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我国荒漠地区植物在3个科中有C4木本植物,包括半木本植物,共计45种,主要集中在藜科和蓼科。梭梭属的梭梭(Haloxylon ammodendron)和白梭梭(H.persicum)为C4植物,为灌木或小乔木;沙拐枣属的所有种均为C4植物,如沙拐枣(Calligonummongolicum)、白皮沙拐枣(C.leucocladum)、泡果沙拐枣(C.junceum)、无叶沙拐枣(C.aphyllum)、红皮沙拐枣(C.rubicundum)、新疆沙拐枣(C.klementzii)、头状沙拐枣(C.caput-medusae)、阿拉善沙拐枣(C.alaschanicum)、乔木沙拐枣(C.arborescens)、戈壁沙拐枣(C.gobicum)、甘肃沙拐枣(C.chinense)、小果沙拐枣(C.pumilum)、青海沙拐枣(C.kozlovi)、昆仑沙拐枣(C.roborowskii)、精河沙拐枣(C.ebi-nuricum)、若羌沙拐枣(C.juochiangense)、柴达木沙拐枣(C.zaidamense)、密刺沙拐枣(C.densum)、河西沙拐枣(C.potanini)等,为灌木或小灌木:猪毛菜属的木本猪毛菜(Salsola arbuscula)为C4灌木;藜科其它的C4半灌木有,新疆藜(Aelleniaglauca)、无叶假木贼(Anabasis aphylla)、短叶假木贼(A.brevifolia)、高枝假木贼(A.elatior)、毛足假木贼(A.eriopoda)、盐生假木贼(A.salsa)、展枝假木贼(A.truncata)、白滨藜(Atriplex cana)、樟味藜(Camphorosma monspeliaca)、同齿樟味藜(C.lessingii)、戈壁藜(Iljinia regelii)、木地肤(Kochia prostrata)、东方猪毛菜(Salsola orientalis)、珍珠(S.passerina)、木碱蓬(Suaeda dendroides)等。
重点对黑河流域山地、绿洲和荒漠区主要木本植物的光合器官(叶片或同化枝)进行了稳定碳同位素分析,得出山地植物稳定碳同位素比率(δ13C值)在-23‰~-29‰之间,平均值为-26.3‰:绿洲植物在-26‰~30‰之间,平均值为-27.2‰:荒漠植物在-23‰~-28‰和-12‰~-15‰两个范围,平均值分别为-26.0‰和-13.8‰,严酷生境植物δ13C值较高,荒漠植物中C4植物占有一定比例。同种植物在不同生境下的δ13C值,也表现为较差生境高于较好生境。荒漠河岸林树种胡杨(Populuseuphratica)柳树形叶的δ13C值低于杨树形叶。无论是山区还是荒漠区,随着海拔高度增加,有些植物稳定碳同位素辨别力(△值)减小,有些不明显,青海云杉(Piceacrassifolia)的△值随着海拔升高线性递减显著(r2=0.98,P<0.001)。研究得出,严酷生境下植物水分利用效率(WUE)高于较好生境。胡杨长条形叶的WUE最低,圆形叶的最高,由幼苗时期的柳树形叶向杨树形叶的演变中WUE在提高。青海云杉为黑河上游山区环境变化的重要指示植物。同种植物过高的δ13C值指示着植物的衰退和生境的严重胁迫。植物适应干旱环境是沿着有利于提高水分利用效率的方向发展。
梭梭在年降水量60~250 mm的荒漠地区均有分布;在年降水量100 mm以上,≥10℃的活动积温在3000℃以上的荒漠地区分布较多。白梭梭广泛分布于年降水量近180 mm准噶尔盆地荒漠区,在河西走廊荒漠区、阿拉善高原荒漠区和鄂尔多斯高原荒漠区200 mm以下区域可引种栽培,栽培地地下水位不能太低,一般在3~5 m范围为好。白梭梭引种适宜气候条件为,年降水量100~250 mm的区域,年平均气温5~8℃,干燥度指数在6以上,≥10℃的活动积温在3100℃以上,1月平均气温-15℃以上,7月平均气温20℃以上,≥10℃的天数在160~180 d,日照时数2800~3200 h。沙拐枣分布广泛,在我国8大荒漠区均有分布,是我国荒漠C4木本植物分布最广的种,分布区的主要气候特征,降水量在60~300 mm,年均气温在3~10℃,干燥度指数在4~20,≥10℃的活动积温在2000~3600℃之间,1月平均气温在-17~-7℃之间,7月平均气温在17~23℃之间。由于生长环境差异较大,沙拐枣在各荒漠区形成不同的生态型,从小灌木到大灌木都有,高度在0.3~3m不等。