新疆白梭梭產(chǎn)地適應性數(shù)值分析

周明冬，陳國慶，李曉瑾，王果平

（1.新疆農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境保護站，新疆 烏魯木齊 830006；2.新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院，新疆 昌吉 831000；3.新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊 830002）

新疆白梭梭產(chǎn)地適應性數(shù)值分析

周明冬1，陳國慶2，李曉瑾3*，王果平3

（1.新疆農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境保護站，新疆 烏魯木齊 830006；2.新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院，新疆 昌吉 831000；3.新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊 830002）

以實地調(diào)查采樣點、標本查閱和文獻研究為基礎，結合《中藥材產(chǎn)地適宜性分析地理信息系統(tǒng)-Ⅰ》進行綜合分析白梭梭在新疆的適宜生長區(qū)域，為白梭梭規(guī)范化種植、科學化選址及合理性規(guī)劃與生產(chǎn)布局提供依據(jù)。結果顯示：白梭梭分布在古爾班通古特沙漠、艾比湖地區(qū)的沙漠、伊犁地區(qū)霍城縣境內(nèi)起伏的沙地及額爾齊斯河、烏倫古河沿岸的沙地和南疆的塔克拉瑪干沙漠。

白梭梭；適宜性；TCMGIS-I

白梭梭（Ha1oxy1on persicum Bunge ex Boiss．et Suhse）是我國西北荒漠地區(qū)優(yōu)良的固沙植物，隸屬藜科梭梭屬，別名波斯梭梭，小半喬木，具有極強的抗旱性。

白梭梭的生長型和梭梭一樣，根系強大，具有錨狀根，耐干旱，耐風蝕，耐沙埋，為典型的沙生荒漠植物，多生長于流動、半流動和半固定的沙丘（沙壟）頂部及丘（壟）坡中上部，從不進入低山、丘陵、鹽堿地和砂礫石戈壁，分布區(qū)狹窄。

在我國，白梭梭主要分布于中亞西部荒漠亞區(qū)，從不進入屬于中亞東部荒漠亞區(qū)的地域。具體到新疆白梭梭只分布于北疆的古爾班通古特沙漠、艾比湖地區(qū)的沙漠、伊犁地區(qū)霍城縣境內(nèi)起伏的沙地及額爾齊斯河和烏倫古河沿岸的沙地，而從不分布于南疆的塔克拉瑪干和庫魯克沙漠[1]。新疆富蘊、福海、布爾津、哈巴河、奇臺、阜康、瑪納斯（莫索灣）、沙灣、奎屯、精河等，主要在天山北麓特別是艾比湖沙漠常常形成較大面積的白梭梭荒漠或與梭梭共同組成的群落，而在額爾齊斯河與烏倫古河兩岸的分布較為零星，中亞、哈薩克斯坦、阿富汗、伊朗、敘利亞等也有分布[2]。現(xiàn)已作為固沙的先鋒樹種引種至東疆吐魯番、南疆英吉沙及甘肅河西走廊地區(qū)。

近年來，由于水分條件、過渡放牧、鼠害及人為破壞的影響，白梭梭生境遭到嚴重破壞。據(jù)《木壘縣農(nóng)業(yè)自然資源和農(nóng)業(yè)區(qū)劃》(1984)報告的資料，該縣北部戈壁和沙漠中梭梭、白梭梭荒漠的面積，從20世紀50年代初期的11.5萬hm2減少到80年代初期的不足5.5萬hm2，覆蓋度也由原來的15%降至7.5%，1982年新疆林業(yè)勘測設計院航測調(diào)查提供的數(shù)據(jù)顯示，準噶爾盆地覆蓋度在10%以上的荒漠灌木林即梭梭和白梭梭林面積為237萬hm2，較1958年減少68.4%，古爾班通古特沙漠南緣30～50 km的范圍內(nèi)，已無原始梭梭林分布[3]?，F(xiàn)已將其列為國家三級保護植物，并列入《中國珍稀瀕危植物名錄》[4]。為有效保護野生資源，科學合理地進行GAP基地選址，本文采用TCMGIS-Ⅰ[5，6]系統(tǒng)，選擇和確定白梭梭適宜的生長發(fā)育生態(tài)因子，從而確定最佳種植區(qū)域以保證白梭梭藥材的產(chǎn)量、質(zhì)量和資源的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)域

以1 km2的全國氣候柵格數(shù)據(jù)（溫度、濕度、年降水量、日照）、土壤數(shù)據(jù)庫和1 km2的地形柵格數(shù)據(jù)庫為分析數(shù)據(jù)，依靠地理信息系統(tǒng)空間分析能力，以樣品采樣點為依據(jù)提取的生態(tài)因子范圍值為分析基點，采用空間聚類算法得到新疆每1 km2計算單元對目標值的相似系數(shù)，根據(jù)相似系數(shù)將適宜區(qū)劃分為適宜區(qū)（相似度90%～100%）、次適宜區(qū)（80%～90%），分析出白梭梭在新疆的生態(tài)適宜性產(chǎn)地及分布面積。

1.2 新疆白梭梭生態(tài)環(huán)境

白梭梭具較強的耐貧瘠和耐鹽耐堿性，因其常分布在沙丘的中上部,故對地下水的依賴程度低，主要靠雨水和沙層水分生活，為中亞西部荒漠沙生植被的主要組成植物。葉極端退化，由當年生綠枝進行光合作用。根系發(fā)達，分布深，抗旱能力極強，其成年植株在深6 m以內(nèi)的沙層含水率為1%～2%時仍能正常生長。白梭梭極耐鹽堿，在含鹽量2%以下的鹽化沙丘、沙地上生長良好。樹干堅硬，可以防沙粒切割，根系分布呈錨狀，即使風蝕露根，植株仍然得以支持和固定[7]。

白梭梭適宜生長的一般條件是：土壤為砂質(zhì)土或砂壤質(zhì)土壤，土壤總鹽含量在1.0%～8%，土壤含水量為3%～18%，pH值在7.0～9.0的弱堿性土壤。春夏空氣相對濕度25%～50%，年平均氣溫2℃～17℃，七月平均溫度22℃～28℃，年平均降水量大于30 mm。

1.3 采樣點數(shù)據(jù)收集與生態(tài)因子的確定

1.3.1 白梭梭野生采樣點數(shù)據(jù)的搜集

翻閱并整理搜集中科院生態(tài)地理研究所標本館（XJBI）、新疆農(nóng)業(yè)大學標本館（XJA）、石河子大學標本館（SHI）、新疆大學標本館(XJU)、自治區(qū)藥物研究所標本館(XTDJ)及新疆中藥民族藥研究所標本館（XTNM）白梭梭標本及其信息，查閱《中國植物志》、《新疆植物志》、《新疆藥用植物志》等白梭梭相關的研究文獻及實地采樣初步確定白梭梭的分布。

1.3.2 新疆白梭梭生態(tài)指標的確定

根據(jù)新疆白梭梭地理分布及有關文獻記載，新疆古爾班通古特沙漠、艾比湖地區(qū)的沙漠、伊犁地區(qū)霍城縣境內(nèi)起伏的沙地及額爾齊斯河和烏倫古河沿岸的沙地有分布，選擇新疆白梭梭分布比較集中的數(shù)個野生分布點作為系統(tǒng)分析的依據(jù)，以位于準噶爾盆地西北邊緣的湖積平原 (45°22′～45°40′N，84°50′～85°20′E)距克拉瑪依市區(qū)約20 km的克拉瑪依農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)區(qū)為例，開發(fā)區(qū)屬典型的大陸性干旱荒漠氣候，冬季嚴寒，夏季高溫炎熱，年平均氣溫8℃，年平均降水量105.3 mm，冬季無穩(wěn)定積雪，年平均蒸發(fā)量達3 545 mm，約為年降水量的34倍，無霜期180～220 d。研究區(qū)植物種類貧乏，植被類型受環(huán)境影響，荒漠植被生長稀疏，旱生、超旱生、耐鹽堿的亞洲中部荒漠成分占優(yōu)勢。植被主要組成物種有：藜科的梭梭Ha1oxy1on ammodendron(C.A.M.)Bge.、鹽穗木Ha1ostachys caspica(M.B.)C.A.M.，蒺藜科的大果白刺Nitraria roborowskii Kom.以及檉柳科的紅砂Reaumuria soongorica(Pa11.)Maxim.、多枝檉柳Tamarix ramosissima Ldb.和長穗檉柳Tamarix e1ongate Ledeh.等。

以ArcGIS為平臺，以新疆省、縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)劃圖為底圖，從全國氣候和土壤因子數(shù)據(jù)庫中提取出新疆白梭梭野外分布點的生態(tài)因子值，并綜合新疆白梭梭產(chǎn)地的生態(tài)條件及其生物學特性，確定白梭梭適應區(qū)生態(tài)因子值，見表1。

表1 白梭梭適宜區(qū)生態(tài)因子

2 結 果

系統(tǒng)產(chǎn)地適宜性分析結果得知：新疆白梭梭次適宜區(qū)（80%～90%）有49個縣市（圖1），適宜區(qū)（相似度90%～100%）21個縣市（圖2），適宜區(qū)面積和所占比例如表2所示。從圖中可以看出：次適宜區(qū)分布較大面積的有塔里木盆地周圍所有縣市、天山北麓及東疆的巴里坤、伊吾、哈密，布爾津和哈巴河有零星分布。該系統(tǒng)得出的白梭梭地理分布與文獻記載有差異，主要表現(xiàn)在南疆塔里木盆地周圍所有縣市顯示均有白梭梭分布。郭泉水[8]應用生態(tài)信息系統(tǒng)GREEN得出的以現(xiàn)存白梭梭荒漠地理分布圖顯示：白梭梭群落只分布在天山以北阿爾泰山以南的區(qū)域（圖3），與文獻記載基本相同，其系統(tǒng)所用的生態(tài)因子如表3。

圖1 白梭梭適宜區(qū)分布（80%～90%）

圖2 白梭梭適宜分布區(qū)（＞90%）

表2 白梭梭適宜區(qū)面積及比例（>90%）

圖3 白梭梭群落分布圖

表3 白梭梭群落植被地理氣候要素

3 討論

據(jù)文獻報道[1]：白梭梭屬于中亞西部荒漠亞區(qū)成分，地理分布上表現(xiàn)在只分布于北疆的古爾班通古特沙漠、艾比湖地區(qū)的沙漠、伊犁地區(qū)霍城縣境內(nèi)起伏的沙地及額爾齊斯河和烏倫古河沿岸的沙地，而從不分布于南疆的塔克拉瑪干和庫魯克沙漠。但應用本系統(tǒng)得出的結果顯示南疆的塔克拉瑪干沙漠周圍均有分布，這與系統(tǒng)所選生態(tài)因子和白梭梭植物本身區(qū)系的特有性和特殊性有關。

造成分布范圍存在差異的另外原因是：目前受植物物種分布和氣象資料限制，而且物種的實際分布范圍受人為活動的影響較大，因此無法完全把握植物物種與氣候的準確定量關系，由此造成分布范圍與實際分布區(qū)有一定的差異。其次本文提供的生態(tài)因子數(shù)據(jù)大多取自植物物種所在的實際分布地區(qū)的氣候極值（最大和最小值），它所顯示的只能是植物物種分布地最大可能性，也就是在理性的狀態(tài)下的最大可能分布范圍，實際無法準確表達植物物種現(xiàn)實分布地的主要地區(qū)。如果取自實際分布區(qū)氣候因子的均值，并考慮其標準差所做的中心分布區(qū)的估測圖，則可較好地反映物種的分布。

本系統(tǒng)與郭泉水應用的GREEN系統(tǒng)結果有出入的主要原因是數(shù)據(jù)來源途徑及參考因子不一致，郭泉水參考的主要是大氣因素并未考慮土壤、地形、基質(zhì)等因素，而決定植物分布的因素是所有外界環(huán)境綜合的結果。所以準確反映植物物種分布圖應是綜合盡可能多的生態(tài)因子得出的結果。

[1]朱震達,吳正.中國沙漠概論[M].北京:科學出版社,1980.

[2]新疆植物志編委會.新疆植物志2(1)[M].烏魯木齊:新疆科技衛(wèi)生出版社,1994:69～70.

[3]張立運.新疆荒漠中的梭梭和白梭梭（上、下）[J].植物雜志,2002：4～5.

[4]王成云，魏巖，尹林克，等.梭梭屬抗旱研究進展[J].干旱區(qū)研究,2004,（21）:64～69.

[5]王瑀,魏建和,陳世林，等.基于TCMGIS-Ⅰ的暗紫貝母生態(tài)氣候產(chǎn)地適宜性分析,[J].世界科學技術:中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2006,8(3):122～124.

[6]陳世林,魏建和等.中藥材產(chǎn)地適宜性分析地理信息系統(tǒng)的開發(fā)及蒙古黃芪產(chǎn)地適宜性研究[J].世界科學技術:中醫(yī)現(xiàn)代化工，2006,8(3):47～53.

[7]時永杰.白梭梭[C].我國西部荒漠化生態(tài)環(huán)境及其治理論文集,159.

[8]郭泉水,王春玲,郭志華.我國現(xiàn)存梭梭荒漠植被地理分布及其斑塊特征[J].林業(yè)科學，2005,41(5):2～7.

Suitable Producing Area of Haloxylon Persicum in Xinjiang

ZHOU Ming-dong1，CHEN Guo-qing2，LI Xiao-jin3*，WANG Guo-ping3
（1.Station of Agricu1ture Resource and Enviroment Protection in Xinjiang,Urumqi 830006，China；2.Xinjiang Agricutura1 Vocationa1 Technica1 Co11ege,Changji 831000，China；3.Institute of Traditiona1 Medicine and Ethnodrug in Xinjiang,Urumqi 830002,China）

Base on the investigation and research paper,we ana1yzed suitab1e producing area of Ha1oxy1on persicum by using traditiona1 chinese geographic information system-Ⅰ.The purpose of this paper was to find out the most equiva1ent growth condition region of Ha1oxy1on persicum in Xinjiang and to provide evidence for p1anting and choosing GAP basement.The resu1t showed that Ha1oxy1on persicum distributed Gurbantunggut desert、Ebinur 1ake area、Huocheng desert region、U1ungur river and Ertix river a1ongshore desert and Tak1imakan desert.

ha1oxy1on persicum；suitab1e producing area；TCMGIS-I

S812.5

：A

：1003－6377（2014）02－0034-05

2013-12-27

自治區(qū)科技支疆項目（200810102-33）；國家農(nóng)業(yè)部項目“新疆農(nóng)業(yè)資源調(diào)查”。

周明冬（1981-），女，高級農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境保護研究與管理。

李曉瑾，研究員，從事藥用植物規(guī)范化種植研究。