荒漠-绿洲过渡带梭梭不同平茬处理后的多维功能性状差异

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2026.04.005

植物研究 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (4): 626-641.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2026.04.005

荒漠-绿洲过渡带梭梭不同平茬处理后的多维功能性状差异

万翔¹^,², 胡小柯¹^,³^,⁴(), 吴平¹^,², 贺方印¹^,³, 刘淑娟¹^,², 原成林⁵^,⁶

^1.甘肃省治沙研究所，兰州 730070
^2.“一带一路”生态系统保护修复国家林业和草原局重点实验室，兰州 730070
^3.甘肃省荒漠化防治重点实验室，武威 733000
^4.甘肃河西走廊森林生态系统定位研究站，兰州 730070
^5.中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 110016
^6.中国科学院大学资源与环境学院，北京 101408

收稿日期:2026-04-16 出版日期:2026-07-20 发布日期:2026-07-22
通讯作者: 胡小柯 E-mail:huxiaoke525@163.com
作者简介:万翔（1988—），女，高级工程师，主要从事植物生理生态研究。
基金资助:
甘肃省林草局林草科技创新项目(LCCX202403);国家自然科学区域创新联合基金项目(U22A20452);甘肃省科技厅国际科技合作项目(20YF3WA006);中央财政林业科技推广示范项目(［2023］ZYTG001号)

Differences in Multidimensional Functional Traits of Haloxylon ammodendron after Different Stubble Treatments in a Desert-Oasis Ecotone

Xiang WAN¹^,², Xiaoke HU¹^,³^,⁴(), Ping WU¹^,², Fangyin HE¹^,³, Shujuan LIU¹^,², Chenglin YUAN⁵^,⁶

^1.Gansu Desert Control Research Institute，Lanzhou 730070
^2.Key Laboratory of “Belt and Road” Ecosystem Protection and Restoration，National Forestry and Grassland Administration，Lanzhou 730070
^3.Key Laboratory of Desertification Prevention and Control in Gansu Province，Gansu Desert Control Research Institute，Wuwei 733000
^4.Gansu Hexi Corridor Forest Ecosystem Research Station，Gansu Desert Control Research Institute，Lanzhou 730070
^5.Shenyang Institute of Applied Ecology，Chinese Academy of Sciences，Shenyang 110016
^6.College of Resources and Environment，University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 101408

Received:2026-04-16 Online:2026-07-20 Published:2026-07-22
Contact: Xiaoke HU E-mail:huxiaoke525@163.com

1. 荒漠-绿洲过渡带梭梭不同平茬处理后的多维功能性状差异.pdf(12044KB)

摘要/Abstract

摘要：

为阐明平茬处理下生态脆弱区典型固沙灌木阶段性功能状态差异，以甘肃民勤荒漠-绿洲过渡带约50 a老龄梭梭（Haloxylon ammodendron）为对象，设置未平茬、半平茬（数量50%）、半平茬（高度50%）和全平茬4种处理，比较平茬处理约2 a后植株构型性状、水分功能性状、碳获取性状、生长旺季非结构性碳水化合物（NSC）含量及80~90 cm土层细根样段性状的差异，并结合相关性分析、主成分分析和熵权TOPSIS法评价不同处理下的性状关联特征和综合功能表现。结果表明：不同平茬处理后，梭梭个体多维功能性状配置存在显著差异。与未平茬和全平茬处理相比，2种半平茬处理整体表现出较好的地上构型状态和功能维持特征。其中，半平茬（高度50%）处理在平均冠幅、活枝数量、自然状态下水分输导能力、水力安全边界和器官NSC含量方面表现较优；半平茬（数量50%）处理则在净光合速率、细根样段总长度和比根长方面具有一定优势。相关性分析和主成分分析表明，水分输导能力、水力受损程度、气孔调节、叶绿素含量、NSC积累和细根样段性状之间存在一定关联，提示平茬处理后梭梭个体功能状态可能表现为多性状联动变化。熵权TOPSIS综合评价显示，半平茬（高度50%）综合得分最高，其次为半平茬（数量50%），二者均高于未平茬和全平茬处理。本研究中，约50 a老龄梭梭在平茬处理约2 a的观测期，半平茬（高度50%）处理在地上构型状态、水分输导能力维持和生长旺季碳水化合物积累方面表现相对较好，可为荒漠-绿洲过渡带老龄梭梭林平茬管理提供阶段性参考。

关键词: 梭梭, 荒漠-绿洲过渡带, 平茬处理, 多维功能性状, 水力功能, 非结构性碳水化合物, 细根样段性状, 熵权TOPSIS

Abstract:

To clarify stage-specific differences in the functional status of a typical sand-fixing shrub following stubble treatment in an ecologically fragile zone， we investigated approximately 50-year-old Haloxylon ammodendron individuals in the Minqin desert-oasis ecotone， Gansu Province， China. Four treatments were compared： no stubble， half stubble by branch number（50%）， half stubble by height（50%）， and complete stubble. Approximately two years after treatment， architectural traits， water-related functional traits， carbon acquisition traits， non-structural carbohydrate（NSC） contents during the peak growing season， and fine-root segment traits from the 80-90 cm soil layer were measured. Correlation analysis， principal component analysis， and the entropy-weighted TOPSIS method were used to evaluate trait associations and overall functional performance among treatments. The results showed that the multidimensional functional trait configuration of H. ammodendron varied among stubble treatments. Compared with no stubble and complete stubble， the two half-stubble treatments generally showed better aboveground architectural status and functional maintenance characteristics. Half stubble by height（50%） demonstrated relatively better performances in mean crown width， number of living branches， native water transport capacity， hydraulic safety margin， and organ NSC contents. In contrast， half stubble by branch number（50%） showed certain advantages in net photosynthetic rate， fine-root segment length， and specific root length. Correlation and principal component analyses revealed associations among native water transport capacity， hydraulic impairment， stomatal regulation， chlorophyll content， NSC accumulation， and fine-root segment traits， suggesting linked variation among multiple functional traits following stubble treatment. The entropy-weighted TOPSIS evaluation indicated that half stubble by height（50%） had the highest comprehensive score， followed by half stubble by branch number（50%）， whereas no stubble and complete stubble exhibited lower overall functional performance. These results indicated that， for approximately 50-year-old H. ammodendron individuals observed two years post-treatment， half stubble by height（50%） showed relatively better performance in aboveground architecture， maintenance of native water transport capacity， and growing-season non-structural carbohydrate accumulation. This study provides a stage-specific reference for stubble management of aging H. ammodendron plantations in desert-oasis ecotones.

Key words: Haloxylon ammodendron, desert-oasis ecotone, stubble treatment, multidimensional functional traits, hydraulic function, nonstructural carbohydrate, fine-root segment traits, entropy-weighted TOPSIS

中图分类号:

Q948.112

万翔, 胡小柯, 吴平, 贺方印, 刘淑娟, 原成林. 荒漠-绿洲过渡带梭梭不同平茬处理后的多维功能性状差异[J]. 植物研究, 2026, 46(4): 626-641.

Xiang WAN, Xiaoke HU, Ping WU, Fangyin HE, Shujuan LIU, Chenglin YUAN. Differences in Multidimensional Functional Traits of Haloxylon ammodendron after Different Stubble Treatments in a Desert-Oasis Ecotone[J]. Bulletin of Botanical Research, 2026, 46(4): 626-641.

图/表 6

图1

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 55

[1]	Lavorel S， Garnier E.Predicting changes in community composition and ecosystem functioning from plant traits：revisiting the Holy Grail［J］.Functional Ecology，2002，16（5）：545-556.
[2]	McGill B J， Enquist B J， Weiher E，et al.Rebuilding community ecology from functional traits［J］.Trends in Ecology & Evolution，2006，21（4）：178-185.
[3]	Berdugo M， Delgado-Baquerizo M， Soliveres S，et al.Global ecosystem thresholds driven by aridity［J］.Science，2020，367（6479）：787-790.
[4]	Gazol A， Pizarro M， Hammond W M，et al.Droughts preceding tree mortality events have increased in duration and intensity，especially in dry biomes［J］.Nature Communications，2025，16：5779.
[5]	Díaz S， Kattge J， Cornelissen J H C，et al.The global spectrum of plant form and function［J］.Nature，2016，529（7585）：167-171.
[6]	Funk J L， Larson J E， Ames G M，et al.Revisiting the Holy Grail：using plant functional traits to understand ecological processes［J］.Biological Reviews，2017，92（2）：1156-1173.
[7]	Violle C， Navas M L， Vile D，et al.Let the concept of trait be functional！［J］.Oikos，2007，116（5）：882-892.
[8]	Reich P B.The world-wide ‘fast-slow’ plant economics spectrum：a traits manifesto［J］.Journal of Ecology，2014，102（2）：275-301.
[9]	He N P， Liu C C， Piao S L，et al.Ecosystem traits linking functional traits to macroecology［J］.Trends in Ecology & Evolution，2019，34（3）：200-210.
[10]	Luo W T， Shi Y， Wilkins K，et al.Plant traits modulate grassland stability during drought and post-drought periods［J］.Functional Ecology，2023，37（10）：2611-2620.
[11]	Wright I J， Reich P B， Westoby M，et al.The worldwide leaf economics spectrum［J］.Nature，2004，428（6985）：821-827.
[12]	Carmona C P， Bueno C G， Toussaint A，et al.Fine-root traits in the global spectrum of plant form and function［J］.Nature，2021，597（7878）：683-687.
[13]	Freschet G T， Roumet C， Comas L H，et al.Root traits as drivers of plant and ecosystem functioning：current understanding，pitfalls and future research needs［J］.New Phytologist，2021，232（3）：1123-1158.
[14]	Lozano Y M， Aguilar-Trigueros C A， Flaig I C，et al.Root trait responses to drought are more heterogeneous than leaf trait responses［J］.Functional Ecology，2020，34（11）：2224-2235.
[15]	Díaz S， Kattge J， Cornelissen J H C，et al.The global spectrum of plant form and function：enhanced species-level trait dataset［J］.Scientific Data，2022，9：755.
[16]	Beccari E， Carmona C P.Aboveground and belowground sizes are aligned in the unified spectrum of plant form and function［J］.Nature Communications，2024，15：9199.
[17]	王飞，郭树江，樊宝丽，等.民勤绿洲—荒漠过渡带植物叶性状的研究［J］.植物研究，2022，42（1）：71-80.
	Wang Fei， Guo Shujiang， Fan Baoli，et al.Plant leaf traits in Minqin oasis-desert transition zone［J］.Bulletin of Botanical Research，2022，42（1）：71-80.
[18]	赵昌丽，周立威，周可柔，等.铃铛刺叶性状居群变异及其与环境因子的相关性［J］.植物研究，2025，45（2）：277-286.
	Zhao Changli， Zhou Liwei， Zhou Kerou，et al.Population variation of leaf traits and its correlation with environmental factors of Caragana halodendron ［J］.Bulletin of Botanical Research，2025，45（2）：277-286.
[19]	Maestre F T， Eldridge D J， Soliveres S，et al.Structure and functioning of dryland ecosystems in a changing world［J］.Annual Review of Ecology，Evolution，and Systematics，2016，47：215-237.
[20]	Hisano M， Ghazoul J， Chen X L，et al.Functional diversity enhances dryland forest productivity under long-term climate change［J］.Science Advances，2024，10（17）：eadn4152.
[21]	Choat B， Jansen S， Brodribb T J，et al.Global convergence in the vulnerability of forests to drought［J］.Nature，2012，491（7426）：752-755.
[22]	杨立学，刘士林，付瀚萱，等.植被控制对人工更新紫椴幼树根系性状的影响［J］.植物研究，2024，44（2）：267-278.
	Yang Lixue， Liu Shilin， Fu Hanxuan，et al.Effects of vegetation control on root traits of artificial regeneration of Tilia amurensis saplings［J］.Bulletin of Botanical Research，2024，44（2）：267-278.
[23]	杜华栋，范鹏辉，毕银丽，等.干旱砾漠区不同地貌单元植物群落特征及其与环境因子的关系［J］.植物研究，2024，44（3）：459-469.
	Du Huadong， Fan Penghui， Bi Yinli，et al.Plant community characteristics and their relationship with environmental factors in different geomorphic units in arid gravel desert［J］.Bulletin of Botanical Research，2024，44（3）：459-469.
[24]	李志波，李平衡，王权，等.梭梭和多枝柽柳的末端小枝异速生长特征研究［J］.植物研究，2013，33（3）：274-281，286.
	Li Zhibo， Li Pingheng， Wang Quan，et al.Allometric characteristics of terminal twigs of Tamarix ramosissima and Haloxylon ammodendron ［J］.Bulletin of Botanical Research，2013，33（3）：274-281，286.
[25]	李宁，周海，任珩，等.不同地下水位处梭梭（Haloxylon ammodendron）水分来源特征［J］.中国沙漠，2021，41（4）：79-86.
	Li Ning， Zhou Hai， Ren Heng，et al.Water sources of Haloxylon ammodendron under different groundwater depths［J］.Journal of Desert Research，2021，41（4）：79-86.
[26]	王子婷，刘继亮，罗永忠，等.荒漠绿洲过渡带梭梭（Haloxylon ammodendron）林建植对表层土壤碳氮磷化学计量特征及储量的长期影响［J］.中国沙漠，2025，45（5）：241-252.
	Wang Ziting， Liu Jiliang， Luo Yongzhong，et al.Long-term effects of Haloxylon ammodendron plantations on topsoil carbon，nitrogen，phosphorus stoichiometry and stocks in the desert-oasis ecotone［J］.Journal of Desert Research，2025，45（5）：241-252.
[27]	罗青红，宁虎森，陈启民.人工梭梭（Haloxylon ammodendron）林固沙过程中植被与土壤耦合关系［J］.中国沙漠，2018，38（4）：780-790.
	Luo Qinghong， Ning Husen， Chen Qimin.Relation between vegetation and soil of Haloxylon ammodendron plantation in the process of sand-fixation［J］.Journal of Desert Research，2018，38（4）：780-790.
[28]	赵长明，魏小平，尉秋实，等.民勤绿洲荒漠过渡带植物白刺和梭梭光合特性［J］.生态学报，2005，25（8）：1908-1913.
	Zhao Changming， Wei Xiaoping， Yu Qiushi，et al.Photosynthetic characteristics of Nitraria tangutorum and Haloxylon ammodendron in the ecotone between oasis and desert in Minqin，Region，Country［J］.Acta Ecologica Sinica，2005，25（8）：1908-1913.
[29]	高松，苏培玺，严巧娣. 荒漠植物梭梭群体和叶片水平气体交换对不同土壤水分的响应［J］. 中国科学：生命科学，2011，41（3）：226-237.
	Gao Song， Su Peixi， Yan Qiaodi. Canopy and leaf gas exchange of Haloxylon ammodendron under different soil moisture regimes［J］.Scientia Sinica：Vitae，2011，41（3）：226-237.
[30]	田媛，唐立松，乔瑞平. 梭梭幼苗个体生长规律与死亡率关系研究［J］. 植物研究，2016，36（1）：84-89.
	Tian Yuan， Tang Lisong， Qiao Ruiping.Relationships between the mortality and morphoallaxis of Haloxylon ammodendron seedling［J］. Bulletin of Botanical Research，2016，36（1）：84-89.
[31]	McDowell N， Pockman W T， Allen C D，et al.Mechanisms of plant survival and mortality during drought：why do some plants survive while others succumb to drought？［J］.New Phytologist，2008，178（4）：719-739.
[32]	Adams H D， Zeppel M J B， Anderegg W R L，et al.A multi-species synthesis of physiological mechanisms in drought-induced tree mortality［J］.Nature Ecology & Evolution，2017，1（9）：1285-1291.
[33]	Anderegg W R L， Klein T， Bartlett M，et al.Meta-analysis reveals that hydraulic traits explain cross-species patterns of drought-induced tree mortality across the globe［J］.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2016，113（18）：5024-5029.
[34]	Li X M， Xi B Y， Wu X C，et al.Unlocking drought-induced tree mortality：physiological mechanisms to modeling［J］.Frontiers in Plant Science，2022，13：835921.
[35]	Sapes G， Roskilly B， Dobrowski S，et al.Plant water content integrates hydraulics and carbon depletion to predict drought-induced seedling mortality［J］.Tree Physiology，2019，39（8）：1300-1312.
[36]	Hartmann H， Moura C F， Anderegg W R L，et al.Research frontiers for improving our understanding of drought-induced tree and forest mortality［J］.New Phytologist，2018，218（1）：15-28.
[37]	Blumstein M， Oseguera M， Caso-McHugh T，et al.Nonstructural carbohydrate dynamics’ relationship to leaf development under varying environments［J］.New Phytologist，2024，241（1）：102-113.
[38]	Zhang P P， Ding J X， Wang Q T，et al.Contrasting coordination of non-structural carbohydrates with leaf and root economic strategies of alpine coniferous forests［J］.New Phytologist，2024，243（2）：580-590.
[39]	Zhang G Q， Mao Z， Maillard P，et al.Not all sweetness and light：non-structural carbohydrate storage capacity in tree stems is decoupled from leaf but not from root economics［J］.Functional Ecology，2024，38（3）：668-678.
[40]	Mitchell P J， O’Grady A P， Tissue D T，et al.Drought response strategies define the relative contributions of hydraulic dysfunction and carbohydrate depletion during tree mortality［J］.New Phytologist，2013，197（3）：862-872.
[41]	Zheng C C， Bochmann H， Liu Z G，et al.Plant root plasticity during drought and recovery：what do we know and where to go？［J］.Frontiers in Plant Science，2023，14：1084355.
[42]	Bond W J， Midgley J J.Ecology of sprouting in woody plants：the persistence niche［J］.Trends in Ecology & Evolution，2001，16（1）：45-51.
[43]	Guo J J， Gong X W， Li X H，et al.Coupled hydraulics and carbon economy underlie age-related growth decline and revitalisation of sand-fixing shrubs after crown removal［J］.Plant，Cell & Environment，2024，47（8）：2999-3014.
[44]	Luo W T， Muraina T O， Griffin-Nolan R J，et al.High below-ground bud abundance increases ecosystem recovery from drought across arid and semiarid grasslands［J］.Journal of Ecology，2023，111（9）：2038-2048.
[45]	Luo W T， Ma W， Song L，et al.Compensatory dynamics drive grassland recovery from drought［J］.Journal of Ecology，2023，111（6）：1281-1291.
[46]	Cheng L， Yang H L， Zhang H X，et al.Comparative analysis of hydraulics and water-use strategies in shrubs under controlled drought conditions for ecosystem restoration［J］.Journal of Plant Ecology，2025，18（3）：rtaf030.
[47]	Castro H， Dias M C， Sousa J P，et al.Functional groups response to water deficit in Mediterranean ecosystems［J］.Plants，2023，12（7）：1471.
[48]	Taleb M H， Majidi M M， Pirnajmedin F，et al.Plant functional trait responses to cope with drought in seven cool-season grasses［J］.Scientific Reports，2023，13：5285.
[49]	陈图强，徐贵青，刘深思，等.干旱胁迫下梭梭水力性状调整与非结构性碳水化合物动态［J］.植物生态学报，2023，47（10）：1407-1421.
	Chen Tuqiang， Xu Guiqing， Liu Shensi，et al.Hydraulic traits adjustments and nonstructural carbohydrate dynamics of Haloxylon ammodendron under drought stress［J］.Chinese Journal of Plant Ecology，2023，47（10）：1407-1421.
[50]	刘深思，徐贵青，陈图强，等.地下水埋深对幼龄梭梭功能性状的影响［J］.应用生态学报，2022，33（3）：733-741.
	Liu Shensi， Xu Guiqing， Chen Tuqiang，et al.Effects of groundwater depth on functional traits of young Haloxylon ammodendron ［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2022，33（3）：733-741.
[51]	贺晓慧，司建华，周冬蒙，等.不同林龄梭梭（Haloxylon ammodendron）的光合特性和水分利用效率［J］.中国沙漠，2023，43（1）：20-26.
	He Xiaohui， Si Jianhua， Zhou Dongmeng，et al.Photosynthetic properties and leaf-scale water use efficiency of Haloxylon ammodendron in different stand ages［J］.Journal of Desert Research，2023，43（1）：20-26.
[52]	Hammond W M， Yu K L， Wilson L A，et al.Dead or dying？Quantifying the point of no return from hydraulic failure in drought-induced tree mortality［J］.New Phytologist，2019，223（4）：1834-1843.
[53]	Shao J J， Zhou X H， Zhang P P，et al.Embolism resistance explains mortality and recovery of five subtropical evergreen broadleaf trees to persistent drought［J］.Ecology，2023，104（2）：e3877.
[54]	Xu G Q， Chen T Q， Liu S S，et al.Within-crown plasticity of hydraulic properties influence branch dieback patterns of two woody plants under experimental drought conditions［J］.Science of the Total Environment，2023，854：158802.
[55]	Su P X， Cheng G D， Yan Q D，et al.Photosynthetic regulation of C4 desert plant Haloxylon ammodendron under drought stress［J］.Plant Growth Regulation，2007，51（2）：139-147.

荒漠-绿洲过渡带梭梭不同平茬处理后的多维功能性状差异

Differences in Multidimensional Functional Traits of Haloxylon ammodendron after Different Stubble Treatments in a Desert-Oasis Ecotone

RichHTML

PDF (PC)

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 55

相关文章 9

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	温海瑞, 杨雨春, 刘月, 矫春晶, 王君, 王芳, 杨叶磊, 李依桐, 王杰. 红松不同器官非结构性碳水化合物和化学计量特征对疏伐的响应[J]. 植物研究, 2026, 46(2): 348-360.
[2]	陈志琪, 张海娜, 刘佳丽, 鲁向晖, 杨宝城. 氮添加对稀土尾砂地猴樟幼苗根系生长、生物量分配及非结构性碳水化合物的影响[J]. 植物研究, 2024, 44(1): 86-95.
[3]	魏春燕, 李月灵, 金则新, 罗光宇, 陈超, 单方权. 遮荫对七子花幼苗光合特性和非结构性碳水化合物含量的影响[J]. 植物研究, 2022, 42(6): 1096-1105.
[4]	杜梦甜, 王博一, 李京航, 赵铭远, 王秀伟. 落叶松不同根序细根可溶性糖和淀粉浓度的差异和季节动态[J]. 植物研究, 2021, 41(4): 491-495.
[5]	赵喆, 金则新. 模拟氮沉降对夏蜡梅幼苗生长及非结构性碳水化合物的影响[J]. 植物研究, 2020, 40(1): 41-49.
[6]	王宗琰, 王凯, 姜涛, 曹鹏, 孙菊, 王道涵. 油松幼苗非结构性碳水化合物对干旱胁迫的阶段性响应[J]. 植物研究, 2018, 38(3): 460-466.
[7]	吕朝燕, 张希明, 高智席, 熊佰炼, 韩畅, 王加真. 准噶尔盆地梭梭土壤种子库基本特征[J]. 植物研究, 2017, 37(1): 109-117.
[8]	田媛1；唐立松2,4；乔瑞平1,3. 梭梭幼苗个体生长规律与死亡率关系研究[J]. 植物研究, 2016, 36(1): 84-89.
[9]	任珺, 陶玲. 准噶尔盆地梭梭植物群落的聚类分析[J]. 植物研究, 2005, 25(4): 410-414.