沙漠化**的原则是生态效益、经济效益和社会效益的协调统一，生态效益优先，兼顾经济效益和社会效益，只有这样才能使我国的生态治理与恢复长期坚持下去，并且使生态建设的成果得到巩固。为此，对当前生态治理中常用的锦鸡儿属和岩黄芪属植物在内蒙古库布齐沙漠东缘种植并进行了研究，由于很多学者对锦鸡儿属植物进行过细致充分的研究。本文以锦鸡儿属植物作对比对岩黄芪属主要栽培种细枝岩黄芪、塔落岩黄芪和山竹岩黄芪的生物学、生态学、生理生态学、饲用营养价值和生态效益等方面进行了深入细致的研究。

1绪论
11我国沙漠化现状
荒漠化是当今世界关注的十大环境问题的焦点，土地荒漠化所造成的生态环境恶化及其对社会经济发展的阻碍，已成为21世纪威胁人类生存、社会稳定与可持续发展的严重问题之一［1-2］。全球500×109km2以上土地退化，使全球43％的陆地植被生态系统的服务功能受到影响。全球荒漠化土地达360×109km2以上，占全球干旱地面积的70％［3］。我国是世界上受荒漠化危害*严重的**之一，根据《中国荒漠化报告》2002年全国*新荒漠化监测数据，中国荒漠化土地面积为267×106km2，占国土总面积的273%，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元人民币，约占全球荒漠化经济损失的155％［1-3］。沙漠化（Sandy Desertification）是荒漠化的主要类型之一，影响范围广泛，危害程度高，造成的损失也*为严重。沙漠化是在干旱多风的沙质地表条件下��由于人为活动破坏了脆弱的生态平衡，造成地表出现以风沙活动为主的土地退化，简称沙漠化［4-6］。据林业总局2003年统计，目前全国沙漠化土地面积已达174×106km2，占国土总面积的182%，年均扩展3436km2，西部沙化土地面积164×106km2，约占全国的94%。其中人类活动导致的现代沙漠化土地约370×105km2。尽管我国开展沙漠化研究与**已有半个世纪，但沙漠化面积一直在加速扩展，特别是，近年来土地沙漠化的速率不断加快，20世纪60—70年代为1560km2·a -1，80年代为2100km2·a-1，90年代为2460km2·a -1，20世纪末至21世纪初达到3400km2·a-1。土地沙漠化给生态环境和社会经济带来了极大危害，特别是突发性风沙灾害—强沙尘暴的发生频率越来越高，直接危害西北和华北地区，并影响到我国南方［7-17］。
沙漠化土地主要分布在北方干旱、半干旱和部分半湿润地区，从东北经华北到西北形成一条不连续的弧形分布带，尤以贺兰山以东的半干旱区分布更为集中［4］。而该地区正是我国的草原分布区，因此，土地沙漠化问题实质上是草原沙漠化问题。我国草地面积为393×106km2，约占国土总面积的417%，为现有农田的4倍左右。我国北方草地近300×106km2，是我国重要的放牧业畜牧业基地，同时又是北方和京津地区重要的绿色生态屏障［18］。进入20世纪60年代以来，在利用强度不断加大加之不利自然因素影响下，我国草地发生大面积退化，据**环境保护总局发布的“2000年中国环境状况公报”，目前全国90%的草地不同程度地出现退化，其中中度退化以上的草地面积已达50%左右。草地退化（rangeland degradation）引发的沙漠化为中国荒漠化中*严重的类型，其特点是面积*大，分布*广，危害也*为严重，由草地退化引起的荒漠化占荒漠化总面积的401%［6-14］。


内蒙古自治区（以下简称内蒙古，全书同）是我国荒漠化危害*严重的省（区）之一，荒漠化总面积为659×105km2，占全国荒漠化总面积的251％。2002年**林业总局发布的第二次全国荒漠化、沙化土地监测结果，内蒙古的沙漠化土地已达421×105km2，占内蒙古总土地面积的3566%。20世纪60年代初全区有沙漠化土地面积182 483km2，15年（1975年）沙漠化土地扩大了41 981km2，年平均扩大27987km2，年增长率为153%。到1995年全区沙漠化土地面积为239 726km2，与70年代中期相比，19年间沙漠化土地又新增了15 262km2，年平均增加8033km2，但年增长率显著降低，从153%降到036%，沙漠化土地发展趋势明显减缓。但局部地区仍然相当严重，全国沙漠化扩展速度达4％以上的地区有7处，内蒙古地区就有3处，全区沙漠化土地2/3来自草原沙漠化［15-17］。内蒙古沙漠化发展趋势与全国沙漠化特征相似，即局部改善，整体还有蔓延恶化之势，沙漠化土地仍以中度为主，在50％左右。沙漠化土地不仅具有面积不断扩大，占地比例逐渐**的趋势，而且具有发展速率加快，沙漠化日趋严重势态［17］。
沙漠化是由不合理的人类活动与脆弱的生态环境相互作用所造成，表现为土地生产力下降、土地资源丧失、地表呈现类似沙漠景观的土地退化。随着土地沙漠化的加速发展，突发性风沙灾害—强沙尘暴的发生频率愈来愈高。据统计，我国北方在20世纪50年代共发生大范围强沙尘暴灾害5次，60年代8次，70年代13次，80年代14次，90年代23次。沙尘暴直接危害西北和华北地区，并影响到我国南方和整个东亚，成为东北半球一个重要环境问题。特别是2000年春季，北京地区遭受12次沙尘暴袭击，沙尘暴出现时间之早、发生频率之高、影响范围之广、强度之大为历史所罕见［11］。
12沙漠化的危害
沙漠化给生态环境和社会经济带来极大危害，据估算，每年造成的直接经济损失达540亿元，而间接经济损失是直接经济损失的2～8倍，甚至达到10倍以上［8］，沙漠化的危害主要表现在以下几个方面：
121破坏生态平衡
沙漠化使环境恶化和土地生产力严重衰退，危及当地人民的生存发展，加重了贫困程度，有的地方已经出现了成批的生态难民。由于沙漠化不断扩展，沙尘暴频繁发生，不仅对生产建设成极大破坏，而且给人民的生命财产带来重大损失。
122破坏土地资源
沙漠化导致大面积可利用土地资源的丧失，缩小了人类的生存空间，每年因沙漠化的扩展导致损失一个中等县的土地面积。可利用土地质量下降，造成农牧业生产减产甚至绝收，内蒙古2000年草场普查数据显示，内蒙古现有退化草地面积428×105km2，草地退化一方面表现为植株变得低矮稀疏，产草量下降；另一方面表现为豆科和禾本科等优良牧草数量减少，有毒有害、适口性差和营养价值低的植物增加，牧草质量下降，每只羊单位拥有天然草场面积从20世纪50年代的11hm2降至60年代的198hm2，到1999年为11hm2。
123破坏生产、生活设施
沙漠化严重威胁村镇、交通、水利、工矿设施及国防基地的**，影响工农业生产，制约经济腾飞，沙区铁路的42%受到风沙威胁。
124加剧了农牧民的贫困程度，影响社会安定和民族团结
沙漠化使人类的生存环境恶化，耕地、草场、林地等可利用土地资源质量下降或生产力丧失；破坏生产和生活设施，严重时迫使人们背井离乡。因此，沙漠化是干旱、半干旱地区产生贫困的重要因素。我国少数民族聚集区多位于沙漠化地区，沙漠化和贫困的长期困扰以及与发达地区经济差距过大，有可能转化为社会矛盾，从而影响民族团结和社会稳定。
125生物质量变劣、物种丰度降低，对生物多样性构成严重威胁
在干旱区尤其是沙漠化地区，保护生物多样性具有特别重要的意义：①沙漠化地区的动植物在**的自然条件和长期进化过程中，成功地发展了许多适应机制，其中许多野生植物资源是**沙漠化生物措施的重要种质资源。②沙漠动植物中包含许多有较高经济价值的种类，其具有的价值也许当代人无法研究。③沙漠生态系统在固定流沙、减弱风蚀，改善环境方面起着不可替代的作用，沙漠生态系统的破坏将导致环境的恶化。
土地沙漠化不仅影响着我国农牧业的可持续发展，也是制约西部大开发的重要环境障碍，影响着沙区人民生活、生产，而且导致贫富加剧，拉大东西差距，进而影响社会稳定，民族团结，国防**乃至全国的长治久安［18］。
13沙漠化的**
**土地沙漠化是指通过人工措施消除沙漠化产生的人为因素，着重建设适于人类生存的生态环境，恢复和发展生产力，实现社会经济的可持续发展［19］。1958年10月，党**在呼和浩特召开了西北和内蒙古六省区**次治沙会议，从此揭开了对我国沙漠进行治理和改造利用的序幕。1977年内罗毕联合国荒漠化会议之后，我国科学家着重对荒漠化问题进行了一系列研究。至20世纪80年代末期，基本调查清楚了我国沙化土地的分布状况，并按其发生、发展的程度进行了分类。同时，对沙漠化的成因做了初步研究，认为沙漠化是自然和人为因素共同作用的结果，提出了一系列治理的途径与措施。90年代以来，我国组织完成了**次全国沙化及荒漠化土地普查，开展了对我国沙漠的形成时代、演变规律及成因机制的研究。
20世纪50年代末期，在宁夏回族自治区（以下简称宁夏，全书同）沙坡头、内蒙古蹬口、陕西榆林、甘肃民勤、青海沙珠玉、新疆维吾尔自治区（以下简称新疆，全书同）莫索湾建立了6个治沙综合试验站，通过生物和工程措施，使当地的流沙得到了有效治理，提高了植被盖度，改善了环境条件，并且对全国防沙治沙起到了良好的示范作用。几十年来我国在沙漠化**实践中取得了100多项成熟技术和治理模式，对我国防沙治沙工程建设起到了巨大的推动作用，在国内外产生了积极的影响，引起了广泛的关注，为沙漠化**奠定了坚实的基础。通过广泛推广和应用这些成熟的沙漠化**技术与模式，并注重借鉴国外先进技术，完全可以满足我国沙漠化**工程建设的需要。
目前，我国沙漠化**的技术体系业已形成。围绕沙漠化**三大目标即“防、治、用”的各项技术措施日臻成熟与完善，形成了一套成熟的沙漠化**技术体系［19］。“防、治、用”的内容即“防”是防止沙漠化的进一步扩展，“治”是治理已有沙漠化土地，“用”是开发利用沙漠化土地。由于草地的退化是我国沙化土地持续扩大的主要原因，因而，退化、沙化草地的恢复与治理是**沙漠化*根本的途径。对于已退化、沙化草地，除了及时调整放牧强度和采取合理的放牧制度外，进行培育改良和更新复壮是促进其迅速恢复的有效途径。退化、沙化草地补播优良牧草是加速草地恢复和提高草地产量、改良草地质量、改善生态环境的重要措施，在有条件的草地沙化、退化地区都应重视草地补播改良，补播改良适应用于半干旱地区的流动、半流动沙地或植被盖度小于30%的退化、沙化草地，**干旱地区或郁闭度较大的草地不宜采用。沙化、退化草地补播改良主要有飞播和人工播种两种方法，其中飞播适用于地形开阔，播种面积较大的地区。人工播种适用于小面积沙化、退化草地改良所使用。人工补播是采取机械或手工在退化、沙化草地上直接撒种牧草的一种方式，具有播种面积不受限制，可随时播种，方便可靠、投资少、效益好等优点。
大部分沙化地区草地土壤疏松，水分有效性高，植被盖度低，有利于补播草种的覆土，萌发。但沙区草地气候干旱，风沙活动强烈，其土壤流动性强，易干燥，对补播牧草生长不利，补播时应注意草种的选择。适于半湿润沙区草地补播的草种有沙打旺（Astragalus adsurgens）、草木樨（Melclotus suareolens）、羊草（Leymus chinenses）、沙蒿（Artemisia arenaria）和山竹岩黄芪(Hedysayum fruticosum)等；适于半干旱地区补播的有沙打旺、小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）、细枝岩黄芪(Hedysarum scoparium)、塔落岩黄芪（Hedysarum mongolicum）、差巴嘎蒿（Artemisia halodendron）、沙棘（Hippophae rhamnodides）、白沙蒿（Artemisia sphaerocephala)、黑沙蒿（Artemisia ordosica）、沙米（Agriophgllum arenrium）和达乌里胡枝子（Lespedeza davurica）等；适于干旱和**干旱地区补播的主要草种有白沙蒿、细枝岩黄芪、塔落岩黄芪和梭梭（Haloxylon ammadandron）等［19］。
14固沙型灌木的研究
在干旱、少雨、多风沙的荒漠地区（沙区），适宜乔木生长的范围是极为有限的，根据多年的研究和实践证明，在我国西部干旱、半干旱地区，真正能发挥效益的牧草和生态用草主要是一些多年生灌木、半灌木，我们称之为“牧灌”，这些灌木对干旱、半干旱地区环境有较强的适应性，适宜栽培范围广，在防风固沙、水土保持、改善生态环境方面有突出作用。此外，灌木林还可提供饲料、燃料，有较高的饲用价值。
141适宜种植的固沙灌木的筛选
我国科研工作者经过多年的研究和探索，筛选出了一批适合各沙区生长的优良灌木，主要是梭梭、白梭梭、小叶锦鸡儿、柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿、沙拐枣、细枝岩黄芪、塔落岩黄芪、沙柳、胡枝子、沙蒿等，经对其生物学、生态学特性，育苗技术、栽培技术、抚育管理技术及病虫害**等技术的深入研究，已较全面的掌握了它们的特性和繁殖栽培技术，为今后更好地推广利用固沙灌木提供了良好的依据，为采取生物措施治理沙化土地奠定了物质基础。
固沙植物的引种与筛选同治理沙害密切结合，尽管起步较晚，但取得的成就是巨大的，我国各沙区利用生物措施治理沙害的成果就是证明。如陕西榆林和内蒙古鄂尔多斯市和阿拉善等飞播营造的细枝岩黄芪、塔落岩黄芪、柠条锦鸡儿、沙蒿等灌木林，不仅改善了生态环境，而且解决了牧民的家畜饲料和薪柴问题。新中国成立以来，**实施了一大批重大生态建设工程，约有12％的沙化土地得到了治理，1170×104hm2退化草场得到保护与恢复，产草量增加20％以上，取得了明显的生态、社会和经济效益。
142固沙型灌木的抗旱种植技术研究
抗旱种植技术一直是固沙型灌木的研究方向之一，很多的科研工作者对其进行了长期的研究，获得了一批有价值的研究成果。刘瑛心对宁夏沙坡头地区研究认为，在年降水量为150～250mm的荒漠化草原和草原化荒漠带，由于雨量少，植被生长缓慢，春季栽植植物在春天风季不能抵抗风沙危害，必须加以保护，设置沙障。根据水分及营养需求分析，认为细枝岩黄芪的适宜密度为12～32株/100m2、柠条锦鸡儿为30～50株/100m2、油蒿为70～80株/100m2［20］。海玉生进行的4种沙生灌木在流动沙丘、半流动沙丘的造林研究结果表明：细枝岩黄芪、塔落岩黄芪更适合用于固定沙丘［21］。还有一些人对塔落岩黄芪、柠条锦鸡儿、沙棘等固沙灌木的生物学、生态学特征及种植技术进行了细致的研究，提出了各种灌木适宜的种植栽培技术特点［22-24］。
此外，在灌木种类配置，生长状况分析预测方面，也有人进行了探讨和研究，刘存琦进行了灌木植物量测定技术的研究［25］，黄祖杰等进行了塔落岩黄芪和细枝岩黄芪植株生物量蓄积特性及产量估测模型的研究［26］，李钢铁等对旱生灌木生物量预测模型的研究确立了灌木生物量预测模型［27］ 。这都为灌木生长研究的定量化打下了坚实的基础，对沙区干旱条件下的灌木栽培具有直接的指导意义。
143固沙型灌木抗旱生物学研究
在灌木抗旱生物学研究领域内，主要研究灌木自身对环境条件的适应能力，即种子的萌发能力，灌木的生根发芽能力，根系状况及形态解剖特征等，后者则是研究的**。
经过对多种灌木植物解剖学的研究，发现旱生的固沙灌木在叶片的结构上有如下特征：叶片退化或变小（有的退化为刺），气孔下陷，叶多被有致密的白色绒毛或鳞片，单位面积气孔数量多，表皮细胞外有较厚的角质层，叶肉组织多为只有栅栏组织且排列紧密，而海绵组织很少或无，维管束极为发达［28-38］。
144固沙型灌木抗旱生理学研究
过去，有关固沙灌木的逆境生理研究主要集中于沙生植物的生理特征研究，其中比较深入方面为沙生植物的水分生理研究，如植物的束缚水、自由水研究，蒸腾系数和速率研究及水分亏缺研究［39-40］。近15年来，已开始注意沙漠化过程与植物生理变化的关系及植物对沙漠化的适应机制和对策的研究。研究内容涉及植物的光合速率、保护酶系统、渗透调节物质的变化、质膜透性及膜脂过氧化作用。植物抗逆演替等［41-59］，得出了一些有意义的结论，如沙生植物在干旱高温逆境条件下光合曲线呈双峰形或低缓型，光合速率低，湿润条件下呈单峰形，光合速率高；含水量高的植物，光合速率和蒸腾速率亦高，环境胁迫下气孔调节程度低，水分利用效率亦低，含水量低的植物则相反；高温、干旱条件下，抗性强的植物细胞失水少而慢，复水后细胞恢复吸水，可溶性糖、脯氨酸积累迅速，保护酶活力可迅速增强，且与膜脂过氧化物作用成负相关，细胞表现出良好的弹力，抗逆性弱的植物则相反。
145固沙灌木的土壤改良作用
在土壤—植物系统中，研究植物引起的土壤变化，对了解系统养分动态，植物的种间竞争等有着重要作用。在自然条件下，随着灌木的生长，植被的覆盖度逐渐增加，流动沙丘向半固定沙丘、固定沙丘演变，灌木及其相应植被以其茂密的枝叶和枯枝落叶庇护着表层土壤，防止风蚀和水蚀的发生，灌木根系和枯枝落叶可以加速土壤的形成，提高土壤的养分和黏结力，改善土壤的物理性状。苏永中对几种灌木、半灌木对科尔沁沙地土壤肥力的影响进行了研究［60］，结果表明：在灌丛下土壤有机C、全N和全P分别比灌丛间地高56％、51％和37％，土壤电导率提高了56％，但pH值并无明显变化；曹成有等对科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工固沙区土壤理化性状的变化的研究，结果表明：随着灌木林龄的增长，固沙地的土壤理化性质均得到较好的改善，土壤黏粒含量增加、表层容重变小、孔隙度增大、土壤持水性和渗透性能均有所提高，有机质，**N、P、K的含量大幅度增加，但土壤水分含量却出现了下降的趋势，同时，随着林龄的增长，小叶锦鸡儿固沙林地土壤酶活性逐渐提高，20年生的土壤酶活性基本接近于天然群落，表明小叶锦鸡儿是本地区优良的固沙灌木［61］。
146固沙灌木营养价值的研究
干旱、半干旱地区植被覆盖度低，不仅缺薪柴，而且饲料也同样缺乏，是制约当地畜牧业发展的重要因素，同时也是因过度放牧导致生态环境恶化的直接因素，所以灌木的饲料价值在干旱、半干旱地区的生态建设和经济发展中具有重要作用。灌木不仅鲜叶、嫩枝的产量高，而且营养丰富，可以和优质草本牧草相提并论。王玉魁等对乌兰布和沙漠沙生灌木饲用营养成分进行了研究，结果表明：5种沙生灌木（梭梭、细枝岩黄芪、塔落岩黄芪、乔木状沙拐枣和中间锦鸡儿）营养成分和氨基酸含量丰富，部分指标高于紫花苜蓿、玉米秸秆，适宜于家畜饲养要求；粗蛋白质含量1599%～910％；粗纤维含量3794％～2071％，有机质含量93％左右；粗脂肪436％～319％［62］。许冬梅等对毛乌素沙地几种沙生灌木养分含量动态进行了研究，结果表明：5种沙生灌木粗蛋白质含量都有随着生长季节不断下降的趋势，中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿、沙柳峰值出现在花期；细枝岩黄芪、塔落岩黄芪、以营养期*高，果后营养期居中，枯黄期*低。纤维性物质（NDF、ADF、木质素）含量，中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿、沙柳呈下降-上升趋势，果后营养期均降到*低；细枝岩黄芪、塔落岩黄芪NDF以营养期*低，果后营养期居中，ADF、木质素含量以果后营养期*低［63］。其他人也对灌木的营养成分进行了细致的研究［64-66］。
15岩黄芪属植物的研究
在我国各类型天然草场的沙地上，生长着一些岩黄芪属的饲用灌木，均为落叶亚灌木，是产量高而稳定的优良防风豆科灌木，有的种已有较长的栽培历史，如塔落岩黄芪（羊柴）近100年，细枝岩黄芪（花棒）50余年，山竹子岩黄芪（山竹子）20余年。近年来在北方干旱、半干旱地区沙区普遍采用这3种岩黄芪属植物进行大面积飞播及人工栽种，用于防风固沙，封育5～7年的岩黄芪灌木林，可使地面风速明显降低，流动沙丘得以固定，有效地改善了生态环境，低层植被得以恢复。岩黄芪属植物的茎、叶、花果是高蛋白、高脂肪的优质饲料，均为各种家畜所喜食，可四季放牧或调制干草，可大幅度提高载畜量，在干旱、半干旱沙区治理国土、改善生态环境、发展生态畜牧业中具有巨大的发展潜力。岩黄芪属Hedysarum L是Linneaus 1753年建立的，该属的研究历史悠久，早在18世纪就有了有关该属植物的文献描述，到了20世纪各国学者对本属植物进行了更深入，更系统的研究。全世界岩黄芪属植物有140多种，广布于北半球温带［67-77］。分布于蒙古高原的岩黄芪属植物有19种、3变种［78］。虽然有一些科研工作者对岩黄芪属几种主要栽培种进行了一些研究，但是主要局限于岩黄芪属植物种子萌发的特点、种子萌发对干旱胁迫的响应、苗期抗旱性研究［79-82］，蒙古高原岩黄芪属植物的分支分类［78］，生物量和生理等方面［83-84］，个别种的饲用营养价值及其木材的构造、纤维形态和化学成分的分析［85-86］等方面，对岩黄芪属主要栽培种细枝岩黄芪、塔落岩黄芪、山竹子岩黄芪在内蒙古库布齐沙漠的生物生态学特性、生理生态学、饲用营养价值研究等方面尚无人进行系统综合的研究。在沙区生态治理中注重生态效益的同时，开展岩黄芪属植物的经济效益及其综合特性的研究对扩大牧草品种资源，巩固生态治理和建设的成果，发展该区生态草地畜牧业是有重要意义。