全 文 ：第9卷第2期
1 9 9 2年 6月
干 早 区 研 究
A R D Z IO N E R E S E A R C H
VO I
.
9 N O
.
2
Ju n
.
1 9 9 2
策勒县流动性沙地沙拐枣属的引选和造林研究 `
张鹤年
(中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所 ,乌鲁木齐 , 8 3 0 0 1 1 )
〔摘要〕策勒县南倚昆仑山 ,北入塔克拉玛干沙漠腹地 ,属极端干旱的荒漠地区 。 沙拐枣属在这里选
优获得成功 ,筛选出的主要种 : 东疆沙拐枣 , 头状沙拐枣 、 乔木状沙拐枣 。
本文研究了沙拐枣属抗干旱 、 抗风蚀 、 沙埋等的内在机制 , 以及抗逆性造林技术 。
关健词 沙拐枣 , 引选 ,抗逆性造林 。
沙拐枣属 (aC il g on u m )为寥科灌木植物 , 广泛分布于亚洲 、 北非 、 南欧 。全世界共有 30 余种 。
我国约 20 余种 , 主要分布于新疆 、 青海 、 甘肃 、 宁夏和 内蒙西部的荒漠 、 半荒漠地带 。该区地域辽
阔 , 自然条件严酷 ,因而引种选育适生的沙拐枣属植物种 , 研究其抗逆性造林技术 ,对 “ 三北 ” 防
护林建设中难度较大的流动性沙地 (丘 )造林有其重要的意义 。
1 试验区选择及其自然条件
研究地点在策勒县绿洲外围雏形流动性沙丘 (地 ) ,演暖温带极端干旱的荒漠区 , 为近代沙
漠化废弃的策勒河灌区 。 策勒县地处东经 8 0 0 0 3` 一 8 4 0 1 0` , 北纬 3 5 0 一7` 一 3 9 0 3 0 , ,平均气温 1 1 .
9℃ ,绝对最高气温 41 . 90 , 绝对最低气温一 23 . 9℃ ,大于 10 ℃ 的年积温 4 3 n ℃ , 年 日照 27 01 小
时 , 年降水量 34 毫米 .蒸发量 2 5 9 5毫米 ,无霜期 2 09 天 ,地下水位 10 ~ 17 米 ,海拔 1 3 0 0米 。
沙丘地表沙粒组成以细粉为主 ,约 占90 % 。 因而极易在风力作用下造成风蚀和堆积 ,为 当
前防风固沙重点地区 。
2 参试树种和试验方法
参试树种 : 东疆沙拐枣 ( C . ik e m en iltz ) 、头状沙拐枣 c( . ca uP t一 m ed us ae ) 、 乔木状沙拐枣 ( c
a r o b o r
e s ce n s )
、 红皮 沙拐 枣 ( e . r u b i e u n d u m ) 、 白皮 沙 拐枣 ( c . l e u e o e l a d u m ) 、 密 刺沙 拐 枣 ( C ·
d e u s u m )
、 网状沙拐枣 ( C . e a n e e 一l a t u m ) , 昆仑沙拐枣 ( e . r o b o r o v s k ii ) 。
试验材料为一年生插穗及一年生实生苗 。
将供试材料按随机行间混交方式 ,在流动沙地上布置田间试验 ,重复三次 。
3 引选结呆
在新疆塔克拉玛干沙漠南缘极端干旱的荒漠地区 ,营造沙拐枣林的主要 目的是防风 固沙
和提供薪柴 ,生态和经济效益两者兼顾 。 试验结果见表 1 。
从表 1看出 ,在相同的条件下 ,造林当年成活率最高的为东疆沙拐枣 95 % ;最低的昆仑沙拐
· 收稿 日期 x 9 9 2一 0 2 一 0 5
, 参加该项试验的主要人员 :刘名廷 、张希明、 刘文江 、 热汗古丽 、 阿不拉等 。
DOI : 10. 13866 /j . azr . 1992. 02. 002
2期 张鹤年 :策勒县流动性沙地沙拐枣属的引选和造林研究 9
枣只有 8% , 由高到低排列如下 : 东疆沙拐枣 > 头状沙拐枣 > 乔木状沙拐枣 > 红皮沙拐枣> 白
皮沙拐枣> 网状沙拐枣 > 密刺沙拐枣 > 昆仑沙拐枣 ,从而得出在极端干旱的流动沙地植苗造
林沙拐枣属的 8个种中的适应性以东疆沙拐枣最佳 。
表 1 8种沙拐枣造林试验结果
树种 成活率 第三年 平 均 生 长 量 . 地上部分 覆盖度
写 保存率 生物量 %% 高度 地径 冠幅 公斤 /亩
( e m ) ( e m ) ( e m 义 e m )
东疆沙拐枣 9 5 . 0 9 5 . 0 2 0 2 . 0 4 . 3 2 2 0 只 止 10 7 * 2 5 l
头状沙拐枣 9 0 . 0 8 5 . 5 18 6 . 7 3 . J 2 5 0 X 分飞母 j 8 5 二重又
乔木状沙拐枣 8 3 . 3 6 6 6 1 6 4 . 5 3 5 15 3 只 1 5弓 3 9 6 2 7
红皮沙拐枣 7 8 . 0 7 8 3 9 8 . 8 2 . 8 15 3 丫 J 5 0 I C 5 2 9
白及沙拐枣 7 0 . 0 6 6 5 9 2 . 5 2 . 0 1 8 2 X 1 8 2 2 2 5 . 5 2 5
网状 少拐枣 5 8 3 5 5 . 工 ! 8了 . 0 2 . 4 2 11 丫 2 0 2 2 3 6 . 5 2 2
密 刺沙拐枣 55 . 0 1 6 . 5 14 7 . 0 3 . 7 1 8 1 丫 1 85 14 3 2 1
昆 仑冰 拐枣 8 . 0 0 . 4 0 6 5 . 0 / 1 5 3丫 1 35 1 32 3
从表 1各项指标的综合评价 , 同样得出东疆沙拐枣最优 , 其次是头状沙拐枣和乔木状沙拐
枣 , 故选为固沙造林适宜的优 良种 。
4 抗逆性试验研究
沙拐枣属绝大多数种 , 由于长期适应恶劣的生境条件 ,形成了十分抗旱和耐风蚀 、 沙埋 、 高
温的特性 。但抗逆性程度还有一定差异 , 因而作了抗逆性机制种间对比研究 。
.4 1 抗旱性研究
沙拐枣属灌木 ,虽然是典型的荒漠植物 ,但在塔里木盆地南部的荒漠地区 , O一 1 0 厘米沙
层内 ,平均 自然含水率仅 0 . 2一 0 . 3 % ,不灌溉 ,不能成活 。 为模清成活与土层水分的内在关系 ,
研究其灌水量与沙拐枣的生长关系则显得格外重要 。
4
.
1
.
1 1 9 8 8一 1 9 9 0年连续三年在生长阶段分别逐月测定沙层含水率与生长量 `见图 1一 s) ,以
了解沙地水分变化与沙拐枣生长成活的关系 。
从图 l 看7种沙拐枣灌溉造林当年高生长与沙层 含水率变化基本上是一致的 , 由于春季的
灌溉 , 沙层。一 1 0 厘米的含水率提高到 5 . 4% 。于当年 6月初第二次灌溉 , 6月 23 号测定 O一 10 厘
米平均含水率提高到 7 . 8% , 7月份七种沙拐枣高生长迅速 ,其中东疆沙拐枣高生长为 1 82 厘米 ,
白皮沙拐枣 1 03 厘米 ,有 4个种高生长达高峰 , 3个种缓慢增加 ,从而证明 7月份以前沙层含水率
是适宜的 。 7月沙层含水量下降至 3 . 7 % , 8月份 2 . 6% ,此时 7种沙拐枣均生长缓慢 ,其中白皮沙
拐枣出现负增长 ,表现出同化枝变黄 ,枯梢 ;东疆 、 网状 、红皮亦呈负增长 ,从而说明此阶段沙层
日目` ~
1 0 干 旱 区 研 究 9卷
2. 6一 . 37 %的含水率 已不能满足生长的要求 ,应该补充灌水 。
高度
1 8 0
.砂一
月份
从图 2看 , 1 9 8 9年春季 由于冬季积雪和
春季相对湿度大 , 沙层含水率 4 . 48 % , 因而
发芽展叶阶段 ,没有出现缺水 的现象 。 随着
生长的加速 , 土层含水率的逐渐下 降 , 5月
29 日后表现出生长缓慢 , 土层水分不足 。头
状 沙拐枣 高生 长量仅 为 1 9 8 8年同期 的 1/
1 0
。 而白皮 、 昆仑 、 密刺 、 乔木状沙拐枣均出
现负增长 , 证明此时土层含水率已不能维
持缓慢增长的需要 , 当含水率增加到 3 . 7%
以上时 ,又重新呈现缓慢增加的现象 , 从而
证明在极端干旱的荒漠地 区流动沙地沙拐
枣植苗造林的水分界限 : 适宜的为 5 . 4一 .7
8 % ; 维持缓慢生长的土壤含水率为 3 . 7% ;
当含水量 1 . 2一 1 . 5%时生长全部停止 , .0
8%时逐步凋萎枯死 。9含水率
图 1 . 1 9 8 8年土镶含水 t 与七种沙拐枣高生长 高生长量
2 4 0
1 1
.十 2 2 0 东眼
/ /
旦七一 \头状
0821
1 0
9
高生长量
k
2 0 0
/
·
/ 厂 ’ 茱氮- \ 、 \含水率
8灯 _ - /
.一荞抓
参怪沂
\ ~ ~ ~
/ z
,
2 产一
二二` , ~ ` 二一一一尸乙 一一
/
慕荞获
二丁
_
.
_
一
/
~ ~ ~
~ 一
密刺
口 ` . . , ` 目目目 ` . ~ 一一 -一 一一 一 _丝熟尹 _
_ _ _妙二
~口 . 碑 ` 一 一 -
_ . , , 口 , 一, ~ , . 碑口户 .
一0犷理湘井套上二一 、 、 . , 。
一 、妙一 , 、 一尹
/
/
4寸 含水率 / 良仑
. 叫 . . .一一 . 一~ 叫 . . 今 . . , . . 目. . . .. . . . 一一 ` 一月份
右一 卜0
\ _ 一尸 `二一一 ’ 一一 ` 一 / 、一 z 一 \ 、 、 、 、多鱼努一月份
图 2 . 1 9 8 9年土续含水且与七种沙拐枣高生长 5一 6 7 8 9
4
.
2 抗旱性机制 图 3 . 1 99 0年土壤含水量与八种沙拐枣高生长
.4 .2 1 生物生态学特性
沙拐枣叶退化 , 以绿色同化枝代行光合作用 , 以减少水分消耗 。 气孔 凹陷 , 数量多且小 ,东
2期 张鹤年 :策勒县流动性沙地沙拐枣属的引选和造林研究
疆沙拐枣为7 95 个 /平方毫米 。 同化枝呈圆柱形 , 以减少表面与体积之比 。 8种沙拐枣的表面积与
体积之 比均在 2 . 94 一 4 . 5 之间 。 枝条多节 ,多分枝 , 夏季高温时嫩枝生长缓慢或停止 ,呈 “ 假死 ”
状态 , 甚至脱落部分嫩枝 , 以减少体内水分的消耗 。 根系十分发达 ,有的种根幅可达 30 米 。保证
了植株对水分的吸收 。这些都是沙拐枣能在流沙上旺盛生长的重要原因 。
4
.
2
.
2 水分生理特性
沙拐枣的组织含水量和相对含水量一般高于其他旱生树种 ,说明保水力强 。 此外体内束缚
水含量的高低和抗旱性呈正相关 ,故旱生植物束缚水和 自由水的比值也较高 。 沙拐枣的束缚水
/ 自由水比值一般高于其他旱生植物 。
沙拐枣的水势是较低的 ,这样就提高了植物的吸水能力 。蒸腾速率和气孔 传导速率一般均
低于其他沙旱生植物 ,这就减少植物体内水分的消耗 ,维持体内水分平衡社原生质的活力 .有
利于抵抗干旱的威胁 。综上可知 ,沙拐枣的水分生理特点 ,揭示了其抗早能力强弱的内在矶制 。
4
.
2
.
3 凋萎系数的测定
各种沙拐枣的凋萎系度不同 ,说明不同沙拐枣对水分逆境的反应及适应性的差异 。经测
定 ,调萎系数的排列次序为 : 昆仑沙拐枣 0 . 53 < 红皮沙拐枣 0 . 5 < 密刺沙拐枣 0 . 59 < 东疆沙拐
枣 0 . 6 2 < 乔木状沙拐枣 0 . 75 < 头状沙拐枣 。. 7 。凋萎系数愈低则吸水能力愈强 。
4
,
3 抗风蚀 、 沙埋 、高温等不良生境的机翻
沙拐枣除抗旱性以外 ,还有耐风蚀 、 沙埋 、高温等抗恶劣环境的能力 。其原因在于沙拐枣茎
枝坚硬 ,木质部发达 , 韧皮部极度退化 ,绿色同化技生长块 ,皮层加厚迅速 ,同化枝表皮薄而光
滑 ,可反射弧光辐射 ,根部还具有很厚的木栓组织 ;同化枝皮下具一层无叶绿素的细胞 ,积蓄着
类似脂肪的物质 , 以保护内部组织 ,不受剧热等恶劣环境的危害 。这些形态结构都加强了沙拐
枣抗风蚀 、 沙埋 、 高温的能力 。
沙拐枣有极强的抗风蚀 、 沙埋的能力 , 沙埋后迅速长出不定根 ,形成灌丛沙堆 ; 风蚀所暴露
的根系可迅速 “茎干化 ” 。据测定东疆沙拐枣主根风蚀深度 50 厘米 ,侧根暴露出总长度 6 . 3米 ,地
上部分倒伏 ,扶正后仍能正常生长 。
此外 , 沙拐枣抗沙埋性能亦是极强的 ,据观测 , 5年生头状和乔木状沙拐枣 ,聚沙成丘高 2 . 5
米 ,年平均聚沙 50 厘米 ,生长仍十分旺盛 , 平均高度达 3 . 5米 , 最大高度达 .4 5米 。我们还观察到
头状沙拐枣在造林当年 6月份沙埋全高的 90 %时 ,仍能健壮生长 。
5 抗逆性造林技术的研究
在沙拐枣属抗逆性内在机制的基础上 ,笔者进一步探索了抗逆性造林技术 。
在塔克拉玛干沙漠南缘 ,极端干旱的流动沙地造林 ,无论采取什么方法 ,都必须进行灌溉 。
本试验先后进行过植苗造林 、扦插造林及夏洪造林 ,分述如后 :
5
.
1 植苗造林 : 宜于春季进行 ,在土壤解冻时进行 , 宜早不宜迟 。 植前需修渠筑埂 , 免耕沟植 ,
灌足底水 。植后再灌水一次 , 合计每公顷灌溉量约 2 7 0 0立方米 , 测得发芽生根 阶段土壤 O一 10
厘米含水率为 5 . 1刁% ,成活率可超过 85 % ,最高达 95 % 。
5
.
2 扦插造林 : 选用天状 、 乔木状 、东疆 、 红皮四种沙拐枣 ,先后进行过春季与夏季扦插造林试
验 ,其结果证 。 奋季扦插造林是可行的 ,而夏季扦插造林成活甚低 ,不宜采用 。 :
春季打插造林宜采用免耕沟植法 , 以深擂 4 0c m 为宜 , 因该地区春季多风 , 降雨稀少 ,植被
稀疏 ,地表易风蚀 , 因此造林以深擂较为适宜 。 试验结果 ,春季擂条造林深度拍厘米 ,成活率平
12 干 旱 区 研 究 9卷
均 83 % ,年终平均高度 20 8厘米 ,基径 2 . 5厘米 ,冠幅 1 60 x 1 40 厘米 ;地上部分生物量鲜重 3 1 5 0公
斤 /公顷 。说明春季深扦是可行的 。
5
.
3 夏季直播造林 : 春季极度缺水是限制当地造林规模的关键因素 , 为此笔者进行了夏季直
播造林的探索 ,其结果获得了突破性进展 ,扩展了造林新路 。夏季直播造林 ,时间宜选在 6月中
旬至 7月初 ,过早洪水不稳定 ,与农业争水矛盾突出 ,过迟影响苗木越冬 。
夏季直播造林的关键技术是 : 沙拐枣种子处理及出苗期土层湿度 ,试验结果见表 2 。
表2 种子浸泡时间播种效果比较 (7 月 1日播种 )
出苗天数 苗出齐天数
流水浸泡 7天 5 7
流水浸泡 3天 10 15
对 照 l 5 2 0
从表 4看流水浸泡 7天效果最好 , 比对照提前 10 天出苗 ,提前 13 天出齐苗 。 因流水浸泡 7天种
子已充分吸水膨胀 ,胚芽已萌动 ,种皮 已软化 ,故播后种子迅速破土出苗 ,有利于充分利用沙层
水分 ,保苗率高 。浸泡 3天的种子尚未吐白 , 不利于播后及时出苗 。未经处理的种子播后 15 天 ,才
开始出苗 ,此时正值高温蒸发剧烈季节 ,沙面温度高达 65 一 70 ℃ ,土壤浅层水分极易散失 , 出苗
周期长 ,幼苗易遭 日灼 , 不利于保苗 。
直播造林成败的关键措施之一是 出苗期的土壤湿度 ,而土壤湿度在该试验区又取决于灌
溉量及灌溉次数 。 试验结果表明灌溉一水的直播造林效果较差 ,每米出苗数仅 0 . 1左右 ,保苗数
每米 0 . 0 0 1 ,主要原因沙层水份不足 , 而灌溉二水的沙层 0一 1 50 厘米含水率达到 5%以上 ,可供
发芽生根所需水份 ,故出苗和保苗均较好 ,每米出苗数 1 . 2 ,保苗数 0 . 96 。 足以证明土层湿度是
直播造林的关键技术之一 。
A S t u d y on th
e S P e e i es 旋 l e e it o n o f C a il g o n u m a n d I t s
F o r e s t a t i o n i n t h e D r i f t一 s a n d A r e a o f C e le C o u n t y
Z h a n g H e n i a n
( X i n j ia n g nI
s t i t u t e o f iB o l og y
,
P e d
o l o g y a n d D e s e r t R e s e a r e h
,
C A S , U r u m q i
, 8 3 0 0 1 1 )
A b s t ar e t C
e
l
e
C o u n t y
,
w it h th e K u n l u n M
o u n ta i n i n ist s o u t h a n d ht
e
h i n t
e r l a n d o f th e T a k l a m a k a n
D e s e r t i n i t s n o r ht
,
15 a n e x t r e m e l y a r id a r e a
.
I n t r o d u e ti o n a n d s e le e t io n o f f in e sP e e ie s o f aC l l g
o n u m
i n h
e r e h a v e m e t w i t h s u e e e s s
.
T h e s e l e e t e d f in e s ep e ies a r e C
.
k le m e n t z i i
,
C
.
e a P u t一 m e d u s a n d C . a r o -
b o r
e S C e n s
.
T h i s P a eP r s t u d i
e s t h e d r o u g h t r e s is at n e e
, w i n d一 e r o s i o n r e s i s ta n e e , sa n d r e s is at n e e a n d o t h e r e h a r -
a e t e r is t ie s a s w e l l a s th e t e e h n i q u e s o f f o r e s t a ti o n u n d e r th e a d v e r se e ir e u m s t a n e e s
.
K e y w o r d s : C a l il g o n u m
, s e l
e e t i o n o f f i n e s P e e i e s
,
f o r e s t a t i o n u n d
e r t h e a d v e r s e e ir e u m s at n e e s
.