毛乌素沙地不同年限柠条固沙林林下草本土壤种子库特征研究

doi:10.11686/cyxb2025329

草业学报 ›› 2026, Vol. 35 ›› Issue (8): 1-13.DOI: 10.11686/cyxb2025329

• 研究论文 •

毛乌素沙地不同年限柠条固沙林林下草本土壤种子库特征研究

石文杰¹^,²^,³^,⁴(), 李小伟¹^,²^,³^,⁴(), 任振强⁵, 刘吉德⁵, 刘玲⁵, 郝淑香⁵, 李云霞⁵

^1.宁夏大学林业与草业学院，宁夏银川 750021
^2.宁夏大学宁夏草牧业工程技术研究中心，宁夏银川 750021
^3.宁夏大学农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室，宁夏银川 750021
^4.宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地，宁夏银川 750021
^5.内蒙古贺兰山国家级自然保护区管理局，内蒙古阿拉善盟 750300

收稿日期:2025-08-14 修回日期:2025-09-20 出版日期:2026-08-20 发布日期:2026-06-22
通讯作者: 李小伟
作者简介:Corresponding author. E-mail： lxwbq@126.com
石文杰（2000-），男，宁夏同心人，在读硕士。E-mail：1694560821@qq.com
基金资助:
宁夏回族自治区自然科学基金项目(2024AAC03102)

Characteristics of understory herbaceous soil seed banks in Caragana korshinskii sand-fixation thickets of different ages in the Mu Us Sandy Land

Wen-jie SHI¹^,²^,³^,⁴(), Xiao-wei LI¹^,²^,³^,⁴(), Zhen-qiang REN⁵, Ji-de LIU⁵, Ling LIU⁵, Shu-xiang HAO⁵, Yun-xia LI⁵

^1.College of Forestry and Prataculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，China
^2.Ningxia Grass and Animal Husbandry Engineering Technology Research Center，Ningxia University，Yinchuan 750021，China
^3.Agriculture and Rural Ministry of Forage Efficient Production Mode Innovation Key Laboratory，Ningxia University，Yinchuan 750021，China
^4.Northwest Land Degradation and Ecological Restoration State Key Laboratory Cultivation Base，Ningxia University，Yinchuan 750021，China
^5.Inner Mongolia Helan Mountain National Nature Protection Bureau，Alxa 750300，China

Received:2025-08-14 Revised:2025-09-20 Online:2026-08-20 Published:2026-06-22
Contact: Xiao-wei LI

摘要/Abstract

摘要：

土壤种子库是沙地植被恢复的重要种源库，探究其随固沙年限的变化规律对荒漠沙化治理具有重要科学意义。本研究以毛乌素沙地不同固沙年限（10、30、50、70 a）柠条固沙林为对象，结合野外调查、种子库萌发试验与土壤理化性质分析，系统解析土壤种子库在不同固沙阶段的特征演变及驱动因子。结果表明：土壤种子库共萌发出28种植物，隶属8科22属，以菊科、禾本科和苋科为主。随着固沙年限延长，一年生草本植物占比逐渐减少，而多年生草本植物占比逐渐增加。Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数与Simpson优势度指数均随固沙年限的延长表现出递增趋势，而Pielou均匀度指数则逐渐降低。土壤种子库密度随固沙年限延长显著增加，种子库平均密度为303.31~5719.72粒·m^-2，主要集中于0~2 cm和2~5 cm土层土壤，且随土层深度的增加逐渐降低。除30 a样地外土壤种子库与地上植被均表现为中等相似性，并随固沙年限的延长呈波动性增加。冗余分析表明，地上植被物种均匀度（F=4.0， P=0.016）是显著影响种子库的植被因子，土壤速效氮（F=13.7， P=0.002）则是主要的土壤驱动因子。综上，随固沙年限延长，土壤种子库呈多样性增强、密度升高的正向演替趋势。本研究可以为毛乌素沙地植被恢复及生态潜力提升提供科学依据。

关键词: 毛乌素沙地, 柠条, 土壤种子库, 生态恢复

Abstract:

The soil seed bank serves as a crucial seed source for vegetation restoration in sandy areas. Investigating how it changes during prolonged periods of sand fixation holds significant scientific importance for combating desertification. This study focused on Caragana korshinskii sand-fixing thickets of different ages （10， 30， 50， and 70 years） in the Mu Us Sandy Land. By integrating field surveys， seed bank germination experiments， and soil physicochemical property analysis， we systematically analyzed the evolution of the soil seed bank and its driving factors across different periods of sand fixation. The results show that 28 plant species germinated from the soil seed bank. These 28 species belonged to 22 genera and 8 families， predominantly Asteraceae， Poaceae， and Amaranthaceae. As the period of sand fixation increased， the proportion of annual herbaceous plants gradually decreased， while that of perennial herbaceous plants progressively rose. The Shannon-Wiener diversity index， Margalef richness index， and Simpson dominance index all exhibited increasing trends with prolonged sand fixation， whereas the Pielou evenness index gradually declined. The soil seed bank density increased significantly as the period of sand fixation increased， from 303.31 to 5719.72 seeds·m?2. The seed bank was primarily concentrated in the 0-2 cm and 2-5 cm soil layers， and decreased progressively with increasing soil depth. The similarity between the soil seed bank and aboveground vegetation exhibited moderate levels across all sites， except in the 30-year-old thicket， and showed a fluctuating increase with prolonged sand fixation. A redundancy analysis revealed that aboveground vegetation species evenness （F=4.0， P=0.016） was the significant vegetation factor affecting the seed bank， while soil available nitrogen （F=13.7， P=0.002） was the primary soil factor driving the seed bank. In conclusion， as the duration of sand fixation increased， the soil seed bank exhibited a successional trend characterized by enhanced diversity and increased density. This study provides a scientific basis for vegetation restoration and potential ecological enhancement in the Mu Us Sandy Land.

Key words: Mu Us Sandy Land, Caragana korshinskii, soil seed bank, ecological restoration

石文杰, 李小伟, 任振强, 刘吉德, 刘玲, 郝淑香, 李云霞. 毛乌素沙地不同年限柠条固沙林林下草本土壤种子库特征研究[J]. 草业学报, 2026, 35(8): 1-13.

Wen-jie SHI, Xiao-wei LI, Zhen-qiang REN, Ji-de LIU, Ling LIU, Shu-xiang HAO, Yun-xia LI. Characteristics of understory herbaceous soil seed banks in Caragana korshinskii sand-fixation thickets of different ages in the Mu Us Sandy Land[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2026, 35(8): 1-13.

图/表 11

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物种 Species	科 Family	属 Genus	LF	占比Percentage （%）
物种 Species	科 Family	属 Genus	LF	10 a	30 a	50 a	70 a
短花针茅Stipa breviflora	禾本科Poaceae	针茅属Stipa	P	-	1.34±1.61	-	2.46±3.72
画眉草Eragrostis pilosa	禾本科Poaceae	画眉草属Eragrostis	A	-	4.75±0.10	29.70±3.29	15.65±11.35
三芒草Aristida adscensionis	禾本科Poaceae	三芒草属Aristida	A	-	3.31±2.91	-	4.79±1.45
狗尾草Setaria viridis	禾本科Poaceae	狗尾草属Setaria	A	-	4.99±0.56	8.56±8.04	11.62±10.46
锋芒草Tragus mongolorum	禾本科Poaceae	锋芒草属Tragus	A	-	-	-	2.06±1.33
无芒隐子草Cleistogenes songorica	禾本科Poaceae	隐子草属Cleistogenes	P	-	-	-	0.75±0.13
赖草Leymus secalinus	禾本科Poaceae	赖草属Leymus	P	-	-	-	2.25±1.89
白沙蒿Artemisia blepharolepis	菊科Asteraceae	蒿属Artemisia	A	44.44±9.62	-	3.49±2.07	6.15±5.06
猪毛蒿A. scoparia	菊科Asteraceae	蒿属Artemisia	A	-	1.60±1.42	27.70±13.26	18.32±8.08
圆头蒿Artemisia sphaerocephala	菊科Asteraceae	蒿属Artemisia	S	-	-	-	0.53±0.72
黑沙蒿A. ordosica	菊科Asteraceae	蒿属Artemisia	S	-	-	4.01±3.67	1.77±1.06
栉叶蒿Neopallasia pectinata	菊科Asteraceae	栉叶蒿属Neopallasia	A	16.67±28.87	-	-	0.82±0.43
中华苦荬菜Ixeris chinensis	菊科Asteraceae	苦荬菜属Ixeris	P	-	0.35±0.20	0.64±0.11	0.50±0.47
砂蓝刺头Echinops gmelinii	菊科Asteraceae	蓝刺头属Echinops	A	-	0.30±0.12	-	-
花花柴Karelinia caspia	菊科Asteraceae	花花柴属Karelinia	P	-	-	-	0.62±0.11
蒙古虫实Corispermum mongolicum	苋科Amaranthaceae	虫实属Corispermum	A	55.56±9.62	4.29±3.66	1.60±2.77	-
藜Chenopodium album	苋科Amaranthaceae	藜属Chenopodium	A	-	67.56±9.75	5.74±5.16	23.38±10.34
猪毛菜Salsola collina	苋科Amaranthaceae	猪毛菜属Salsola	A	-	1.50±2.60	-	-
刺沙蓬S. tragus	苋科Amaranthaceae	猪毛菜属Salsola	A	-	6.14±2.24	8.13±2.20	2.16±2.02
雾冰藜Grubovia dasyphylla	苋科Amaranthaceae	雾冰藜属Grubovia	A	-	-	5.26±5.02	1.12±1.05
华北白前Vincetoxicum mongolicum	夹竹桃科Apocynaceae	白前属Vincetoxicum	P	-	0.35±0.60	-	-
地梢瓜Cynanchum thesioides	夹竹桃科Apocynaceae	鹅绒藤属Cynanchum	P	-	-	-	2.00±0.55
蒙古葱Allium mongolicum	石蒜科Amaryllidaceae	葱属Allium	P	-	2.14±2.13	4.23±2.47	0.91±0.88
细叶韭Allium tenuissimum	石蒜科Amaryllidaceae	葱属Allium	P	-	-	1.60±1.56	0.43±0.73
远志Polygala tenuifolia	远志科Polygalaceae	远志属Polygala	P	-	1.09±1.88	-	-
地锦草Euphorbia humifusa	大戟科Euphorbiaceae	大戟属Euphorbia	A	-	0.30±0.12	-	0.53±0.62
沙生大戟Euphorbia kozlovi	大戟科Euphorbiaceae	大戟属Euphorbia	P	-	-	-	0.94±0.62
沙木蓼Atraphaxis bracteata	廖科Polygonaceae	木蓼属Atraphaxi	S	-	-	-	0.24±0.41

物种 Species	科 Family	属 Genus	LF	占比Percentage （%）
物种 Species	科 Family	属 Genus	LF	10 a	30 a	50 a	70 a
短花针茅Stipa breviflora	禾本科Poaceae	针茅属Stipa	P	-	1.34±1.61	-	2.46±3.72
画眉草Eragrostis pilosa	禾本科Poaceae	画眉草属Eragrostis	A	-	4.75±0.10	29.70±3.29	15.65±11.35
三芒草Aristida adscensionis	禾本科Poaceae	三芒草属Aristida	A	-	3.31±2.91	-	4.79±1.45
狗尾草Setaria viridis	禾本科Poaceae	狗尾草属Setaria	A	-	4.99±0.56	8.56±8.04	11.62±10.46
锋芒草Tragus mongolorum	禾本科Poaceae	锋芒草属Tragus	A	-	-	-	2.06±1.33
无芒隐子草Cleistogenes songorica	禾本科Poaceae	隐子草属Cleistogenes	P	-	-	-	0.75±0.13
赖草Leymus secalinus	禾本科Poaceae	赖草属Leymus	P	-	-	-	2.25±1.89
白沙蒿Artemisia blepharolepis	菊科Asteraceae	蒿属Artemisia	A	44.44±9.62	-	3.49±2.07	6.15±5.06
猪毛蒿A. scoparia	菊科Asteraceae	蒿属Artemisia	A	-	1.60±1.42	27.70±13.26	18.32±8.08
圆头蒿Artemisia sphaerocephala	菊科Asteraceae	蒿属Artemisia	S	-	-	-	0.53±0.72
黑沙蒿A. ordosica	菊科Asteraceae	蒿属Artemisia	S	-	-	4.01±3.67	1.77±1.06
栉叶蒿Neopallasia pectinata	菊科Asteraceae	栉叶蒿属Neopallasia	A	16.67±28.87	-	-	0.82±0.43
中华苦荬菜Ixeris chinensis	菊科Asteraceae	苦荬菜属Ixeris	P	-	0.35±0.20	0.64±0.11	0.50±0.47
砂蓝刺头Echinops gmelinii	菊科Asteraceae	蓝刺头属Echinops	A	-	0.30±0.12	-	-
花花柴Karelinia caspia	菊科Asteraceae	花花柴属Karelinia	P	-	-	-	0.62±0.11
蒙古虫实Corispermum mongolicum	苋科Amaranthaceae	虫实属Corispermum	A	55.56±9.62	4.29±3.66	1.60±2.77	-
藜Chenopodium album	苋科Amaranthaceae	藜属Chenopodium	A	-	67.56±9.75	5.74±5.16	23.38±10.34
猪毛菜Salsola collina	苋科Amaranthaceae	猪毛菜属Salsola	A	-	1.50±2.60	-	-
刺沙蓬S. tragus	苋科Amaranthaceae	猪毛菜属Salsola	A	-	6.14±2.24	8.13±2.20	2.16±2.02
雾冰藜Grubovia dasyphylla	苋科Amaranthaceae	雾冰藜属Grubovia	A	-	-	5.26±5.02	1.12±1.05
华北白前Vincetoxicum mongolicum	夹竹桃科Apocynaceae	白前属Vincetoxicum	P	-	0.35±0.60	-	-
地梢瓜Cynanchum thesioides	夹竹桃科Apocynaceae	鹅绒藤属Cynanchum	P	-	-	-	2.00±0.55
蒙古葱Allium mongolicum	石蒜科Amaryllidaceae	葱属Allium	P	-	2.14±2.13	4.23±2.47	0.91±0.88
细叶韭Allium tenuissimum	石蒜科Amaryllidaceae	葱属Allium	P	-	-	1.60±1.56	0.43±0.73
远志Polygala tenuifolia	远志科Polygalaceae	远志属Polygala	P	-	1.09±1.88	-	-
地锦草Euphorbia humifusa	大戟科Euphorbiaceae	大戟属Euphorbia	A	-	0.30±0.12	-	0.53±0.62
沙生大戟Euphorbia kozlovi	大戟科Euphorbiaceae	大戟属Euphorbia	P	-	-	-	0.94±0.62
沙木蓼Atraphaxis bracteata	廖科Polygonaceae	木蓼属Atraphaxi	S	-	-	-	0.24±0.41

生活型 Life form	固沙年限Sand-fixation durations
生活型 Life form	10 a	30 a	50 a	70 a
一年生草本Annual herb	100.00	94.65	90.45	86.91
多年生草本Perennial herb	-	5.02	6.27	8.57
灌木Shrub	-	-	3.28	1.97
藤本Liane	-	0.33	-	2.55

生活型 Life form	固沙年限Sand-fixation durations
生活型 Life form	10 a	30 a	50 a	70 a
一年生草本Annual herb	100.00	94.65	90.45	86.91
多年生草本Perennial herb	-	5.02	6.27	8.57
灌木Shrub	-	-	3.28	1.97
藤本Liane	-	0.33	-	2.55

项目 Item	环境因子 Environmental factors	解释量 Explains （%）	贡献率Contribution （%）	F	P
地上植被 Aboveground vegetation	均匀度指数Pielou index （E）	12.9	13.3	4.0	0.016*
	多样性指数Shannon-Wiener index （H）	7.3	7.5	2.7	0.086
	丰富度指数Margalef index （R）	2.6	2.7	1.2	0.356
	优势度指数Simpson index （D）	2.5	2.6	1.2	0.382
土壤因子 Soil factors	土壤速效氮Soil available nitrogen （SAN）	57.8	59.3	13.7	0.002**
	土壤酸碱度Soil pH	4.5	4.6	1.8	0.188
	土壤速效磷Soil available phosphorus （SAP）	4.0	4.1	1.8	0.172
	土壤容重Soil bulk density （SBD）	1.9	2.0	0.9	0.492
	土壤含水量Soil water content （SWC）	1.9	2.0	0.9	0.500
	土壤有机质Soil organic matter （SOM）	2.0	2.0	0.8	0.558
特征参数Characteristic parameter		轴1 Axis1	轴2 Axis2	轴3 Axis3	轴4 Axis4
特征值Eigenvalues		0.6337	0.2462	0.0558	0.0361
累计解释变异Cumulative explained variation		63.37	87.99	93.56	97.17
多样性-环境因子相关系数Correlation coefficient between diversity and environmental factor		0.9984	0.9576	0.9957	0.9860

毛乌素沙地不同年限柠条固沙林林下草本土壤种子库特征研究

Characteristics of understory herbaceous soil seed banks in Caragana korshinskii sand-fixation thickets of different ages in the Mu Us Sandy Land

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图/表 11

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Metrics

年限 Year （a）	物种数Species			Sc
年限 Year （a）	地上植被 AV	土壤种子库 SSB	共有 Common	Sc
10	1	3	1	0.50
30	14	15	7	0.48
50	18	12	8	0.53
70	26	23	16	0.65

[1]	李豫悦, 魏浩男, 马兴忠, 姜海鑫, 聂明鹤, 周瑶, 代成江, 田小武, 王国会, 马红彬. 轮牧对荒漠草原土壤种子库特征的影响[J]. 草业学报, 2026, 35(4): 1-13.
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