The change characteristics of 10 typical desert plant populations in Minqin desert area in 1960 to 2021

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00046

Journal of Desert Research ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (6): 20-28.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00046

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The change characteristics of 10 typical desert plant populations in Minqin desert area in 1960 to 2021

Duoqing Man(), Jinnian Tang(), Xuemei Yang, Delu Li, Shujiang Guo, Fang Chen, Feng Ding

Minqin National Station for Desert Steppe Ecosystem Studies / Gansu Desert Plant Engineering Research Center，Gansu Desert Control Research Institute，Lanzhou 730070，China

Received:2023-03-28 Revised:2023-04-14 Online:2023-11-20 Published:2023-11-30
Contact: Jinnian Tang

Abstract

Abstract:

This paper describes the distribution and change characteristics of 10 typical desert plant populations for 60a in Minqin desert area through investigation and research in the middle and lower reaches of Shiyang River water shed area. The results are as follows： with the long-run hydro-eco-environment deterioration， vegetation has changed from the original marsh， meadow vegetation to the sand， xerophyte direction. Some plant species disappeared， desertification process and vegetation evolution speeded up， and desert vegetation changed obviously. The key populations of Phragmites communis， Tamarix ramosissima and Kalidium foliatum have been deteriorated systemically， and which grows better only at river and lake banks and oasis fringes， now. Nitraria tangutorum has become into the largest natural population， which was instead of Tamarix ramosissima. However， some occurred degradation and their shrub sandbags activated. Artemisia arenaria， Calligonum mongolicum and Zygophyllum xanthoxylum in the rain-fed desert are developing and degrading with precipitation fluctuation； Ephedra przewalskii and Reamuria soongorica which belong to the super-xerophyte have been developing in the desert vegetation deteriorated process； Man-made shrub forest of Haloxylon ammodendron has been developing to a more bigger population which is near to the Nitraria tangutorum population， and occurred self-alienation and degradation， eco-function increased obviously. With the eco-water increases under the integrated program implementation in the middle and lower reaches of the water-shed area， ground water-table rises up in some surroundings， micro-wetland formed and their eco-positive development in recent years. However， ground water-table still decreases in the most desert areas， desertification develops continue. The research will provide some scientific and technological support for vegetation evolution， eco-restoration and eco-safety in the process of ecological change in inland River basin.

Key words: desert areas in Minqin, typical desert plants, species population change

CLC Number:

Q945.1

Duoqing Man, Jinnian Tang, Xuemei Yang, Delu Li, Shujiang Guo, Fang Chen, Feng Ding. The change characteristics of 10 typical desert plant populations in Minqin desert area in 1960 to 2021[J]. Journal of Desert Research, 2023, 43(6): 20-28.

Figures/Tables 8

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序号	植物种	20世纪60年代分布特征	变化情况	现主要分布区	现分布特征
1	芦苇	广布种。此时期地下水位普遍在1~3 m，各地势低洼区与禾草、柽柳等植被的草甸发育，植被覆盖度高；沙区芦苇较稀疏，生长较旺盛，为关键建群种	重度退化	青土湖、南湖、黄案滩、白土井、河岸带、红崖山水库周边、绿洲边缘及沙区	在季节性浅水、地下水位浅及绿洲边缘多密集生长，随地下水位下降草甸植被退化，直至雨养荒漠区稀疏或零星分布，盖度降低，生长弱小，虽广布，但重度退化
2	柽柳	广布种。在草甸草原多分布柽柳灌丛，绿洲边缘柽柳灌丛密集，沙区多柽柳灌丛沙包，与芦苇、沙生植物等生长发育良好，为关键建群种	重度退化	青土湖、黄案滩、薛百、红砂梁、扎子沟、河岸边、绿洲边缘	集中分布于芦苇单优群落外围地带，形成草甸灌丛-沙区灌丛沙包以及绿洲边缘灌丛沙包，大多数沙区柽柳随地下水位下降而退化和消失，已退化为区域分布种
3	盐爪爪	广布种。在草甸、湿地多分布，与芦苇、禾草、柽柳、黑果枸杞等形成草甸，沙区较稀疏，生长发育良好，主要建群种	重度退化	青土湖、南湖、黄案滩、河岸盐渍化草甸和沙区	多分布于中、下游各湖、河盐渍化草甸、湿地地带，各类沙区随土壤水、盐变化稀疏或零星分布，已退化为区域分布种
4	白刺	广布种。在草甸、湿地、水边分布少；地表干燥区域较多生长，生长一般，与密集的芦苇、赖草、柽柳等相间分布；沙区多白刺沙包，为主要建群种	扩展-退化	各区域均有分布，多白刺灌丛沙包	已发展为最广布的天然优势种群。在河、湖、湿地周边荒漠发育扩展；在绿洲边缘、沙区多灌丛沙包分布，并随地下水位下降，呈退化-稳定状态，为关键建群种
5	沙蒿	广布种。在草甸、湿地分布少，在沙区多分布，与柽柳、白刺、油蒿、芦苇、赖草、芨芨草、沙米等形成群落，生长旺盛，为主要建群种	退化-恢复	薛百、东湖、重兴、白土井、甘蒙交界区及沙区	属浅根系沙旱生植物，地下水位较浅区促进生长，盖度增加，地下水位下降而退化；随雨养呈生态适应性，随降水量波动而退化和恢复，仍为广布种，但稀疏、矮小化
6	霸王	区域分布种。稀疏或密集生长于民勤北部沙砾质荒漠等，常与白刺、沙蒿、油蒿、芦苇等生长，个体高大，生长良好	退化-扩展	义粮滩、莱菔山后、甘蒙交界区、红砂岗、薛白沙区等	多分布于覆沙地、沙砾质荒漠、干河床阶地与丘陵山岗，种群基本稳定，随干旱的波动性退化和恢复，为区域分布种
7	沙拐枣	区域分布种。在沙区常形成灌丛和灌丛沙包，与沙蒿、白刺、柽柳、芦苇等生长，根蘖繁殖扩展为主，生长发育良好	退化-扩展	薛百、宋和、红崖山水库沙区	水平根系发达，根蘖繁殖为主，耐旱性强，雨养沙区退化和扩展随降水而波动，沙区水分合适扩展性强，为区域扩展种
8	红砂	区域分布种。湿地、草甸、水边几乎无分布，与沙旱生植物形成群落，一些沙区有聚集和零星分布	扩展	红砂梁、红砂岗、薛百、红崖山水库、南湖沙区	沙区聚集、均匀和零星分布，在退化白刺、柽柳等沙包及沙地、丘间地生长发育，分布范围明显扩大，渐成为广布种
9	膜果麻黄	区域分布种。在沙砾质沙地及戈壁等区域有分布，常与白刺、泡泡刺、柽柳、芦苇、沙蒿、中麻黄、油蒿等形成群落	扩展	薛百、红砂岗、莱菔山、苏武山丘陵沙地	多分布于沙砾质、覆沙地的荒漠，随地下水位下降，群落其他植物种退化，植被稀疏，其种群呈扩展的趋势，为区域分布种
10	梭梭	引自新疆，区域分布种。开始引种驯化、育苗造林，主要在沙井子沙区造林，生长良好^{[1,3-4,7,15-17]}	扩展-退化	各沙区均有大面积人工造林	面积仅次于白刺的广布种。造林初期生长良好，多年后随造林密度和地下水位下降而退化，有自然更新林分，为关键建群种

序号	植物种	20世纪60年代分布特征	变化情况	现主要分布区	现分布特征
1	芦苇	广布种。此时期地下水位普遍在1~3 m，各地势低洼区与禾草、柽柳等植被的草甸发育，植被覆盖度高；沙区芦苇较稀疏，生长较旺盛，为关键建群种	重度退化	青土湖、南湖、黄案滩、白土井、河岸带、红崖山水库周边、绿洲边缘及沙区	在季节性浅水、地下水位浅及绿洲边缘多密集生长，随地下水位下降草甸植被退化，直至雨养荒漠区稀疏或零星分布，盖度降低，生长弱小，虽广布，但重度退化
2	柽柳	广布种。在草甸草原多分布柽柳灌丛，绿洲边缘柽柳灌丛密集，沙区多柽柳灌丛沙包，与芦苇、沙生植物等生长发育良好，为关键建群种	重度退化	青土湖、黄案滩、薛百、红砂梁、扎子沟、河岸边、绿洲边缘	集中分布于芦苇单优群落外围地带，形成草甸灌丛-沙区灌丛沙包以及绿洲边缘灌丛沙包，大多数沙区柽柳随地下水位下降而退化和消失，已退化为区域分布种
3	盐爪爪	广布种。在草甸、湿地多分布，与芦苇、禾草、柽柳、黑果枸杞等形成草甸，沙区较稀疏，生长发育良好，主要建群种	重度退化	青土湖、南湖、黄案滩、河岸盐渍化草甸和沙区	多分布于中、下游各湖、河盐渍化草甸、湿地地带，各类沙区随土壤水、盐变化稀疏或零星分布，已退化为区域分布种
4	白刺	广布种。在草甸、湿地、水边分布少；地表干燥区域较多生长，生长一般，与密集的芦苇、赖草、柽柳等相间分布；沙区多白刺沙包，为主要建群种	扩展-退化	各区域均有分布，多白刺灌丛沙包	已发展为最广布的天然优势种群。在河、湖、湿地周边荒漠发育扩展；在绿洲边缘、沙区多灌丛沙包分布，并随地下水位下降，呈退化-稳定状态，为关键建群种
5	沙蒿	广布种。在草甸、湿地分布少，在沙区多分布，与柽柳、白刺、油蒿、芦苇、赖草、芨芨草、沙米等形成群落，生长旺盛，为主要建群种	退化-恢复	薛百、东湖、重兴、白土井、甘蒙交界区及沙区	属浅根系沙旱生植物，地下水位较浅区促进生长，盖度增加，地下水位下降而退化；随雨养呈生态适应性，随降水量波动而退化和恢复，仍为广布种，但稀疏、矮小化
6	霸王	区域分布种。稀疏或密集生长于民勤北部沙砾质荒漠等，常与白刺、沙蒿、油蒿、芦苇等生长，个体高大，生长良好	退化-扩展	义粮滩、莱菔山后、甘蒙交界区、红砂岗、薛白沙区等	多分布于覆沙地、沙砾质荒漠、干河床阶地与丘陵山岗，种群基本稳定，随干旱的波动性退化和恢复，为区域分布种
7	沙拐枣	区域分布种。在沙区常形成灌丛和灌丛沙包，与沙蒿、白刺、柽柳、芦苇等生长，根蘖繁殖扩展为主，生长发育良好	退化-扩展	薛百、宋和、红崖山水库沙区	水平根系发达，根蘖繁殖为主，耐旱性强，雨养沙区退化和扩展随降水而波动，沙区水分合适扩展性强，为区域扩展种
8	红砂	区域分布种。湿地、草甸、水边几乎无分布，与沙旱生植物形成群落，一些沙区有聚集和零星分布	扩展	红砂梁、红砂岗、薛百、红崖山水库、南湖沙区	沙区聚集、均匀和零星分布，在退化白刺、柽柳等沙包及沙地、丘间地生长发育，分布范围明显扩大，渐成为广布种
9	膜果麻黄	区域分布种。在沙砾质沙地及戈壁等区域有分布，常与白刺、泡泡刺、柽柳、芦苇、沙蒿、中麻黄、油蒿等形成群落	扩展	薛百、红砂岗、莱菔山、苏武山丘陵沙地	多分布于沙砾质、覆沙地的荒漠，随地下水位下降，群落其他植物种退化，植被稀疏，其种群呈扩展的趋势，为区域分布种
10	梭梭	引自新疆，区域分布种。开始引种驯化、育苗造林，主要在沙井子沙区造林，生长良好^{[1,3-4,7,15-17]}	扩展-退化	各沙区均有大面积人工造林	面积仅次于白刺的广布种。造林初期生长良好，多年后随造林密度和地下水位下降而退化，有自然更新林分，为关键建群种

编号	生态型	分布区域	分布特征	植被覆盖度/%	形态特征
1	淡水沼泽湿地芦苇草甸	河漫滩、河岸、淡水湿地	密集	80~90	植株高1~1.5 m或更高，叶长而宽，花序淡棕红色
2	轻、中度盐化芦苇草甸	季节性积水的轻、中度盐渍化湿地	密集-稀疏	50~86	植株较矮小，高0.5~0.8 m，叶较细长，花序淡紫色
3	重度盐化芦苇草甸	季节性积水的重度盐渍化湿地	稀疏	25~45	植株矮小，叶片小且坚硬，少开花
4	绿洲边缘带	农田外渗水固定半固定沙地	密集-稀疏	25~65	植株中-高，叶长而宽，花序淡棕红色、白色
5	沙区芦苇	地下水位较浅的固定半固定沙区	稀疏	15~35	株高1~1.0 m，叶片较长，花序白色
6	雨养沙区芦苇	地下水位深的沙区和荒漠区	稀疏和零星	5~20	植株矮小，高0.15~0.3 m，根系分布浅，叶片小、硬，开花比例小

编号	生态型	分布区域	分布特征	植被覆盖度/%	形态特征
1	淡水沼泽湿地芦苇草甸	河漫滩、河岸、淡水湿地	密集	80~90	植株高1~1.5 m或更高，叶长而宽，花序淡棕红色
2	轻、中度盐化芦苇草甸	季节性积水的轻、中度盐渍化湿地	密集-稀疏	50~86	植株较矮小，高0.5~0.8 m，叶较细长，花序淡紫色
3	重度盐化芦苇草甸	季节性积水的重度盐渍化湿地	稀疏	25~45	植株矮小，叶片小且坚硬，少开花
4	绿洲边缘带	农田外渗水固定半固定沙地	密集-稀疏	25~65	植株中-高，叶长而宽，花序淡棕红色、白色
5	沙区芦苇	地下水位较浅的固定半固定沙区	稀疏	15~35	株高1~1.0 m，叶片较长，花序白色
6	雨养沙区芦苇	地下水位深的沙区和荒漠区	稀疏和零星	5~20	植株矮小，高0.15~0.3 m，根系分布浅，叶片小、硬，开花比例小

时间	地下水位/m	柽柳		白刺		植被覆盖度/%
时间	地下水位/m	高度/cm	分布与生长发育特征	高度/cm	分布与生长发育特征	植被覆盖度/%
1950 年代	1.00~2.24	150~280	多柽柳灌丛柴湾、沙包分布，枝叶稠密，生长旺盛，更新能力强	25~70	多灌丛，有沙包分布，固沙能力强，生长正常	35~65
1970 年代	2.93~5.53	120~250	沙区多固定柽柳沙包分布，生长正常，枝条稠密，新梢生长减少，个别枝条死亡，新枝萌发减少	20~60	沙区2~3 m高度固定沙包广布，枝叶稠密繁茂，新梢生长旺盛，结实量大	25~45
1990 年代	10.11~16.58	80~150	沙区柽柳沙包分布较多，多活化或解体，死枝率高，新梢生长很弱，新枝萌发基本停滞，“绿岛”效应明显，生长主要靠雨养	20~45	沙区固定沙包广布，有活化现象，枝叶生长明显减弱，死枝增加，结实量减小或无结实，雨养性增强	5~30
2010 年代	22.55~23.10	50~120	沙区多数柽柳沙包已活化、解体，种群消失，一些区域个别或少量沙包靠积水和“肥岛”保存	18~40	沙区固定沙包广布、活化增加，枝叶稀疏，生长弱，多死枝，生长随降水而波动	5~25

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编号	生态型	分布区域	分布特征	植被覆盖度/%	生态适应性特征
1	轻、中度盐碱湿地盐爪爪草甸	湖滨、河岸、草甸区	密集	45~86	植株高50 cm或更高，叶灰绿色，圆柱状叶肉质多液饱满，开花、结实量大
2	重度盐化湿地盐爪爪	地下水位浅的重度盐渍化湿地区	稀疏或零星	5~10	植株低矮，叶小，少开花结实
3	沙区盐爪爪	地下水位较浅的固定半固定沙区及丘间地	稀疏-零星	15~35	株高15~30 cm，叶片较饱满，开花结实基本正常
4	雨养荒漠区盐爪爪	地下水位深的荒漠区	零星	5~20	植株矮小，株高10~20 cm，叶片小，开花结实比例较少-少
5	绿洲边缘带盐爪爪	绿洲边缘外围一定距离内的沙包、沙地	密集-稀疏	25~85	植株中-高，叶饱满-变小，结实量大-小

种名	地貌特征	典型种		其他灌木		草本
种名	地貌特征	平均高度/cm	平均覆盖度/%	平均高度/cm	平均覆盖度/%	平均高度/cm	平均覆盖度/%
白刺	固定沙包高2 m	34.06±11.96	8.20±4.92	48.87±30.81	10.91±5.10	13.00±4.52	5.93±3.23
白刺	固定沙包高3 m	41.12±26.13	7.00±2.87	39.71±13.19	7.95±3.01	7.29±5.21	3.27±2.28
柽柳	盐渍化滩地	73.00±29.87	23.90±8.72	13.23±7.65	8.74±4.62	10.00±4.18	5.46±4.24
柽柳	盐渍化滩地	52.00±10.37	50.28±7.98	15.07±12.51	2.52±2.30	10.00±4.18	1.64±1.16
沙蒿	平覆沙地	51.09±20.77	15.10±1.96	25.51±12.53	23.08±4.63	9.00±6.14	0.20±0.10
沙蒿	半固定沙包3 m	49.11±18.55	9.47±0.49	25.00±17.56	9.57±0.65	10.31±7.11	3.10±1.96
膜果麻黄	半固定沙包2 m	39.72±22.07	7.20±0.91	27.08±13.93	9.60±1.93	2.96±1.41	1.30±1.19
膜果麻黄	砾质滩地	40.19±21.15	5.68±0.89	36.45±15.11	11.72±2.56	3.25±0.50	1.87±0.54
红砂	砂砾质戈壁	21.57±15.06	4.08±1.07	13.79±7.58	3.34±1.18	4.72±2.21	1.26±0.46
红砂	盐渍化覆沙地	25.52±13.79	8.10±1.19	16.13±10.73	10.00±2.88	5.84±5.25	0.68±0.16
盐爪爪	盐渍化覆沙地	23.46±8.83	14.03±4.01	—	—	—	—
盐爪爪	盐渍化滩地	26.20±6.47	17.94±4.07	—	—	—	—
沙拐枣	固定沙包1.5 m	75.93±25.07	11.2±1.75	60.20±47.71	10.42±4.29	6.92±5.62	6.66±1.13
沙拐枣	半固定沙地	47.15±39.54	5.42±3.01	47.89±22.93	4.56±2.2	6.09±3.24	2.62±1.03
霸王	河谷砾质沙地	55.66±20.43	5.54±0.40	37.03±24.37	4.16±1.26	6.26±4.10	3.24±1.39
霸王	干河砾质戈壁	76.53±16.77	2.32±0.79	41.86±24.34	2.42±1.03	10.83±10.31	2.36±1.08
梭梭	半固定沙包	84.78±62.11	7.24±2.71	84.78±62.11	6.84±2.72	8.58±3.48	23.66±7.56
梭梭	半固定沙包	98.78±47.37	13.22±8.90	26.94±17.89	18.58±12.46	6.10±4.40	15.00±13.11

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