全 文 ：新 疆 农 业 大 学 学 报 ２０１１，３４（６）：４６５～４６８
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
文章编号：１００７－８６１４（２０１１）０６－０４６５－０４
４种一年生藜科植物幼苗的生长动态
全杜娟１，魏 岩１，严 成２
（１．新疆农业大学 草业与环境科学学院，新疆草地资源与生态重点实验室及西部干旱荒漠区草地资源与生态教育
部重点实验室，乌鲁木齐 ８３００５２；２．中国科学院 新疆生态与地理研究所，乌鲁木齐 ８３００１１）
摘 要： 通过对散枝猪毛菜（Ｓａｌｓｏｌａ ｂｒａｃｈｉａｔａ）、紫翅猪毛菜（Ｓ．ａｆｆｉｎｉｓ）、角果藜（Ｃｅｒａｔｏｃａｒｐｕｓ ａｒｅｎａｒｉｕｓ）和叉毛
蓬（Ｐｅｔｒｏｓｉｍｏｎｉａ ｓｉｂｉｒｉｃａ）这４种一年生藜科植物幼苗阶段的地上、地下生物量及株高与根长的动态变化进行研
究，分析了荒漠植物的生态适应策略。结果表明，４种植物幼苗阶段的植株高度与根均生长缓慢，且根的增长量高
于株高的增长量；地上生物量的积累大于地下生物量。４种藜科植物在幼苗阶段所表现出的地上、地下生长策略保
证了其幼苗能够在荒漠环境中顺利生长，是植物长期适应荒漠环境所形成的生长策略。
关键词： 藜科；幼苗；生长动态；生态适应
中图分类号：Ｑ９４９．７４５．１ 文献标识码：Ａ
Ｇｒｏｗｔｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｏｆ Ｆｏｕｒ Ａｎｎｕａｌｓ Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ
ＱＵＡＮ Ｄｕ－ｊｕａｎ１，ＷＥＩ Ｙａｎ１，ＹＡＮ Ｃｈｅｎｇ２
（１．Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ ＆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｋｅｙ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ａｒｉｄ Ｒｅｇｉｏｎ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ，Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌ
ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００５２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｘｉｎｊｉａｎｇ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００１１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｅｓｏｌａｔｅｄ ｐｌａｎｔｓ，ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｇｒｏｗｔｈ ｑｕａｎｔｉｔｙ，ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ，ｒｏｏｔ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｏｆ
４ａｎｎｕａｌ ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ ｐｌａｎｔｓ：Ｓａｌｓｏｌａ ｂｒａｃｈｉａｔａ，Ｓ．ａｆｆｉｎｉｓ，Ｃｅｒａｔｏｃａｒｐｕｓ ａｒｅｎａｒｉｕｓ ａｎｄ Ｐｅｔｒｏｓｉｍｏｎｉａ
ｓｉｂｉｒｉｃａ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｐｌａｎｔｓ
ｄｕｒｉｎｇ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｇｒｅｗ ｓｌｏｗｌｙ ａｎｄ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ｏｆ ｒｏｏｔ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ．Ｔｈｅ ｓｔｒａｔ－
ｅｇｉｅｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｏｆ ４ａｎｎｕａｌ ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ ｐｌａｎｔｓ ｇｒｏｗｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｉｎ ｕｎｄｅｒ－
ｇｒｏｕｎｄ ｅｎｓｕｒｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｉｎ ｄｅｓｅｒｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｗｈｏｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌ－
ｏｐｅｄ ｉｎ ｄｅｓｅｒｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｄｕｒｉｎｇ ｌｏｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｇｒｏｗｔｈ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ；ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ；ｇｒｏｗｔｈ ｄｙｎａｍｉｃｓ；ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ａｄａｐｔｉｏｎ
植物地上和地下两部分组成的生长动态是个体
水平上最重要的生态生物学表征，是人们所关注的
最基本的植物本质特征之一。地上和地下两部分的
动态过程、相互关系以及环境条件对其影响，是分析
植物生态学特性，认识其环境适应方式与能力的重
要途径［１］。
在植物天然更新过程中，幼苗的定居和生长是
植物群落对环境反应最为敏感的时期，也是植物生
活史中最为脆弱的一个环节，因而常常决定了植物
种群未来的生存和分布态势［２］。有关幼苗生长动态
的研究多集中于木本植物［３－７］，且关于植物生物量
的研究主要集中在地上／地下生物量的动态变化规
律［８－１０］以及环境条件对植物地上／地下生物量的影
响［１１－１３］，而涉及一年生荒漠植物的研究较少。一年
生荒漠植物作为我国干旱半干旱草原区乃至荒漠生
态系统中的重要组成部分，生态适应能力强，在生态
收稿日期：２０１１－０９－１５
基金项目：国家自然科学基金项目（３０７７０３７４）
通讯作者：魏 岩，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉｙａｎ１９６６＠１６３．ｃｏｍ
新 疆 农 业 大 学 学 报 ２０１１年
系统恢复与重建中扮演着重要角色，具有不可替代
的生态功能［１４］。研究其幼苗的生长动态，不仅可以
预测未来成年植株的分布格局，而且有助于理解群
落甚至生态系统的物种多样性和异质性结构形成的
原因［１５］，对于深入了解植物对荒漠环境的生态适应
以及改善沙漠生态系统等生态功能方面具有重要
意义。
藜科植物是荒漠植被的重要组成成份。在荒漠
地区，藜科植物分布广泛，是重要的建群种和共建
种，具有重要的生态价值。因此，本实验以散枝猪毛
菜（Ｓａｌｓｏｌａ ｂｒａｃｈｉａｔａ）、紫翅猪毛菜（Ｓ．ａｆｆｉｎｉｓ）、角
果藜（Ｃｅｒａｔｏｃａｒｐｕｓ ａｒｅｎａｒｉｕｓ）和叉毛蓬（Ｐｅｔｒｏｓｉ－
ｍｏｎｉａ ｓｉｂｉｒｉｃａ）这４种一年生藜科草本植物为研究
对象，对其幼苗的生长动态进行研究，弄清这４种植
物幼苗的生长特点，进而深入了解荒漠植物的生态
适应机制。
１ 研究区概况与研究方法
１．１ 研究区概况
研究区位于新疆乌鲁木齐地区雅玛里克山，地
处准噶尔盆地南缘（４３°４８’４４Ｎ，８７°４０’２６Ｅ，７５０
～８５０ｍａ．ｓ．ｌ．），属于低山砾质荒漠，植被类型为
小半灌木荒漠小蓬群系，天然植被以小蓬（Ｎａｎｏ－
ｐｈｙｔｏｎ ｅｒｉｎａｃｅｕｍ）、散枝猪毛菜、紫翅猪毛菜为主，
盖度为２０％～３０％。
该地区属中温带荒漠区，春秋季较湿润，夏季干
旱，热量充足，冬季漫长而寒冷。年降水量为
２８８ｍｍ，蒸发量２ ７３１ｍｍ；年平均气温５．３℃，年
平均日较差大于１１℃，最大超过２０℃；地面温度日
较差更大，其平均日变幅一般比气温平均日变幅大
１０℃以上［１６］。≥５℃初日温度出现在３月下旬，
≥１０℃初日温度出现在４月下旬；３月气温日较差
８．８℃，４月气温日较差１１．６℃；３月至４月气温在
０～２５℃［１７］。
１．２ 材 料
散枝猪毛菜、紫翅猪毛菜、角果藜和叉毛蓬均为
藜科一年生草本植物。散枝猪毛菜、紫翅猪毛菜和
叉毛蓬于３月种子萌发，７月开花，１０月果实成
熟［１８］；角果藜３月种子萌发，４月开花，１０月果实
成熟［１８］。
１．３ 方 法
２０１１年早春，在自然种群中随机选取散枝猪毛
菜、紫翅猪毛菜、角果藜和叉毛蓬萌发幼苗各３０株，
自子叶出土后每４ｄ观察一次，直至真叶长出。在
野外测量植株高度，采用挖掘法和水冲法取完整植
株，在实验室测量根长，植株高度和根长用普通刻度
尺测量，并以单株的平均值为其平均植株高度和平
均根长；将样本分割为地上和地下部分，烘箱内
（７５℃，２４ｈ）烘干称重［１９］，地上、地下部分生物量的
测定以３０株×３组的平均值为其平均生物量。
１．４ 数据处理
采用ＳＰＳＳ １６．０软件对数据进行分析，Ｓｉｇｍａ
Ｐｌｏｔ １０．０作图。
２ 结果与分析
２．１ 株高与根长的动态变化
在幼苗阶段，这４种植物的生长动态均表现为
地上部株高的增长量小于地下部根的增长量。且株
高和根生长速率均表现为：角果藜＞叉毛蓬＞散枝
猪毛菜＞紫翅猪毛菜（表１）。
表１ ４种植物地上和地下部分的增长速率
Ｔａｂｌｅ １ Ｉｎｃｒｅａｓｅ ｓｐｅｅｄ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｏｕｒ ｐｌａｎｔｓ ｏｆ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ
植物名称
株高增长率
（ｃｍ／ｄ）
地上生物量增长率
〔ｇ／（ｄ·３０株）〕
根长增长率
（ｃｍ／ｄ）
地下生物量增长率
〔ｇ／（ｄ·３０株）〕
散枝猪毛菜 ０．０４１ １±０．００１ １ ０．００２ １±０．００２ ４ ０．２８０ ７±０．００３ ７ ０．００１ １±０．００１ ０
紫翅猪毛菜 ０．０３８ ０±０．００１ ８ ０．００２ ８±０．００３ ８ ０．２６６ ３±０．００３ ８ ０．００１ ２±０．０００ ８
角果藜 ０．０９１ ７±０．００１ ８ ０．００４ ４±０．００１ ４ ０．３７０ ６±０．０１３ ５ ０．００２ ５±０．００１ ５
叉毛蓬 ０．０７０ ５±０．００１ ６ ０．００２ ０±０．００１ ２ ０．３０４ ２±０．０１０ ７ ０．００１ ８±０．００１ １
从种子萌发到真叶长出，４种植物幼苗植株高
度生长缓慢。至真叶长出时，４种植物的出土高度
均低于２ｃｍ（图１）：角果藜出土高度为１．６５０ ０ｃｍ，
叉毛蓬的出土高度为１．５５０ ０ｃｍ，散枝猪毛菜的出
土高度为１．３９６ ７ｃｍ，紫翅猪毛菜的出土高度为
１．２９３ ３ｃｍ。
至真叶长出，这４种植物的根生长速度较植株
高度速度快。散枝猪毛菜的根长为９．５４３ ３ｃｍ，紫
翅猪毛菜的根长为９．０５３ ３ｃｍ，叉毛蓬的根长为
６．６９３ ３ｃｍ，角果藜的根长为６．６７０ ０ｃｍ。
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第６期 全杜娟，等：４种一年生藜科植物幼苗的生长动态
图１ 株高与根长的动态变化
Ｆｉｇ．１ Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｒｏｏｔ ｌｅｎｇｔｈ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｇｅｓ
２．２ 地上、地下生物量的比较
４种植物幼苗的生物量积累都较缓慢，且均表
现为地上生物量大于地下生物量（图２）。至真叶长
出时，４种植物的地上地下生物量比：散枝猪毛菜为
１．８９９ ２，角果藜为１．７７９ ３，紫翅猪毛菜为１．７０９ ６，
叉毛蓬为１．１４５ ５。
图２ ４种植物幼苗真叶时的地上和地下生物量
Ｆｉｇ．２ Ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｔｒｕｅ
ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｆｏｕｒ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ
３ 讨 论
植物高度的增长和根系深度的增加是植物器官
最重要的生长表现，其增长节律与比例关系是植物
个体适应环境的重要表征。本研究结果表明，在幼
苗阶段，４种植物根长的增长量均大于株高增长量，
且根的增长速率也大于株高的增长速率。对于荒漠
植物，水分、温度是最主要的环境影响因子。早春时
期，土壤中的水分相对充足，植物的根在土壤中生长
速度较快［２０］。在干旱期来临之前，幼苗根系的快速
生长在时间上的优先对其成活起着决定性作用，且
在早春季节的荒漠，幼苗早期根系的快速定植也起
到了保持水土、防风固沙的作用。同时，早春的气温
低且波动较大，植物刚开始萌发，经常受到低温的影
响，植株高度在早期生长缓慢，可以防止气温骤然降
低对幼苗造成的伤害。
植物个体和构件生物量特性是植物与环境因素
共同作用的结果，是植物对环境条件的适应能力和
生长发育规律的反映。新疆准噶尔盆地南缘属中温
带荒漠区，春秋季较湿润，夏季干旱。生长季早期，
平均气温较低，昼夜温差大，此时植物生长较为缓
慢，所以地上、地下生物量增加缓慢。一年生植物当
年光合作用的产物绝大部分用于地上部分的营养生
长和生殖生长，以获取最大的营养和生殖生长效
益［２１］，这４种植物在幼苗阶段的生物量积累均表现
为地上生物量大于地下生物量。４种植物幼苗的这
７６４
新 疆 农 业 大 学 学 报 ２０１１年
种生长特点以及生物量积累特点可能是荒漠植物对
荒漠环境长期适应的结果。
这４种藜科植物，种子萌发时间较为接近，幼苗
所感知的环境因素相似。但是角果藜的地上、地下
部分的生长速率最快，且角果藜从种子萌发至真叶
长出的时间最短，可能与角果藜的生长繁殖特性有
关。角果藜具有地上地下结果特性，其地下果实为
两枚，而地上果实为多枚［２２］，萌发后约３０ｄ开始开
花结实，即开始生殖生长。角果藜幼苗对地上部分
的投入资源较大，可以确保其繁殖活动的顺利进行。
因此，角果藜幼苗的地上地下生物量的配置策略，不
仅能够使其幼苗成功建植，而且使其能够在荒漠环
境达到最大的繁殖成功。
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