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新疆白刺属植物空间分布及其生物学特性分析



全 文 :新疆林业2015.3
白刺植物为超旱生或旱生灌木或小灌木,是中亚
大陆荒漠地带的典型景观植物,也是荒漠区系灌木层
片中优势种或建群种之一。在我国,主要分布于西北
及北部降水稀少的干旱荒漠和半荒漠地区,是内蒙
古、甘肃和新疆一带荒漠植被的重要建群种之一。白
刺植物具有耐干旱、耐盐碱的特点,可作为戈壁、沙漠
地区防风固沙的优良树种,对沙源地绿化、流动沙丘
固定以及铁路、公路、农田、草原、村镇的保护都能起
到其他灌木无法替代的作用,具有不可估量的生态价
值。据目前所知,白刺属植物在全世界有12种,中国
有8种,新疆有6种,主要分布于塔里木盆地西部,并
零星出现于准噶尔盆地、吐鲁番盆地。典型生境为山
前洪冲积扇的扇缘带、湖盆边缘及荒漠河流沿岸阶
地,土壤为盐化荒漠土或盐土,地下水位2~5m左右。
新疆白刺植物经常形成单优势种群落,或与柽柳、梭
梭、琵琶柴、盐穗木、盐爪爪和黑果枸杞形成多种复混
群落。在塔里木盆地西部经常形成灌丛沙堆,沙堆高
度50~70cm,直径2~4m。在地下水水位1~3m的盐
渍土上,群落覆盖度40%~50%,与梭梭、琵琶柴等植
物组成的多种复混群落盖度可达70%~80%。伴生植
物丰富,主要有黑果枸杞、盐爪爪、无叶假木贼、疏叶
骆驼刺、花花柴、柽柳、囊果碱蓬、芨芨草、耳叶补血
草、大叶补血草、芦苇等;在地下水水位3~4m以下的
龟裂性盐土上,则生长衰弱,盖度一般为20%~30%,
很少超过50%,沙堆间低地生长有盐爪爪等盐柴类
半灌木。近几十年来,由于气候变化及人类活动的影
响,新疆荒漠绿洲边缘地带的大量白刺植物群落逐渐
衰退,造成白刺灌丛沙堆活化。本文根据野外实地考
察和相关参考资料,对新疆白刺属植物的空间分布、
生物学特性和生态效益进行深入分析,以揭示新疆白
刺植物的生物学特性及其维护荒漠生态的重大作用,
为新疆白刺属植物的保护和开发利用提供参考依据。
1 新疆白刺属植物的空间分布
白刺属植物在全世界有12种,分布于亚洲、欧
洲、非洲和澳大利亚的荒漠,横跨欧亚大陆,分布很
广。中国有8种,广泛分布于北方和西北的湖盆沙地、
新疆白刺属植物空间分布
及其生物学特性分析
新疆师范大学地理科学与旅游学院 玉苏甫·买买提 艾萨迪拉·玉苏甫
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新疆林业2015.3
绿洲外围沙地、山前平原、盐渍化沙地等干旱地带,西
起塔里木盆地西沿,东至东北三省的西部,南达青海
共和盆地的河卡,北至准噶尔盆地的北缘。新疆有6
种,集中分布于塔里木盆地西部,零星出现于准噶尔
盆地、吐鲁番盆地。
1.1 泡果白刺
泡果白刺是荒漠群落最主要建群种之一,为荒漠
区一种避盐的强旱生小灌木,其在地理成分上是戈壁
种,广泛分布在荒漠、山前平原和沙砾质平坦沙地,
分布区海拔700~1280m,降水量小于100mm,土壤
为棕漠土,土壤中富含石膏,表层多数覆沙。产于巴里
坤、哈密、焉耆、库尔勒、阿克苏、喀什、英吉沙、莎车、
且末等地。本种有固沙作用,也可做骆驼的饲料。
1.2 大果白刺
大果白刺主要分布于湖盆、绿洲和低地边缘及荒
漠沙地,农田的渠畔、路旁、田边、防护林缘等水位条
件较好的地方,能形成低平的白刺灌丛沙堆,分布区
海拔 1 000~2 500 m,降水量小于 150 mm,土壤为灰
棕漠土和盐化粘壤土。产于巴里坤、奇台、奎屯、尉犁、
阿合奇、乌什。
1.3 白刺
白刺多分布于准噶尔盆地的山麓砾质荒漠地带、
平原河谷地带以及艾比湖西北等地的淤积平原,经常
与柽柳、琵琶柴等灌木混生,分布区海拔 1
100~2 700 m,降水量小于200mm。产于青河、布尔
津、玛纳斯、精河、和硕、阿克苏、阿克陶。
1.4 帕米尔白刺
帕米尔白刺多分布于高山荒漠带岩石边缘、河流
沿岸及湖岸边盐碱地,分布区海拔2300~3500m,降
水量小于300mm。产于阿克陶县木吉公社、吾依塔克
林场,塔什库尔干红旗拉甫口岸。
1.5 西伯利亚白刺
西伯利亚白刺生于轻度盐渍化低地、湖盆边缘沙
地。在荒漠草原及荒漠地带的盐渍化草甸上可成为优
势种并形成群落,株丛下经常形成半圆形灌丛沙滩。
分布区海拔700~1600m,降水量小于300mm,土壤
为棕钙土、滨湖盐渍土和潮土。产于阿勒泰、布尔津、
和布克赛尔、塔城、巴里坤、吉木萨尔、阜康、乌鲁木
齐、昌吉、玛纳斯、伊宁、和硕、和静、焉耆、吐鲁番、库
尔勒、阿合奇。本种为重要的防风固沙植物,枝叶和果
实可作饲料;果实味酸甜,可食,药用;果核可榨油。
1.6 唐古特白刺
唐古特白刺具有适应沙埋的特性,枝条被沙埋后
易生不定根,促进其营养繁殖,能形成l~3m的灌丛
沙堆。生于荒漠草原至荒漠带的湖盆边缘、河流阶地、
盐化低洼地。分布区海拔500~2500m,降水量小于
200mm,土壤为原始灰棕漠土、灰钙土、半固定沙地。
产于阿勒泰、精河、和静、轮台、阿合奇、和田、且末、若
羌等地。
2 新疆白刺属植物的生物学特性
新疆白刺属植物灌木或小灌木,高0.5~2m;树皮
灰白色,枝端硬化成刺状;托叶细小,单叶互生,肉质,
全缘,长10~25mm,宽2~5mm;花小,白色或淡黄色,
两性,雌雄同株,顶生聚伞花序;花萼5,花瓣5,肉质,
基部联合;子房上位,长圆形,3室,每室1胚珠,形成
短的3浅裂卵形柱头,并被有乳点状突起;浆果状核
果,外果皮肉质,中果皮木质,内果皮石质;种子1粒,
具膜质种皮和无胚乳的胚。
2.1 泡果白刺
灌木,高30~60 cm;枝平铺地面,树皮淡白色,多
分枝,不育枝先端刺状;叶2~3片簇生,近无柄,狭窄
线形,急尖,长 0.5~2.5 cm,宽 2~4 mm,顶端锐尖或
钝,全缘,托叶三角形;花梗长1~5mm,花5数,萼片
绿色,花瓣白色,长约2mm,雄蕊 10;果在未成熟时
披针形,顶端渐尖,密被黄褐色柔毛;成熟时果皮膨胀
成球形,果径约1cm,果核狭窄,纺锤形,长8~9mm,
先端渐尖,表面具蜂窝状小孔;花期5~6月,果期
6~7月。
2.2 大果白刺
灌木,高1~2m;枝多,白色,顶端针刺状;叶2~3
片簇生,倒卵形,宽倒披针形或长椭圆状匙形,长
2.5~3.5cm,宽7~20mm,先端圆钝或平截,全缘或有
不规则的2~3齿裂;花稀疏,核果近椭圆形或卵形,长
1.2~1.8cm,直径8~15mm,熟时深红色,果汁紫黑色;
果核长卵形,先端钝,长5~7mm,宽 3 mm,顶端具 3
条三角状裂片和3条披针形细裂片;花期6月,果期
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7~8月。
2.3 白刺
灌木,高1~2m。枝铺展分枝,树皮
淡白色或灰色,枝端具刺。叶2~4片簇生,
长15~25mm,宽4~7mm,长圆状匙形或
倒卵形。花淡黄色到白色,花梗短,聚集
成卷伞花序,疏被绒毛;花萼在中部以下
裂片卵形;花瓣长 4~5 mm,宽 2 mm,椭
圆形,长于花萼3倍;子房圆锥形,果核
长5.5~6mm,下部宽约3mm,中果皮硬
木质,较厚,顶端6深裂,具有3条三角
状披针形宽裂片和3条披针形细裂片,
核下部具圆形深孔;核大,具淡红色果
汁;花期5月,果期7~8月。
2.4 帕米尔白刺
低矮小灌木,高12~30cm。茎铺展,
多分枝,无性枝末端有刺;老枝树皮灰色,嫩枝白色,
有光泽。叶长18~25mm,宽4~5mm,线状匙形,顶端
尖或钝,下部收缩,全缘,灰蓝绿色被贴伏毛或疏毛;
托叶膜质,易脱落。卷伞花序长1.5cm,由8~20朵花
组成的花梗和花序轴被绒毛;花萼宿存,肉质,萼片联
合,宽三角形,顶端尖;花瓣淡白色,长 3~4 mm,宽
1.5~2mm,长圆状椭圆形,边缘向内卷,顶端帽状;花
柱粗短,柱头头状;子房圆锥形,密被灰伏毛。核果长
圆锥形,多汁,樱红色,成熟时发黑,长8~9mm,直径
5~6mm,中部收缩,基部扁平,被细伏毛;果实具细长
尖,外果皮亚革质,不易分离,中果皮木质较厚,内果
皮亚骨质较薄较软,不同于其他种;果核顶端具8条
深沟槽,具4条三角状披针形裂片,由4心皮合成,心
皮下部联合成杯状,上部分离成三角状披针形裂片;
果可食,有甜味;花期5~6月,果期6~7月。
2.5 西伯利亚白刺
灌木,高0.5~1m;多分枝,铺散地面,有时弯曲或
直立,小枝灰白色,先端针刺状。叶无柄,在嫩枝上
3~5片簇生,倒披针形,长5~15mm,宽2~6mm,顶端
钝圆,无毛或嫩时被柔毛,托叶早落。花小,直径约8mm,
黄绿色,排成顶生聚伞花序生于嫩枝顶部,长1~3cm,
被疏柔毛;萼片5,绿色,三角形;花瓣5,白色,矩圆
形,长2~3mm;雄蕊10~15,子房3室。果实近球形或
椭圆形,两端顿圆,直径6~8mm,熟时暗红色,果汁暗
蓝紫色,味甜而微咸;果核卵形,先端尖,长5~6mm,
基部宽3mm,顶端具3条三角状宽裂片和3条披针
形细裂片,边缘具细齿,果核基部的圆形洼孔多于其
他种;种子1粒;花期5~6月,果期7~8月。
2.6 唐古特白刺
灌木,高1~2m;多分枝,开展或平卧,小枝灰白
色,先端常成刺状;叶通常2~3片簇生,宽倒卵形或长
椭圆状匙形,长1.8~2.5cm,宽3~6mm,顶端常圆顿,
很少锐尖,全缘;花序顶生,花较稠密,黄白色,具短
梗;核果卵形,有时椭圆形,熟时深红色,果汁玫瑰色,
长8~12mm,直径6~9mm;果核窄卵形,上部渐尖,长
5~8mm,宽3~4mm,顶端具裂片,裂片边缘具细齿,
基部有圆形的洼孔;花期5~6月,果期7~8月。
3 新疆白刺属植物的生态特征
3.1 新疆白刺属植物的生长周期
白刺植物为具有肉质叶的灌木或小灌木,枝叶十
分茂密,根系非常发达,可以拦阻并积聚风沙枯枝落
叶。喜欢沙埋,埋沙后枝节生出不定根,逐渐形成丘状
灌丛沙堆。灌丛沙堆大小不一,以高1~1.5m左右者
为多,高者可达2~3m乃至5m左右。白刺植物一般
在4月下旬至5月初萌发,5月份开花。此时枝叶还
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在继续生长,至7月中下旬核果成熟时,当年的营养
枝条迅速增长,叶片也渐增。雨季来临时,由不定根处
再生出新枝条,到8月底生长稳定,核果脱落,生物量
也最高。至9~10月逐渐枯萎,开始落叶,生物量逐渐
减少。
3.2 白刺属植物耐盐特征
白刺植物均抗逆性强、耐盐碱,自然生于盐渍化
裸地上,抗逆性、耐盐碱力几乎超过其他所有盐生植
物。它们多自然分布于盐碱、干燥、多风、瘠薄、植被稀
少的严酷生境中,往往自成群落,积累了大量枯枝落
叶和腐殖质,从而增加了土壤有机质含量,改善了立
地土壤的理化结构,降低了土壤含盐量,增加土壤肥
力。由于白刺植物根系大量吸收地下水,降低地下水
水位,且灌丛沙堆上部有枝叶覆盖,从而有效地抑制
了盐分上升,可达到改良土壤的目的。
3.3 防风固沙作用
新疆气候干旱,风沙区域面积大。由于白刺植物
生理抗逆性强,因而在塔里木、准噶尔和吐鲁番盆地
的且末、若羌、和田、喀什、英吉沙、莎车、阿合奇、阿克
陶、塔什库尔干、乌什、阿克苏、轮台、库尔勒、焉耆、尉
犁、和硕、和静、乌鲁木齐、昌吉、玛纳斯、奎屯、伊宁、
精河、青河、塔城、和布克赛尔、布尔津、阿勒泰、吐鲁
番、哈密、巴里坤、奇台、吉木萨尔、阜康等地有广泛分
布,生态效能突出,特别是防风固沙能力强。白刺植物
根系发达,根深1m以上,沙丘地可达到2~3m,根系
最长可达10m,侧根极为发达,有十几条至几十条之
多。根冠可达树冠的4~20倍,并且侧根端还有一层沙
套。这种沙套是由一层沙粒和石灰钙质黏结形成的,
对保护根系、保持水分和阻止高温起到良好的作用。
白刺植物分枝多,枝茎机械组织发达,坚密、柔韧,近
地面匍匐丛生,形成低矮的灌丛株形,对多风环境具
有良好的适应能力,萌生能力强,被沙土埋覆后能产
生大量不定根,从而形成新的植株,再形成白刺沙堆,
可以拦截和固定大量流沙。白刺植物在防风固沙、保
持水土方面的显著作用,决定了其在沙漠治理和荒漠
化土壤改良方面具有很高的生态价值。
4 结论
(1)白刺属植物在全世界有12种,中国有8种。
新疆有6种,为泡果白刺、大果白刺、白刺、帕米尔白
刺、西伯利亚白刺,唐古特白刺。集中分布于塔里木盆
地西部,零星出现在准噶尔和吐鲁番盆地。典型生境
为山前洪冲积扇的扇缘带,以及湖盆边缘与荒漠河流
沿岸阶地,土壤以盐化荒漠土或盐土为主。
(2)新疆白刺植物灌木或小灌木,高0.5~2m,树
皮灰白色,枝端硬化成刺状;托叶细小,单叶互生,肉
质,全缘,长 10~25 mm,宽 2~5 mm;花两性,雌雄同
株,具短梗,顶生聚伞花序,花小,白色或淡黄色;花萼
5,花瓣5,雄蕊10~15,子房上位;果为浆果状核果,种
子1粒。
(3)白刺植物分枝多,枝茎机械组织发达,近地面
匍匐丛生,形成低矮的灌丛株形,对多风环境具有良
好的适应能力。萌生能力强,被沙土埋覆后能产生大
量不定根,从而形成白刺灌丛沙堆,可以拦截流沙。由
于白刺植物枝叶茂密,能有效抑制盐分上升,再加上
根系发达,能吸收大量地下水,从而降低地下水位和
土壤盐分含量,改善立地土壤的理化结果,可达到改
良土壤的目的。
(4)新疆白刺植物群落层片结构简单,植物个体
较矮,冠幅较小,生物量较低;群落多样性较差,物种
丰富度较低,均匀性较差;白刺植物群落呈现集群分
布格局,白刺灌丛沙堆以稳定阶段为主,活化和发育
阶段灌丛沙堆较少,且活化阶段沙堆分布比较零散。
可见,白刺植物是在塔里木和准噶尔盆地严酷的
自然生态条件下生态造林理想的灌木树种之一。
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