圍欄封育對蒿類荒漠建群種伊犁絹蒿生長的影響

張勇娟，孫燕，安沙舟

(1. 烏魯木齊市畜牧水產草原技術推廣中心，烏魯木齊 830063；2. 新疆農業大學草業與環境科學學院，烏魯木齊 830052)

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圍欄封育對蒿類荒漠建群種伊犁絹蒿生長的影響

張勇娟1，孫燕1，安沙舟2

(1. 烏魯木齊市畜牧水產草原技術推廣中心，烏魯木齊 830063；2. 新疆農業大學草業與環境科學學院，烏魯木齊 830052)

【目的】研究不同圍欄年限對蒿類荒漠建群種伊犁絹蒿生長的影響?！痉椒ā吭囼炘O置圍欄4年、圍欄2年兩個處理，以全年放牧草地作對照。在不同處理的樣地里，分別在植物生長旺盛期、現蕾期、夏季休眠期及開花結實期，測定不同圍欄年限下伊犁絹蒿構件的生殖分配?！窘Y果】圍欄封育對伊犁絹蒿的平均株高、株叢徑均有顯著影響，圍欄4年的平均株高、株叢徑均顯著高于未圍欄，而且在不同生長時期，平均株高、株叢徑都表現為圍欄4年與未圍欄存在顯著差異(P<0.05)；而圍欄2年差異不大，可能由于圍欄時間比較短的緣故。整體上講，伊犁絹蒿在種群生物量分配的總體格局是根>莖>葉。隨著季節的變化，不同圍欄年限中伊犁絹蒿根系生物量、莖生物量、葉生物量和總生物量變化基本一致，季節變化對各構件生物量的變化沒有影響，而不同圍欄年限對其有一定的影響，隨著圍欄年限的增加各構件生物量的變化明顯。但隨著季節的變化，不同圍欄年限中各構件生物量的分配變化趨勢沒有規律，僅隨著圍欄年限的增加，根生物量分配減少，莖和葉生物量分配增加?！窘Y論】隨著季節的變化，伊犁絹蒿地上生物量都是圍欄4年的最大，伊犁絹蒿根生物量、莖生物量、葉生物量和總生物量變化基本一致，而根莖比卻是未圍欄最大。所以圍欄對提高植物生物量，降低根莖比有很大的作用。

圍欄封育；伊犁絹蒿；荒漠建群

0 引 言

【研究意義】伊犁絹蒿Seriphidiumtransiliense荒漠是新疆荒漠草地的組成部分之一，長期以來由于自身的脆弱性以及人為因素導致嚴重退化，?！厩叭搜芯窟M展】通過近幾年的實踐證明，利用禁牧進行植被的復壯更新是一種簡單可行的措施之一，但是找到合理的禁牧年限值得研究?！颈狙芯壳腥朦c】有關圍欄封育對蒿類荒漠建群種伊犁絹蒿生長的影響的研究文獻較少，研究不同圍欄年限對蒿類荒漠建群種伊犁絹蒿生長的影響。【擬解決的關鍵問題】試驗測定不同圍欄年限下蒿類荒漠建群種伊犁絹蒿構件的生殖分配的變化，研究伊犁絹蒿荒漠類合理的禁牧年限，為畜牧業生產生活服務。

1 材料與方法

1.1 材 料

研究區位于博格達山北坡的烏魯木齊市米東區蘆草溝鄉石人溝村的低山丘陵，地理位置為E 87°46′～87°47′，N 43°49′～43°53′，海拔840～1 110 m，屬溫帶大陸氣候。年平均氣溫6.4℃，年降水量236 mm，四季分配不均，春季降雨量占全年的30%；冬季寒冷漫長，積雪較多。土層深厚，為黃土覆蓋的灰棕色荒漠土。地帶性植被為蒿類半灌木荒漠，伊犁絹蒿為建群種，主要伴生種有木地膚(Kochiaprostrata)、角果藜(Ceratocarpusarenarius)、叉毛蓬(Petrosimoniasibirica)、新疆落芒草(Piptatherumkokanicum)等，春季有毛梗頂冰花(Gageaalbertii)、伊犁郁金香(Tulipailiensis)、庭薺(Alyssumdesertorum)、角果毛茛(Ceratocephalusorthoceras)等短生、類短生植物存在。生產上主要是作為春秋牧場放牧利用。此研究區既是具有代表性的春秋牧場，又是草地退化最為突出的地段。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗中設置圍欄4年(2005年4月實施圍欄)、圍欄2年(2008年4月實施圍欄)兩個處理，以全年放牧草地作為對照。在不同處理的樣地里，分別在植物生長旺盛期(5月15日)、現蕾期(7月15日)、夏季休眠期(8月25日)及開花結實期(10月21日)，測定不同圍欄年限下蒿類半灌木草地群落的變化規律以及研究其構件的生殖分配和非結構碳水化合物對圍欄封育的適應性機制。

1.2.2 伊犁絹蒿植株各構件生物量的測定及取樣

于2009年，在試驗區不同處理的樣地里，在植物生長旺盛期(5月15日)、現蕾期(7月15日)、夏季休眠期(8月25日)及開花結實期(10月21日)分別隨機選取長勢一致的15株整株植物，測量其高度、株叢徑，然后采集鮮樣，將其根部的土抖落干凈，裝入密封袋，帶回實驗室將根、莖、葉分開，裝入紙袋，在105℃下殺青30 min，置于60℃下烘48 h。用萬分之一的電子天平測量植株各構件的生物量，計算各構件生物量占植株總生物量的百分比，分析植株生物量的分配狀況。

2 結果與分析

2.1 圍欄封育對伊犁絹蒿株高的影響

研究表明，圍欄封育顯著增加了退化草地伊犁絹蒿的平均高度，而且隨著季節的變化，伊犁絹蒿平均株高均表現出圍欄4年>圍欄2年>未圍欄，呈倒“V”型曲線。7月15日圍欄4年伊犁絹蒿的平均株高達到最高，為34.35 cm。圍欄對增加草地植物株高有很大的作用。圖1

圖1 不同圍欄年限對建群種伊犁絹蒿株高的動態變化
Fig.1 The dynamic change of the height of S. transiliense in different ages of enclosing

在5月，圍欄4年、圍欄2年與未圍欄伊犁絹蒿株高存在顯著差異(P<0.05)，但是圍欄4年與圍欄2年伊犁絹蒿株高差異不顯著(P>0.05)；7和5月一樣。這有可能是圍欄2年圍欄時間較短的緣故。而在8和10月，圍欄4年、圍欄2年、未圍欄伊犁絹蒿株高均不存在顯著差異(P>0.05)，株高沒有明顯變化，這是因為8和10月伊犁絹蒿營養供應主要以生殖生長為主。表1

表1 不同圍欄年限下伊犁絹蒿株高變化
Table 1 The effect of the height of S. transiliense in different ages of enclosing

取樣時間不同處理(cm)圍欄4年圍欄2年未圍欄5月15日2273±551a2129±480a1381±398b7月15日3435±611a2689±840ab2897±868b8月25日3315±486a3281±911a3086±1742a10月21日2957±827a2934±701a2813±656a

2.2 圍欄封育對伊犁絹蒿株叢徑的影響

研究表明，圍欄封育同時也顯著增加了退化草地伊犁絹蒿的株叢徑，而且隨著季節的變化，伊犁絹蒿的株叢徑均表現出圍欄4年>圍欄2年>未圍欄，呈現增長曲線。整體上看，伊犁絹蒿的株叢徑隨季節的推進逐漸增大。圖2

圖2 不同圍欄年限下建群種伊犁絹蒿株叢徑變化
Fig. 2 The dynamic change of the bunch of S. transiliensein different ages of enclosing

研究表明，在5月伊犁絹蒿株叢徑與株高相同，表現為圍欄4年、圍欄2年與未圍欄伊犁絹蒿株叢徑存在顯著差異(P<0.05)，但是圍欄4年與圍欄2年伊犁絹蒿株高差異不存在顯著(P>0.05)；7與5月表現一致，這就進一步證明可能是圍欄2年圍欄時間較短的緣故；8月，伊犁絹蒿株叢徑表現為圍欄4年與圍欄2年、未圍欄存在顯著差異(P<0.05)，圍欄2年與未圍欄卻不存在顯著差異(P>0.05)；10月，伊犁絹蒿株叢徑表現為圍欄4年、圍欄2年與未圍欄存在顯著差異(P<0.05)，圍欄4年與圍欄2年而不存在顯著差異(P>0.05)。圍欄年限的長短對伊犁絹蒿株叢徑的大小具有有一定的影響。整個生長季節內，圍欄4年、圍欄2年總體比未圍欄的株叢徑大，但是圍欄4年與未圍欄之間存在顯著差異(P<0.05)，圍欄2年與未圍欄卻不存在差異。表2

表2 不同圍欄年限下伊犁絹蒿株叢徑變化
Table 2 The effect of the bunch of S. transiliense in different ages of enclosing

取樣時間不同處理(cm2)圍欄4年圍欄2年未圍欄5月15日52053±14513a48064±31154a28550±12660b7月15日74046±94814a58620±49183ab22637±33238b8月25日94505±46932a60812±45036b45080±24364b10月21日102322±13956a85997±46098a49761±25142b

2.3 圍欄封育對伊犁絹蒿地上生物量及根莖比的影響

研究表明，不同圍欄年限下伊犁絹蒿地上生物量及根莖比因季節變化存在差異。隨著季節的變化，伊犁絹蒿地上生物量均表現為圍欄4年>圍欄2年>未圍欄，同時，在5月，圍欄4年的伊犁絹蒿地上生物量與圍欄2年、未圍欄差異性顯著(P<0.05)，圍欄2年與未圍欄不存在顯著差異(P>0.05)；而伊犁絹蒿地上生物量在7月圍欄4年、圍欄2年與未圍欄之間均存在顯著差異(P<0.05)，圍欄2年與圍欄4年、圍欄2年與未圍欄之間均不存在差異(P>0.05)。在8月圍欄4年的伊犁絹蒿地上生物量與圍欄2年、未圍欄差異性顯著(P<0.05)，圍欄2年與未圍欄沒有顯著差異(P>0.05)；在10月圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間均沒有差異(P>0.05)。而隨著季節的變化，伊犁絹蒿根莖比卻表現為未圍欄>圍欄4年>圍欄2年，5月伊犁絹蒿根莖比在圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間均不存在顯著差異性(P>0.05)；而7月其值在圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間均存在顯著差異(P<0.05)；8與7月相似，伊犁絹蒿根莖比在各處理之間均差異性顯著(P<0.05)；10與5月一致，圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間均沒有顯著性差異(P>0.05)。所以圍欄封育對提高植物地上生物量以及降低根莖比有很大的作用，這種分配格局在一定程度上反映了不同植物的生態適應對策。表3

表3 不同圍欄年限下伊犁絹蒿地上生物量及根莖比變化
Table 3 The effect of above ground biomass and root/shoot(R/S)rations of S. transiliense in different ages of enclosing

取樣時間項目不同處理圍欄4年圍欄2年未圍欄5月15日伊犁絹蒿地上生物量(g/株)887±399a456±233b396±246b根莖比(R/S)162±106a145±080a279±379a7月15日伊犁絹蒿地上生物量(g/株)710±450ab815±728a366±281b根莖比(R/S)105±098b041±012c208±113a8月25日伊犁絹蒿地上生物量(g/株)1516±699a752±488b714±277b根莖比(R/S)121±034b043±015c169±060a10月21日伊犁絹蒿地上生物量(g/株)956±515a684±349a716±393a根莖比(R/S)091±027a086±033a113±061a

2.4 圍欄封育對伊犁絹蒿種群生物量分配的影響

研究表明，在5月，圍欄封育對伊犁絹蒿各構件生物量的影響較大，且不同圍欄年限中伊犁絹蒿根系生物量、莖生物量、葉生物量和總生物量變化趨勢一致。圍欄4年其值達到最大，且圍欄4年與圍欄2年、未圍欄方差分析表明處理間差異性顯著(P<0.05)，而圍欄2年與未圍欄差異性不顯著(P>0.05)。圍欄封育也同時影響了伊犁絹蒿各構件生物量分配。根生物量分配隨圍欄年限的增大呈減少趨勢，而未圍欄與圍欄2年之間差異性顯著(P<0.05)，而圍欄4年和圍欄2年間差異性不顯著(P>0.05)。莖生物量分配隨圍欄年限的加大呈上升趨勢，但圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間沒有顯著性差異(P>0.05)。隨圍欄年限的不同，葉生物量分配呈現為：圍欄2年>圍欄4年>未圍欄，圍欄2年分別與圍欄4年、未圍欄間差異性顯著(P<0.05)。不同圍欄年限下，莖和葉的變化趨勢基本一致，根與其變化趨勢完全相反。表4

表4 不同圍欄年限下伊犁絹蒿種群生物量及其分配變化(5月)
Table 4 The effect of biomass allocations to different structural components of S. transiliense in different ages of enclosing(May)

項目不同處理圍欄4年圍欄2年未圍欄根生物量(g/株)823±560a297±137b463±310b根生物量分配(%)4621±1068ab4137±1338b5180±1389a莖生物量(g/株)574±295a258±137b273±205b莖生物量分配(%)3476±1110a3328±932a3230±1370a葉生物量(g/株)313±154a197±099b123±067b葉生物量分配(%)1903±394b2535±475a1590±588b總生物量(g/株)1710±848a753±281b860±508b

研究表明，在7月，莖的生物量、葉的生物量和總生物量圍欄4年、圍欄2年都比未圍欄的大；但是根的生物量卻反之，圍欄4年、圍欄2年比未圍欄的小。莖的生物量和葉的生物量圍欄4年與未圍欄處理間差異性顯著(P<0.05)。根的生物量和總生物量各處理間不存在顯著差異(P>0.05)。圍欄封育同時影響了伊犁絹蒿各構件生物量分配。根生物量分配隨圍欄年限的增大呈減少趨勢，根的生物量分配圍欄四年、圍欄兩年比未圍欄分別減少了17.11%、33.28%。且圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間差異顯著(P<0.05)。莖生物量分配和葉生物量分配隨圍欄年限的加大呈上升趨勢，但莖生物量分配在圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間存在顯著差異(P<0.05)。而葉生物量分配在圍欄4年、圍欄2年和未圍欄間差異不顯著(P>0.05)。表5

表5 不同圍欄年限下伊犁絹蒿種群生物量及其分配變化(7月)
Table 5 The effect of biomass allocations to different structural components of S. transiliense at different ages of enclosing(July)

項目不同處理圍欄4年圍欄2年未圍欄根生物量(g/株)485±298a299±256a589±613a根生物量分配(%)4265±1328b2648±654c5976±1217a莖生物量(g/株)621±393ab767±727a311±253b莖生物量分配(%)5009±1217b6677±629a3344±990c葉生物量(g/株)089±080a048±022b055±037ab葉生物量分配(%)726±431a675±492a680±350a總生物量(g/株)1196±713a1114±974a956±846a

在8月，不同圍欄年限對伊犁絹蒿各構件生物量都有一定的影響，且根生物量、莖生物量和總生物量變化趨勢一致。且根生物量和總生物量在圍欄4年、圍欄2年、未圍欄各處理間均差異顯著(P<0.05)，而莖生物量只是圍欄4年與圍欄2年、未圍欄差異顯著(P<0.05)，圍欄2年與未圍欄處理間差異不顯著(P>0.05)。這進一步證明了圍欄時間的長短影響到伊犁絹蒿各構件生物量。同時，圍欄封育影響了伊犁絹蒿各構件生物量分配。根生物量分配隨圍欄年限的增大也呈減少趨勢，處理之間均差異顯著(P<0.05)。莖生物量分配隨圍欄年限的加大呈上升趨勢，且圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間均顯著差異(P<0.05)。圍欄封育對各構件生物量的分配有一定的影響。表6，表7

表6 不同圍欄年限下伊犁絹蒿種群生物量及其分配變化(8月)
Table 6 The effect of biomass allocations to different structural components of S. transiliense in different ages of enclosing(August)

項目不同處理圍欄4年圍欄2年未圍欄根生物量(g/株)1741±757a308±223c1152±407b根生物量分配(%)5386±690b2960±715c6127±794a莖生物量(g/株)1516±699a752±488b715±277b莖生物量分配(%)4614±690b7040±715a3873±794c葉生物量(g/株)---葉生物量分配(%)---總生物量(g/株)3257±1365a1060±698c1867±605b

方差分析顯示，在10月，圍欄封育對伊犁絹蒿各構件生物量的影響同5和8月的變化趨勢一致，圍欄4年其值達到最大，且三者在圍欄4年、圍欄2年、未圍欄處理間均不存在差異顯著(P>0.05)。而葉生物量卻不同，呈現未圍欄>圍欄2年>圍欄4年，且在圍欄4年、圍欄2年、未圍欄處理間均不存在差異顯著(P>0.05)。根生物量分配隨圍欄年限的增加而增大，與5和8月呈現相反變化趨勢，而圍欄4年、圍欄2年與未圍欄均差異顯著(P<0.05)。莖生物量分配隨圍欄年限的增加呈上升趨勢，且圍欄4年、圍欄2年、未圍欄之間均差異不顯著(P>0.05)。葉生物量分配隨圍欄年限不同呈現這樣的變化趨勢，未圍欄=圍欄2年>圍欄4年，圍欄4年分別與圍欄2年、未圍欄間差異顯著(P<0.05)。表7

表7 不同圍欄年限下伊犁絹蒿種群生物量及其分配變化(10月)
Table 7 The effect of biomass allocations to different structural components of S. transiliense in different ages of enclosing(October)

項目不同處理圍欄4年圍欄2年未圍欄根生物量(g/株)876±514a546±264a766±496a根生物量分配(%)4666±732a4411±945a1481±824b莖生物量(g/株)950±509a670±348a699±385a莖生物量分配(%)5306±743a5469±959a4937±1237a葉生物量(g/株)006±009a014±013a016±011a葉生物量分配(%)029±053b120±114a120±076a總生物量(g/株)1832±945a1230±551a1482±824a

3 討 論

整體上講，隨著季節的變化，不同圍欄年限中伊犁絹蒿根生物量、莖生物量、葉生物量和總生物量變化基本一致，根的生物量隨圍欄時間的增加呈減小趨勢，而莖的生物量、葉的生物量和總生物量呈增加趨勢。這說明季節的變化對各構件生物量的變化沒有影響，只是圍欄年限對其有一定的影響，同時隨著圍欄年限的增加各構件的變化較大。而隨著季節的變化，不同圍欄年限中各構件生物量的分配變化趨勢沒有規律，但隨著圍欄年限的增加，根生物量分配減少，莖和葉生物量分配增加。因此，圍欄封育對伊犁絹蒿各構件生物量的變化和各構件生物量的分配影響較大。

4 結 論

圍欄對荒漠草地中伊犁絹蒿的平均株高、株叢徑的提高都有顯著效果，圍欄4年比未圍欄都高。而且在不同生長期中，平均株高、株叢徑都是圍欄4年與未圍欄存在顯著差異，但圍欄2年卻不同，可能由于圍欄時間比較短的緣故。

隨著季節的變化，伊犁絹蒿地上生物量都是圍欄4年的最大，而根莖比卻是未圍欄最大。所以圍欄對提高植物生物量，降低根莖比有很大的作用。此外，伊犁絹蒿在種群生物量分配的總體格局是根>莖>葉。隨著季節的變化，不同圍欄年限中伊犁絹蒿根生物量、莖生物量、葉生物量和總生物量變化基本一致，這說明季節的變化對各構件生物量的變化沒有影響，只是圍欄年限對其有一定的影響，同時隨著圍欄年限的增加各構件的變化較大。而隨著季節的變化，不同圍欄年限中各構件生物量的分配變化趨勢沒有規律，但隨著圍欄年限的增加，根生物量分配減少，莖和葉生物量分配增加。

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Fund project:Supported by the projects of Science and Technology Department of Xinjiang Uygur Autonomous Region "The application of Seriphidium transiliense' artificial cultivation technique and improvement on desert grassland"

Influences of Enclosure on the Growth of Sagebrush Desert -Seriphidiumtransiliense

ZHANG Yong-juan1，SUN Yan1，AN Sha-zhou2

(1. The Technology Promotion Center of Animal, Aquaculture and Grassland in Urumqi City,Urumqi830063China; 2.CollegeofPrataculturalandEnvironmentalSciences,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China)

【Objective】 The objective of this article is to seek the influences of different enclosure years on the growth of sagebrush desert-Seriphidiumtransiliense.【Method】Two types of enclosure were set up respectively in four years and two years in the test, and the pasturable grassland in the whole year was taken as a control. In different treatment plots, respectively in the vigorous growth period of the plant, squaring stage and summer dormancy and flowering and fruiting period, the different fence yearsSeriphidiumtransiliensecomponent of reproductive allocation were determined.【Result】Enclosure has an obvious effect on average plant height and cluster size ofS.transiliense- edificatory, the average plant height and cluster size of four-year enclosure are higher than those without enclosure. And in different growth periods, there was a big difference in both average plant height and cluster size between four-year enclosure and non-closure (P<0.05), while the difference with two-year enclosure was not so big maybe because of a relatively short enclosure period. Generally speaking, the overall distributive structure of stock biomass ofS.transiliensewas root > stem > leaf. As season changes, changes of biomass of root system, biomass of stem, biomass of leaf and total biomass ofS.transiliensein different enclosure periods were basically the same, which meant that there was no influence of season change on biomass of each component, while different enclosure periods had certain influence on biomass of each component. With the increase of enclosure period, there was obvious change in biomass of each component. However as season changes, there was no rule in variation trend of distribution of biomass of each component in different enclosure periods. Merely with the increase of enclosure period, distribution of root biomass decreased and distribution of stem and leaf biomass increased.【Conclusion】As the season changes, the largest in above-ground biomass ofS.transilienseis the type of four-year enclosure; biomass of root, biomass of stem, biomass of leaf and total biomass ofS.transilienseare basically the same, while the largest in the ratio of root and stem is non-enclosure. Therefore, enclosure plays a significant role in improving phytomass and lowering ratio of root and stem.

enclosure;Seriphidiumtransiliense; growth

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.11.021

2016-06-13

新疆維吾爾自治區科技廳項目“伊犁絹蒿人工種植技術研究及在荒漠類草場改良中的應用”(201231112)

張勇娟(1982-)，女，陜西澄城人，碩士，畜牧師，研究方向為草地資源與生態，(E-mail)yongjuan.1202@163.com

安沙舟(1956-)，男，陜西富平人，博士，教授，博士生導師，研究方向為草地資源與生態，(E-mail)xjasz@126.com

S812

A

1001-4330(2016)11-2119-08