状况。根系在垂直剖面上的分布, 呈
上面范围大(水平根系) ,中间范围小,下面由于多级分
叉而增大的特点(图 1) : 水平根系集中分布在距地表
图 1　不同立地类型和树龄梭梭根系纵剖面
Fig. 1 Prof iles of root system of Haloxy lon ammodendron
of dif ferent age-classes
1 m 的土层范围内,在 1～6 m 深的范围内很少有水平
根系分布, 主根一般从地下 0. 5～1 m 处分为两叉, 以
后逐级分叉。成龄株的垂直根系有的达到6级分叉, 每
次分为 2叉,经过曲折向下生长, 长度为 3. 5 m, 主根
经逐级分叉后,可分成 25～32条支根。深达地下 5. 5
m (地下水位为 6. 0 m) , 在 5. 5 m 处又转向水平方向
生长; 20年生梭梭根系, 伸入沙层中的深度为 5. 0 m ,
而地下水位为 5. 5 m;根系具有迂回向上生长的特点。
2. 3　地下、地上生物量
梭梭单株生物量随着植株的生长而迅速增加。通
过称取根系和地上部分的干重表明(表 2) : 随着龄级
的增大,地上部分干重大于地下部分,幼龄阶段地上和
地下干物质积累速率较为接近, 到成龄后, 地上干物质
积累是地下的 1. 86倍;根系生物量占总生物量的比重
变动在 35%～40%。
表 2　不同龄梭梭地下与地上生物量的变化( g)
Table 2　The changes of above ground and underground
biomass of Haloxy lon ammodendron ( g) of dif ferent ages
项目
Item
龄级 Age class
幼龄
young
中龄
middle
成龄
grow n
地上重 Above ground biomass 78 5690 60500
根重 Underground biomass 53 4010 32575
总生物量 Total biomass 131 9700 93075
地上重/根重 Rat io of above to under
grou nd b iom as s
1. 47 1. 42 1. 86
2. 4　梭梭林不同沙层土壤含水量
试验区干沙层随着季节降水的变化在 0～40 cm
之间, 梭梭根系不同沙层土壤含水率测定表明(图 2) :
小于 1%的含水量出现在 0～20 cm; 0～100 cm 土壤
含水率比较高,平均为 2. 70%; 100～400 cm 土层含水
量稳定在0. 91%～1. 89% , 400 cm 以下逐渐升高达到
4. 59% , 550 cm 深处达到最大值 15. 79%。
图 2　不同深度土壤含水量( % )
Fig. 2　Soil water content of diff erent depths( % )
93第 2期 盛晋华等:梭梭根系的研究
3　讨论与结论
3. 1　梭梭具有庞大的根系,垂直根系呈逐级分叉和迂
回生长的特点,主要由于根系趋水性所致: 当土壤上层
水份状况较好时, 则向上生长;干旱时, 转向下生长, 以
吸取土壤深层水分。这种波浪状向下生长的特点, 证明
梭梭能一定程度地利用不饱和土层的水分。梭梭根系的
特点使之较其它植物容易获取地下水和土壤水不饱和
区域的水分,从而成为严酷的荒漠地区生境的优势种。
3. 2　根系分布特点与抗旱机理密切相关, 水平根系集
中分布在距土表 50～100 cm 处,有利于吸收季节性降
水渗漏水分和地表洪水补给水分,对维持梭梭生长起
重要作用。根系 100～400 cm 土层含水量较少, 根量亦
少; 400～500 cm 的下层根,由于接近地下水位, 水份
条件较好,根系分叉且细根增多。50～70 cm 土层是接
种肉苁蓉的深度范围, 因此,生产上采取有效措施促进
水平根系发达、增强吸水能力对肉苁蓉的接种和生长
起着关键作用,对该范围根系尚需进一步深入研究。
3. 3　梭梭根系生长与地下水的关系　梭梭根系发达,
生长速度很快。不同立地类型、不同树龄的梭梭根系,
除一年生梭梭的根系未与地下水接触外, 其余梭梭根
系均通过毛细管和地下水相连接。本试验进一步证实
了梭梭能够在严酷的环境条件下生存, 与其根系对土
壤水和地下水有吸水和释水的再分配功能有密切关
系[ 7]。试验中,中龄和成龄梭梭根系最深处距地下水位
50 cm 处,土壤含水率分别为 4. 03%和 4. 59% , 由于
根不再下扎而是转向水平方向延伸生长, 可以推测
4%～5%左右土壤含水量会对根生长产生明显的抑制
作用。有研究表明, 正常生长梭梭生境中土壤含水量
( 9. 12% )是对照( 0. 60%)的 15倍多[ 8]。关于干旱期梭
梭对地下水的利用程度尚需进一步研究。
3. 4　土壤水分与梭梭生物量关系　土壤水分是气候、
植被、地形及土壤因素等自然条件的综合反映, 沙地土
壤水分状态在空间上具有变异性,在时间上也具有一
定的变化特征[ 9]。本试验区40～100 cm 段沙层水分稳
定在 2%～3%左右, 为稳定层, 从水分角度进一步证
实为有效接种肉苁蓉的土层范围。在特殊干旱年份, 这
一土层水分低于 2. 0%时,将影响梭梭同化枝正常生
理功能,当下降至 1. 0%以下, 尤其低于梭梭永久萎蔫
湿度 0. 73%, 会导致同化枝严重脱落[ 10] ,出现植株相
继死亡和梭梭林严重衰退[ 11]。
3. 5　本实验中, 调查月份为 7月,根量占总生物量的
比重变动在 35. 0%～41. 3%, 与李钢铁等[ 6] 报道的
45. 0%～57. 7%有一定出入,主要由于其 5月取样, 新
枝没有全部长出, 导致地下生物量相对较大。
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94 草　地　学　报 第 12卷