全 文 ：第1 3卷 第1 期
1 99 4年 6月
新疆师范大学学报( 自然科学版 )
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1 9 9 4
新疆禾本科短命植物的生物学 寒
与生态学特征
崔大方 于喜风
(生物 系 )
摘要 : 本文报导新俊 14 种禾本科短命植物 的生物学 与生态学特征 , 均属 春雨 型干春
短命植物 , 生活在荒澳生态环吮 中 , 利用春季温度回 升 和一定 的降雨 重 、冬季积雪融 水和
土攘基质具有一定保水特性等特 .点 , 迅速萌发生长 。 当夏季降雨 童减少 , 气候炎热 、 落发童
大 , 土攘水分急剧下降时 , 已完成生活周期 , 利用种子 和休眠状态的鳞茎来躲进夏季干热
不 良生态条件 。 温凉 、 湿润 、 长 日照是禾本科短命植物生长发育的良好条件 、而 于旱和 高温
刘是不利于它们延长生育期的因子 。
关键词 : 禾本科短命植物 、 生物学 、 生态学特征
新疆禾本科短命植物主要分布于天山北麓的荒漠和荒漠草原上 ,属春雨型早春短命
植物 。每年当春季来临时 , 它们利用生境 内良好的水热条件 ,迅速萌发生长 , 在荒漠上形成
明显的层片 , 成为早春草场的主要成分 , 在放牧利用上 ,具有恢复家畜体况 , 摧乳育幼的重
要意义 , 是畜牧业生产上的一类重要牧草资源 。 本文对新疆产 14 种禾本科短命植物进行
了生物学与生态学特征的观察与研究 , 试田反映它们生长发育的规律及其与环境的关系 ,
为充分利用其萌发返青早 ,生长发育快这一优势 ,合理开发 , 利用这类 植物资源提供一些
参考依据 。
1 生存环境 、 种类及分布
结近几年野外调查 , 新疆禾本科短命植物有 14 种 (含变种 ) ,隶属于 8 个属 ,包括一年
生短命植物 n 种和多年生短命植物 3 种 。 它们主要沿天山北坡 , 从伊犁谷地由西向东广
泛分布 ,且大多在广阔的 山前平原和沙丘沙地生长 ,其总趋势均 从西向东逐渐减少 ; 在垂
毒主文承崔及攀教姆宣阅全之 ,在此表示衷心感谢 .
国 家 目然科掌基金资助课胆 .收稿 日期 : 1 9 9 4一 0 3一 2 0
崔 大方 、 于喜风 新强禾本科短 命植物的生物 学与生态学特征
直分布上 ,一般是在海拔 50 。一 150 。 米之间的山前平原及前山地带 , 从海拔低处向高处显
著减少 。
1
.
1
. 禾本科短命植物的生存环境
新疆地处欧亚大陆腹地 ,属典型的温带大陆性气候 , 以干燥少雨 、 蒸发强烈 、 冬 季严
寒 、 夏季炎热 、 气温 日较差和年较差都很大为特征 , 北疆沿天山一带 (包括伊犁地区 ) , 雨季
多集中在春季 , 占全年降雨量的 30 一 40 写 , 但年降雨量较少 , 只有 1 0 0一 30 。毫米 。 在冬季
各地区均有不同程度的积雪 , 一般年份积雪厚度在 20 一 40 厘米 ,而且春季气温较低 , 蒸发
量小 ,不能形成地表径流 , 水分缓慢地渗入土壤 中 。 这些地 区纬度较高 , 年均温度 为 2一
9℃ , ) 10 ℃的年积温为 2 5 0 0一 3 5 0 0℃ ,无霜期 1 50 一 20 0 天 。 土壤特点主要取绝于当地水
热资源和植被作用 。 由于这些地区是受荒漠气候的影响 ,植被覆盖度低 , 同时形成土壤类
型简单 、 土层薄 、 发育不明显 , 土壤有机质含量少 、肥力低 、 清薄 。 在海拔 8 0 一 1c5) 。 米 , 位
于伊犁地区的特克斯 、 巩乃斯 、 尼勒克谷地 ,塔城盆地的山前倾斜平原和低山丘陵 ,天山 : !匕
坡低山带发育着粟钙土 , 年均温 2一 5℃ ,降水量 30 0 毫米 , 植被为以丛生禾本科植物为主
所组成的干草原 ,有机质多在 30 厘米以上土层中 , 含量 一般在 2一 6% ,成土母 质为黄上
状物质和砂砾质洪积一冲积物 。 海拔 5 0 0一 8 0 米 , 在中部天山北麓山前洪积一冲积扇上
部为棕钙土 , 年均温 2 . 5一 6 ℃ , 降雨量 1 50 一 2 50 毫米 , 植被为荒漠和草原化 荒漠两大组
成 ,成土母质为黄土状物质和砂砾 质沉积物 ,有机质含量 1一 2 % ;位于伊犁河流域伊犁河
谷地 、巩乃斯和尼勒克谷地西段山前平原上 ,发育着灰钙土 ,年均温 7一 8 ℃ , 降雨量 25 0一
30 0 毫米 , 植被为篙属半荒漠 , 成土母质为黄土状物质 , 短命植物在此地区发育最为旺盛 。
1 2
. 禾本科短命植物的种类与分布
1
、 鳞茎 早熟 禾 ( P o a b ul b o s a l一 )分 布于呼 图壁 、 乌鲁 木齐 、 阜康 、 伊犁等 地 , 海拔
8 0 0一 1 7 0 0 米的荒漠至草原带阳坡 。
2
、 胎生鳞茎早熟禾 ( P o a b u l b o s a o u b s p . v iv i p a r a ( K o e l . ) A r e a n g . ) 分布于巴里坤沙
尔乔克荒漠及农田边 。
3
、 荒漠胎生早熟禾 ( P o a b a 。 t r i a n a R o s h e v . )分布于阿勒泰 、 布尔津 、 塔城 、 玛纳斯 、 木
垒 、 伊宁等地 , 海拔 35 0一 1 3 0 0 米的荒漠及绿洲 。
4
、 旱麦草 ( E r e m o p y r u m t r i t i。 e u m ( e m e r t h . ) N e v s k i ) 分布于准噶尔盆地南缘 、塔城
谷地和伊犁谷地 , 海拔 60 一 1 3 0 0 米的荒漠及荒漠草原 。
5
、 东方旱麦草 ( E r e m o p y r u m o r i。 n t a l e ( 1 . ) J a u b e t S p a 。 h ) 分布于天 山北麓及伊犁
河谷的荒漠及草原化荒漠 。
6
、 毛穗旱麦草 ( E r e m o p y r t ; m d is , a r、。 ( (二 K o c h ) N e v s k i ) 分布于霍城县荒漠 。
7
、 光穗旱 麦草 ( E r e m o p y r 、: m 卜。 n 。 。 p。 r 、 i。 ( S p r e n g . ) N e v s k i ) 分 布于天 山北坡的荒
漠及荒漠原草 。
8
、 北方冠芒草 ( E n n e a p o g o n b o r e a l i s ( G r i s e b . ) H o n d a )分布于塔里木盆地东部和准
噶尔盆地北部的荒漠及荒漠草原 。
9
、 旱 雀麦 ( B r o m u s t e e t o r u m l , . )分布于北疆海拔 6 0 0一 1 3 0 0 米的低 山丘陵 、 山麓洪
积扇 、 覆沙地及沙丘 。
1 0
、 北疆 雀麦 ( B r o m u s s e w e : z o w ; 1 R e g 。 【) 分 布于 天 山北坡 、 塔 尔 巴 哈 台 山 , 海 拔
,
5 6
。
新服 师范大学学报 (自然科学版 ) 1 94 9年 第l 期
7 0。一 1 4。。 米的 山地荒漠化草原及 山地草原 。
1 1
、 新疆早 禾 ( Ere m opa os onga r ia e ( Seh re nk ) Rs oh e v, ) 分 布于北疆 , 海拔 1 0 0 0一
2 1 0 0米的荒漠草原及阳坡灌丛 。
1 2
、齿俘草 ( S e h i s m u s a r a b ie u s N e e s )分布于塔 尔巴哈台山 、天山北坡 、 塔里木盆地南
部与北部 ,海拔 35 0一 l 。。 o 米的沙漠及荒漠中的薄沙地 。
1 3
、新疆落芒草 ( P i p t a t h e r u m k o k a n i e u m ( R g l. ) N . R o s h e v . )分布于阿尔泰山 、 西部
阿拉套山以及北疆沿天 山一带 ,海拔 10 0 0一 1 7 0 米的山地荒漠化草原及山地草原 。
1 4
、 三芒草 ( A r i s t id a a d s e e n s i o n i s L . )分布于南北疆海拔 4 0 0一 1 6 0 0 米的荒漠 、草原
化荒漠及山地荒漠草原 。
2 生物学与生态学特征观察
.2 .1 生物学特征观察
禾本科短命植物包括一年生短命植物和多年生短命植物 。 一年生短命植物在当年完
成其生活周期后 , 整个植株干枯死亡 ,来年再由种子繁殖 ,生根 出芽长出新苗 , 但有些禾本
科一年生短命植物在秋季土壤有较好的水分时 ,种子也能萌发 ,并 以实生苗越番 ,表现 出
越年生的特 点 , 如东方旱麦草 。 多年生短命植物称类短命植物 ,禾本科类短命植物都具有
地下鳞茎 ,每年当地上部分枯死 ,而地下鳞茎则处于休眠状态 , 避开酷暑和寒冬的恶劣环
境 ,到次年春夭 , 当种子繁殖新苗的同时 , 也从这个地下鳞茎的休眠芽 、 不定芽生长出新的
地上植株 ,也有些禾本科类短命植物在秋季土壤有较充足的水分时 ,鳞茎上的芽也可以萌
发 , 长出幼苗 ,而且在 当年一直处于幼苗状态 , 于雪下越冬 , 翌年春季发育成生殖枝 ,如鳞
茎早熟禾 。
表 1 :禾本科短命植物生育期观察
森女樱 萌发 苗期鳞茎早熟禾 4 月上旬 4 月中旬
荒漠胎生早熟禾 3月底一 4 月初 4 月
旱麦草 4 月上旬 4 月中、 下旬
东方旱麦草 4 月上旬 4 月中、 下旬
光德旱麦草 4 月上旬 4 月
旱雀麦 3 月底 4 月
北穆雀麦 3 月底 4 月
齿得草 4 月初 4 月中旬
三芒草 3月底 4 月初
抽德 开花 结果 枯死
4 月下旬
5 月上旬
5 月上旬
5 月上旬
5 月上旬
4 月底
5 月
4 月底
4 月底
5 月土旬
5 月下旬
5 月中旬
5 月中旬
5 月中旬
5 月上旬
6 月上旬
5 月
5 月
5月中、 下旬
6 月
5 月 T 旬
5 月中、 下旬
5 月下旬
5 月下旬
6月中、 下旬
5月下旬一 6月初
6月
6 月
7 月
6 月上旬
6 月土旬
6 月上旬
6 月
7 月
6月中、 下旬
7 月
崔 大方 、 于 喜风 新 拼禾本科短命植物 四 生 物学与生态学特征
2
.
2
.环境因子对禾本科短命植物的影响
2
.
2
.
1水对 禾本科短命植物的影响
在荒漠区 ,水分条件显得特别重要 , 从表 2 可以看出禾本科短命植韧 、 类短命植物正
是利用春季降水量多的优势 , 长期适应这种环境 , 发育成为一种特殊的生态类群 。
表 2 :准嘴尔盆地南缘 (其索沈站 )气象要寨
月份 温度 ( ℃ ) 降水 ( m m ) 蒸发贡 ( m m ) 相对湿度 (% )
一 1 9 . 2 4 . 0 3 8 . 7 8 0
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1 1
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5
.
7 9
.
2
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合 计或平均 1 1 4 . 8 9 1 9 4 6 . 3
, 引 自参考文献 〔7〕 。
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图 l : 1 9 5 1一 1 9 8 0 年各月平均降水量 (据新橙八一农学院 气象站 记载 )
5 8
新扭师范大学学报 〔自然科学版 ) 19 9 4年第 1 期
(m m夕
一
/ 绝对干早期
干早期
生长期
非生长期
很度曲线
降水曲线
降水
口国哑一
如 0 54加1 o ro
图 2 :伊 犁气候图解 (引自文献〔 5〕 )
从图 l、 图 2 可以看出 ,春秋两季的降水量高于其它季节 ,春季又高于秋季 , 春季是短
命 、类短命植物生长发育的最好时间 , 在多雨的秋季也有部分禾本科短命 、 类短命植物萌
发生长 , 但因受温度逐渐下降的限制 , 生长时间太短 , 而不能结实 , 一直处于营养状态 ,进
入冬季休眠期 。
表 3 :准噶尔盆沙地含水 t (% )
来样深度 (c m ) 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月
5 5
.
7 4
.
7 2 3
.
1 5 2
.
8 6 1
.
7 4 1
.
3 1
1 5 4
.
1 5
.
1 4 2
.
5 8 2
.
5 6 2
.
3 6 2
.
5
3 0 2
。
0 6 3
.
7 5 1
.
6 4 2
.
6 6 2
.
4 3 2
.
1 5
5 0 1
.
7 7 2
.
0 2 1
.
9 9 2
.
4 8 2
.
0 0 1
.
3 6
7 0 2
.
1 7 1
.
9 6 1
.
9 7 2
.
1 8 2
.
2 0 2
.
0 6
引自“ 莫索湾沙淇化 防治措施研 究” 鉴定材料
在古尔班通古特沙质荒漠 ,没有地表径流 , 不形成水文网 ,地下水位又很低 ,在沙漠边
缘地下水深度约 5一 16 米 , 在广大 沙漠内部> 16 米 。 地下水不仅深而且矿化度很高 。 沙漠
内部生长的植物一般不可能利用地下水 , 只能依靠湿沙层 ,少量 的大气降水或沙层凝结
水 。 在此地 区 , 土壤基质为疏松沙层 , 毛细管作用微弱 , 又使沙层中水分不易通 过蒸发散
失 ,加之春雨多系细雨 ,在沙层中不致形成重力水而迅速下渗 , 春季一般都有湿沙层存在
(如表 3 ) ,这种湿沙层的存在 为浅根系的短命植物在生长发育期间 , 提供了十分有利的水
分条件 ,而且禾本科短命植物具有高蒸腾强度 、高吸水力和低持水力 、 低 自由水量等特点 。
因此 ,该沙漠的植物 ,除了短命 、 类短命植物以及少数长营养期的一年生植物外 ,几乎全为
一
5 9
-
崔大方 、 于喜风 新珊禾本科姐命植物 的生物学与生态学特征
旱生和超旱生植物 。
2
.
2
,
2
. 温度与光照对禾本科短 命植物的影响
植物的生长 、发育 、 一切生理作用 、 代谢等均需要在一定温度条件 ~ }; 进行 。 从表 1 、 表
2
、 图 1 、 图 2 相对 比来看 , 当 4 月份水条件满足时 , 随着温度的升高 、 瀚然延水 ,短命 、 类短
命植物便生长发育起来 , 5 月份开花结果 , 待 6 月中旬以后高温来临时它 们已枯死 ,利用
种子或鳞茎进入夏季休眠时期 ,根本就不受夏季高温的影响 。根据近几年对禾本科短命植
物的解剖结构观察结果 , 发现叶肉细胞比较发达 ,细胞间隙小 , 叶肉及叶鞘内绿色同化组
织含有数量多体积大的叶绿体 ,增强了光合作用效率 ,它们均属于高光效中生植物 , 因此 ,
在低温和弱光的春季 , 也能进行光合作用 , 并能完成整个发育阶段 , 生长期之所以短暂 , 即
是对其特定环境的适应 。
3 讨论
从生育期的观察结果来看 , 由于禾本科短命 、类短命植物生活周期很短 . 3 月下象一 4
月初萌发返青 , 到 5 月中下旬相继结实 , 6 月份死亡 ,植株生长的高度通 常在 10 一 2。 厘
米 。 因此 ,这类植物生长发育阶段分化不及长营养期植物那样明显 , 即使有明显的发育阶
段 ,也因时间很短 ,而不易辨别 。 多数植物 , 因早春温度低 ,苗期比较短 , 随着温度升高 、 日
照时间延长 ,植株很快抽穗 ,开花结果 ,而且花果期较长 。 除了苗期和花果期外 ,其他发育
阶段很难区分 。
从禾本科短命植物对生态条件的需求来看 , 对水分条件要求相当严格 ,从多年来的平
均降水资料来分析 , 春季降水量均高于其他季节 , 土壤水分相应也较高 , 所以 ,才能使这类
植物在干旱的荒漠 区 , 春季形成 明显的短命植物 层片 , 也是影响这类植物分布的主要 因
子 ; 而温度对它们生长发育的作用 ,主要表现在早春低温情况下 ,就能萌发返青 , 早于长营
养期植物 ,有一定耐寒性 ,但低温对植物生长速度影响显著 , 在整个生育期内 ,初期植物生
长速度缓慢 , 由于温度始终都较低 ,植株低矮 , 当温度回升到一定状况 、 日照长度延长到一
定时数 , 营养生长立刻转为生殖生长 。 6 月中旬以后温度迅速升高 ( 见图 2 ) ,当高温到来时
它们已进入休眠状态 , 因此 ,温凉 、 湿润 、 长 日照是禾本科短命植物生长发育的良好条件 ,
而干旱和高温则是禾本科短命植物延长生育期的限制因子 。
参考文献
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新搔人民出版社 。
崔乃然主编 , 1 9 9 0 年 : 《新疆饲 用植物志 》第一 册 , 新脸人民出版 社 。
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张立运 , 1 9 8 3 年 : 新橙 天然草场上的短命和 类短命植物及其饲用评价
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、 、产、刀诊、、夕1人9目dQ连`/、`产r、了tZ
新粗师范大学学报 (自然科学版 )9 9 1 4年第l 期
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( 6)
才 .
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37 一 41 页 ,科学出版 社 。
黄培佑 , 1 9 9 1 年 : 准嘴尔盆地荒澳生物类群与环境的关系 , 《生态学杂志 》
1 0 : ( 1 )
。
于 喜风等 , 1 9 9 1 年 : 新怪 禾本科短命植物齿释草的解剑学研 究
《新脸师范大学学报 》 , 1 9 9 1 年 自然科学版 。
、、声、 .了甲.ǎ匕了`、ùtó
A N O B S E R V A T I O N O N T H E B I O L O G I C A L A N D
E C O L O G T C A L F E A T U R E S O F E P H E M E R A L P L A N T S
O F G R A M I N E A E I N X I N J I A N G
C u i D a f a n g Y u X if e n g
A b s t r a C t
I n t h e f o l l o w i n g p a p e r
,
t h e e e o l o g i e a l a n d b io l o g i e a l f e a t u r e s o f f o u r t e e n e p h e m e r a l
p l a n t s o f g r a m i n e a e a r e r e p o r t e d a n d t h e s t u d y p r o v e s t h a t a l l t h e f o u r t e e n s p e e ie s a r e
e a r l y
一 s p r i n g e p h e m e r a l p l a n t s o f s p r i n g
一 r a i n t y p e
.
U t i l i z i n g t h e r i s i n g t e m p e r a t u r e
, s u i t
-
a b l e r a i n f a l l
,
m e l t i n g a e e u m u l a t e d
一 s n o w in s p r i n g
, a n d t h e p r o p e r t y o f k e e p i n g w a t e r o f
t h e e a r t h m a t r i x
,
t h e s e p l a n t s g e r m i n a t e a n d g r o w r a p id l y
,
t h o u g h t h e y l iv e i n t h e a r id
d e s e r t e n v i o r m e n t
.
In s u m m e r
, r a in f a l l d e e r e a s e s
, a n d w e a t h e r 15 h o t ; w h i l e t h e e v a P o
-
r a t i o n 15 h i g h
, a n d t h e m o is t u r e e o n t e n t o f 5 0 11 c o n t r a e t s
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e n s u m m e r b r i n g s a b o u t
t h e s e u n f a v o u r a b l e e o n d it i o n s
, t h e s e P l a n t s h a v e e o m P l e t e d a l i f e e y e le a n d a r e a b le t o
s u r v i v e t h e d i s a d v a n t a g e o u s f r o m d r y a n d h o t e e o l o g i e a l e o n d i t i o n s b y m e a n s o f t h e p r o
-
d u e e d s e e d s a n d d o r m a n t b u lb s
.
T h e i r g r o w t h d o e s n o t r e q i r e r i g id e o n d i t i o n s o f t e m p e r
-
a t u r e , s u n s h i n e a n d 5 0 11
.
K e y w o r d s
: t h e e p h e m e r a l o f g r a m i n e a e
, e e o l o g i e a l a n d b io l o g i e a l f e a t u r e s
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