茄子果实植物学性状与品质性状相关分析

邹敏 王永清 杨洋

摘要：以艾丁湖北部寄生肉苁蓉的1年生、3年生和未寄生肉苁蓉的5年生梭梭林为样本，以原生荒漠为对照，在整个生长季内测定梭梭林的生态及经济效益。结果表明，1年生和3年生梭梭林比5年生梭梭林降低风速更明显，且植被盖度也较大，土壤含水量增加也较为明显，可有效地实现防风固沙和保持水土的功能，其原因在一定程度上可能与1年生和3年生梭梭林寄生肉苁蓉加强了水肥管理有关。接种肉苁蓉的梭梭林每年经济收益增加了86 175～94 119元/hm2。

关键词：干旱区;荒漠化;艾丁湖流域;梭梭;肉苁蓉;生态效益;经济效益;生态环境

中图分类号： F307.2;S718.55+1.2  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）13-0143-06

在荒漠干旱地区种植植被以人工固沙是水土保持、生态恢复的重要措施之一[1]。梭梭作为重要的人工固沙植被之一，被广泛地种植在荒漠干旱地区。不同年限梭梭林在荒漠干旱地区构建起了防护林系统，防风固沙作用显著[2]。研究显示，梭梭是肉苁蓉的主要寄生植物之一[3]。

肉苁蓉也称大芸，是国家一类野生珍稀植物保护物种，为列当科多年生草本植物，生长于内蒙古、宁夏、甘肃及新疆荒漠干旱地区，其主要成分包括多糖、苯乙醇苷类化合物、有机酸、生物碱等，其中多糖含量较高，具有抗病毒、调节免疫系统、抗氧化等多种功能，且经济价值较高[4-7]。肉苁蓉的人工种植技术开始于1981年，以梭梭为寄主接种肉苁蓉于1985年获得成功[8]。自此以后，新疆各地沙区的肉苁蓉种植规模日趋扩大[9-10]。

新疆的特殊地理环境与政治地位决定了其在丝绸之路经济带的核心地位，建设丝绸之路经济带为新疆的社会经济快速发展带来了前所未有的机遇[11]。然而，荒漠化是摆在新疆发展前进面前的一個客观现实问题。因此，合理利用荒漠化现状，在此基础上走出一条绿色发展之路，也是农林经济管理学者们着重研究的课题。新疆荒漠化土地总面积为10 706万hm2，占新疆土地总面积的64.31%。全疆各类型沙化土地总面积为7 471万hm2，以艾丁湖流域的表现尤为明显[12]。艾丁湖位于吐鲁番盆地最低洼处，其地理坐标为89°10′E～89°40′E、40°43′N～42°32′N，是吐鲁番盆地水系的尾闾和最后归宿地，海拔低于海平面155 m，是我国海拔最低的湖泊[13]。受到地质构造活动和气候以及人类活动的影响，湖水面不断减小。由于湖泊萎缩导致土地荒漠化加剧，使得湖周地下水位降低，固沙植物大量枯死，风蚀、风积作用加剧[14]。因此，治理日趋恶化的生态环境、防治土地沙化、恢复已破坏的生态系统，已经成为艾丁湖流域可持续发展的关键[15]。将沙漠化治理和发展沙漠经济相结合是未来沙漠治理的发展方向，且具有显著的经济效益和生态效益[16-18]。

目前，关于梭梭寄生肉苁蓉的种植模式研究主要集中在生理生化[19-23]、药用价值开发与利用[24-28]以及人工种植研究[29-30]等方面，对于该种植模式在吐鲁番盆地的生态与经济效益综合评价，国内外的研究较少。因此，本研究于2017年在新疆吐鲁番市艾丁湖流域对寄生肉苁蓉的梭梭种植模式研究的基础上，重点关注该种植模式的生态效益与经济效益，为制定吐鲁番市沙区生态恢复提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

研究区位于新疆吐鲁番艾丁湖流域，因土地荒漠化严重，该地区已在数百年间由艾丁湖湖沼区域演化成了沙漠区，干燥少雨，属典型的内陆性气候，具有日照长、气温高、温差大、降水少、风力强的特点。吐鲁番地区年均降水量6.9～25.2 mm，蒸发量2 727.0～3 837.8 mm，年均蒸发量远大于降水量[31]。主要土壤类型为沙壤土，个别地区有草甸土。植被以灌木、半灌木和草本植物为主。本研究选取吐鲁番市高昌区恰特喀勒乡公相村荒漠生境中不同种植年限的3片梭梭林及原生荒漠作为样地，基于野外观测、调查、取样和室内测定、处理、分析数据，进行生态与经济效益对比分析。

试验地立地情况及管护措施：（1）一年生梭梭林的种植面积为66.67 hm2，株行距为1 m×4 m。样方所在位置地理坐标为89°11′45″E、42°49′51″N，海拔为-108.4 m。该梭梭林由吐鲁番市康润生态农业有限责任公司负责建设且在2017年秋季已接种肉苁蓉。

管护措施：合理地在生长季进行6次滴灌作业;根据实际情况定期进行施肥和除草。

（2）3年生梭梭林的种植面积为66.67 hm2，株行距为 1 m×5 m。样方所在位置地理坐标为89°11′21″E、42°48′46″N，海拔为-127.8 m。该梭梭林由当地农户向政府贷款后种植，且于2016年秋季便已接种了肉苁蓉。

管护措施：在生长季时进行4次滴灌作业;当地农户根据实际情况定期地进行施肥和除草。

（3）5年生梭梭林为66.67 hm2的5年生国家公益梭梭林，株行距为1 m×4 m。样方所在位置地理坐标为 89°11′24″E、42°48′53″N，海拔为-123.6 m。

管护措施：梭梭林在5月春灌1次，无其他管护措施。

（4）对照组为原生荒漠，样方所在位置地理坐标为 89°11′33″E、42°50′3″N，海拔为-109.4 m。

1.2 试验方法

在全面踏查的基础上，在各个林区随机选择区域，设置20 m×20 m的样方，分别在4月中旬、5月中旬、7月初、8月中旬以及10月初重复调查以下指标。

1.2.1 土壤物理性质调查 在挖好的土壤剖面中，采用定容积的钢制环刀（100 cm3时）分层取10、25、60 cm的原状土样，然后带回室内放入烘箱，温度控制在105 ℃，烘12 h称其干质量。计算各个样地不同月份0～80 cm土层的土壤含水量。

1.2.2 植被调查

1.2.2.1 盖度计算 统计每月各样方梭梭林内植被的冠幅，进而计算获取植被盖度信息。

1.2.2.2 高度计算 统计每月各样方梭梭林的高度，并求出平均值。

1.2.2.3 重要值计算 重要值以综合数量指标来表明某个物种在群落中的地位和作用，计算公式：

1.2.3 防风效益调查 采用HOBO自动气象站U-30型测量各个样方地上150 cm和近地表10 cm同一时间的风速。

1.2.3.1 下垫面粗糙度计算 计算公式：

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 土壤含水量

由表1还可以看出，由于人工滴灌的实施，人工梭梭林的土壤含水量均比原生荒漠的含水量高。1年生梭梭林和3年生梭梭林在生长季中的整体土壤含水量明显比5年生国家公益梭梭林的高出许多。1年生和3年生梭梭林样地的土壤含水量在5、10月保持在一个较高的水平，但是在7、8月期间，土壤含水量均处于较低水平，5年生的梭梭林在5月时土壤含水量较高，10月时相对较低，但仍比原生荒漠高60%左右。7—8月期间，在有人工灌溉的情况下，3个梭梭林样地土壤含水量也很低，侧面反映了该时段温度较高，地面蒸发量巨大。1年生梭梭林生长季灌溉6次，5—10月其含水量变化区间为4.03%～11.18%，且在5月份春灌的时候，其含水量达到峰值，为11.18%。3年生梭梭林每年灌溉4次，5—10月含水量变化区间为3.03%～7.88%，较1年生梭梭林的含水量总体偏低。5年生梭梭林的含水量变化区间为1.54%～8.21%，其含水量在5—10月一直呈下降趋势，反映出该地只进行了1次春灌，后期没有人工补充水分，随着梭梭的生长发育，水分被大量消耗。对照组原生荒漠的含水量一直处于一个较低水平上，且在8月份气温、地温最高时达到最低值。

2.2 植被變化

2.2.1 植被盖度及高度的变化 植被盖度是荒漠化治理中最具有实践意义的因子，是衡量防风固沙功能和效果的重要指标之一。各样方梭梭林在整个生长季中均生长良好。在干旱区中，水是影响干旱区植物生长的重要因子。在生长季中，土壤的含水量不同，导致试验区内植被变化差异明显（图1、图2）。

由图1可以看出，1年生梭梭林的植被盖度保持着逐步稳定增加的趋势，从4月份的3.31%增长到了10月份的 26.67%。3年生梭梭林的植被盖度从4月份的19.95%猛增到了10月份的64.27%。5年生梭梭林的植被盖度增长较为缓慢，在整个生长季仅仅由22.97%增长到32.76%。

从图2可以发现，3片梭梭林的平均高度增长在整个生长季均比较旺盛，1年生梭梭林的平均高度增长在整个生长季中从55.66 cm增长到了81.23 cm，整个生长季高度增加了25.57 cm。3年生梭梭林的平均高度从139.28 cm增长到了177.68 cm，整个生长季高度增加了38.40 cm。5年生梭梭林的平均高度在整个生长季从132.05 cm增长到了 168.98 cm，整个生长季高度增加了36.93 cm。

结合表1和图1、图2可以看出，在整个生长季中，原生荒漠的梭梭林盖度及高度一直为0，表明对照样地无梭梭生存。1年生梭梭林的地上生物量有极大的提高，原因在于1年生梭梭林在整个生长季中一直有持续的灌溉作业。3年生梭梭林地上生物量提升的最大，原因可能有以下3个方面：一是3年生梭梭林自身处于快速生长期阶段;二是3年生梭梭林在整个生长季中也一直有着水量供应;三是3年生梭梭林根系发育完全，吸收土壤水分的能力较强。5年生梭梭林在整个生长季中只进行了纵向生长，植被盖度增长缓慢。这是因为5年生梭梭林只进行了1次春灌，使梭梭生长所需的水分不足。

2.2.2 物种重要值 物种重要值是研究某个物种在群落中地位和作用的定量指标。随着人工梭梭林的种植，在样地内还存在灌木柽柳和沙拐枣（表2）。

由表2可知，3片梭梭林的灌木种类及数量都比较稀少，在灌木层中起主导作用的还是梭梭，其数量均最多，重要值均在0.70以上，1年生的梭梭林重要值高达0.82。沙拐枣、柽柳随着年限的增加，数量呈增加趋势，说明随着年限的增加，沙区生态环境有一定程度的改善，适合更多的物种生长。

除了灌木以外，在样地内还有草本植物骆驼刺、猪毛菜、芦苇、驼绒黎（表3）。虽然植物群落的生物种类和数量变得多样、复杂，但是由于环境恶劣，草本仍以骆驼刺为主。由于人工的灌溉，猪毛菜的数量也较多，以3年生梭梭林样地的数量最多，但重要值以1年生梭梭林最大，达0.51，超过了骆驼刺。

由表1至表3可以看出，正是由于土壤含水量的增加，使得各个梭梭林样地的生态系统复杂程度较原生荒漠有了巨大的提升。1年生梭梭林的生态系统正在经历着从简单到复杂的生态演替。3年生梭梭林的生态系统最为复杂，草本的种类和数量均为最高。5年生梭梭林的土壤含水量在5月份后就一直在较低水平，所以生态系统较3年生梭梭林更加单一，且耐旱的骆驼刺生长茂盛。

2.3 防风固沙效益

在整个生长季过后，植被的防风固沙效果有很大程度的提高，通过观测的风速值计算梭梭林和对照荒漠地的粗糙度。由表4可知，梭梭林样地的粗糙度与对照组的原生荒漠地相比有了很大提高。3个梭梭林样方对比原生荒漠的粗糙度分别是2 865、2 195、3 155倍。由此可见，梭梭林的营造能够很大程度地增加下垫面粗糙度，改善下垫面的状况，增加防风固沙效果。

从表4还能看出，梭梭林对风的削弱作用十分明显。1年生梭梭林在10 cm处的防风效能为56.01%，150 cm处的防风效能为36.39%。3年生梭梭林在10 cm处的防风效能为59.84%，150 cm处的防风效能为44.33%。5年生梭梭林在10 cm处的防风效能为44.81%，150 cm处的防风效能为18.55%。由此可见，3年生梭梭林的防风效能最好，1年生次之，梭梭林10 cm处的防风效能均大于150 cm处，原因是 10 cm 处的灌丛枝条、草本比较密集，降速明显，防风效能更好。

2.4 经济效益

人工梭梭林寄生肉苁蓉种植模式具有较大的产出收益，该收益是1年生梭梭林及3年生梭梭林在整个生长季中生长状态良好的根本原因。本研究选择从造林成本、抚育成本和林产品经济价值3个方面客观分析各人工梭梭林的经济效益。

2.4.1 造林成本计算 造林成本指的是栽种梭梭林及接种肉苁蓉的成本，包括整地、滴灌设施费用、苗木费用、植苗费用和接种肉苁蓉费用。

整地。研究区所在地地势平缓，坡度不足1°，所以相对来说整地较为轻松。3片梭梭林均采用55 kW机车8 h能整地3.34 hm2，50元/h。

滴灌设施费用。3片梭梭林均采用滴灌模式进行灌溉。滴灌带铺设为1行1管，即滴灌带铺设在梭梭根旁。滴灌带使用贴片式滴灌带，外径16 mm，壁厚0.3 mm，市场价为 0.6元/m。干管市场价为10元/m，小接头市场价为 1.5元/个。滴灌系统供水方式为水泵加压。

苗木费用。梭梭苗市场价为0.1元/株，苗木种植费用：采用机引旋转式打坑机在滴灌带边上打坑种植，8 h能种植 0.67 hm2，50元/h。

肉苁蓉种子费用。市场价为3 800元/kg，千粒质量为 0.9 g。若按照5 g种子配成10 kg种植土、每穴种植土质量为100 g计算，每穴造价约为0.2元。

肉苁蓉接种费用。肉苁蓉接种采用机械打坑接种法。8 h 能打坑240个，50元/h。

由表5可以看出，1年生梭梭林的造林成本最高，为 8 511.0元/hm2;其次为3年生梭梭林，造林成本为 7 363.5元/hm2;最便宜的为5年生国家公益林，造林成本为 3 654.0元/hm2。

2.4.2 梭梭林抚育成本的计算 抚育成本包括对林带的灌溉、除草以及护林工作。

2.4.3 林产品经济价值 梭梭林的林产品主要是薪炭材和嫩枝饲草。但是吐鲁番炎热、植被稀少的特殊环境限制了人工梭梭林的林产品利用性。本研究所提及的林产品经济价值特指肉苁蓉的经济价值，并不包含梭梭林自身的经济价值。

接种率：肉苁蓉第1年可以达到75%的接种率，第2年进入丰产期，接种率可达到90%以上。

每株产出：年收获一级（长度达40 cm以上）鲜肉苁蓉至少 3 kg/株。

肉苁蓉价格计算：新鲜肉苁蓉市场价为16元/kg，每4～5 kg新鲜肉苁蓉可晒成1 kg干品，一级干品市场价为 80元/kg。所以无论是新鲜肉苁蓉或者是干品肉苁蓉，它们的市场价值是一样的。

采收成本：雇佣当地的农村农闲劳动力，鲜肉苁蓉支付采收工钱2元/kg。

接种了肉苁蓉的梭梭林在第3年便能实现盈利，且梭梭林成林后每年均有稳定的林产品经济收益（86 175～94 119元/hm2）。

2.4.4 梭梭林5年纯收益 在滴灌条件下，寄生了肉苁蓉的梭梭林拥有了巨大的经济价值。根据表5、表6、表7计算得到5年纯收益。由表8可知，1年生梭梭林5年内的净收入为238 137元/hm2，3年生梭梭林为212 671元/hm2，而是5年生国家公益林的收入是负值，为-9 692元/hm2。

3 讨论与结论

3.1 讨论

本研究通过测定比较不同种植年限梭梭林的生态和经济效益，结果发现梭梭林能明显改善荒漠区生态环境，体现在提高土壤含水量、降低近地表风速、提高防风固沙效益、具有一定经济价值等多方面[32]。本研究结果显示，3年生梭梭林的防风效能最好，1年生次之，这一结果与梭梭林的盖度大小相一致，在一定范围内，梭梭林的盖度越大，防风效果越显著，该结果与高海艳等的研究结果[33-34]相一致。梭梭林10 cm处的防风效能均大于150 cm处，原因是10 cm处的灌丛枝条、草本比较密集，降速明显，防风效能更好。植被的生长发育，增大了植被盖度，一方面可以增大下垫面的粗糙度，降低风速，防止土地沙化，另一方面有利于风沙流中种子的沉积和沙质地表基质稳定性的提高，为沙地土壤种子库潜在植被转化为现实植被提供了物质基础和外在条件。这一结果与安云等的研究结果[35-36]相一致。

3.2 结论

本研究以艾丁湖北部寄生肉苁蓉的不同种植年限梭梭林为研究对象，以原生荒漠为对照，通过在整个生长季内测定梭梭林的生态及经济效益，得出具体结论如下：

（1）提高了土壤水分含量。由于人工灌溉的因素，与国家公益林相比，种植了肉苁蓉的梭梭林在整个生长季中土壤含水量更高，且在时空分布上更加合理。

（2）梭梭林植被盖度和高度有明显增加。与国家公益林相比，种植了肉苁蓉的梭梭林在生长季结束后植被盖度有明显增大，且植被高度增加量相差不大。

（3）生物多样性增加。与国家公益林相比，种植了肉苁蓉的梭梭林在生长季结束后生物多样性都有明显提升。这一点主要体现在生物的种类和数量上，种植了肉苁蓉的梭梭林周围除灌木外出现较多骆驼刺、芦苇等草本植物。

（4）粗糙度和防风效益提升。与国家公益林相比，种植了肉苁蓉的梭梭林在生长季结束后粗糙度和防风效益均有提升，且3年生梭梭林的防风效能最好，1年生次之，国家公益林再次之。

（5）具有一定经济价值。寄生了肉苁蓉的梭梭林具有一定的经济价值。受利益驱动，调动了当地农户种植梭梭与肉苁蓉的积极性，进而增加了当地农户的经济收入，促进了当地经济发展，提高了人们的生活水平，也为区域内提供了大量的就业机会，满足了社会对肉苁蓉加工原材料的需求，带动了相关产业的发展，加快了人民脱贫致富的脚步。

4 启示

在中国共产党第十九次全国代表大会全面实现乡村振兴、绿色发展的方针与全面建设丝绸之路经济带核心区的指导思想下，在艾丁湖流域营造生态林的时候，應同当地农林经济紧密地有机结合起来。只顾经济利益而不顾生态失调的乱砍滥伐不可取;具有防风固沙、保持水土、涵养水源等重大生态效益的国家公益林种植模式值得大规模推广。梭梭人工林接种肉苁蓉的种植模式具有较大生态效益，同时更具有巨大的经济价值。

在艾丁湖地區，不论是由当地生态农业经营企业承包种植肉苁蓉还是当地农户种植肉苁蓉，经济收益都相当可观。因此，在艾丁湖流域造林设计的时候，应该结合生态效益与经济效益2个方面综合进行考虑，梭梭人工林接种肉苁蓉的种植模式值得大力推广。

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