張怡
一、形態(tài)特征
沙漠荒漠中植物生長最主要的限制因素,水分對于沙漠的環(huán)境狀況的影響是至關(guān)重要的。而沙生植物,作為一類最高效利用水分的植物,對于沙漠環(huán)境的維持和改善,尤為重要。其次,在強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境中,抗風(fēng)沙能力也不可或缺
(一)根
根對水分的吸收是沙生植物利用水的第一步。沙生植物的主根扎得深,側(cè)根鋪得廣。比如一株不足半米高的白刺,它的根深達(dá)3米多,主根長13米,側(cè)根長6米以上,根幅14米,根深為株高的7倍以上;梭梭的主側(cè)根也更為發(fā)達(dá),它的根系長度是地上部分高度的5~7倍;拐棗的垂直根系較淺,水平根系則長達(dá)十幾米,只要地面上有一點點水分,它就能充分吸收。根通常不深,側(cè)根強(qiáng)烈發(fā)育,向外延伸可達(dá)十幾米遠(yuǎn)。(1)這種發(fā)育分外完善的側(cè)根一即可以起到固定作用,又可以很好的吸收近地面水分。除此之外,許多沙生植物的根上具有可以保護(hù)植物的根免受灼傷、干燥以及沙粒的機(jī)械損傷的沙套,是由根的外層分泌的液體粘結(jié)沙粒形成的,如沙蘆草的根就具有這種沙套。
(二)葉
在根系適宜沙漠環(huán)境的同時,葉的特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特性也是沙生植物在沙漠生存的重要保障。由于沙漠地區(qū)氣候干燥,長年少雨,冷熱變化劇烈,風(fēng)沙大,日照強(qiáng)烈,沙生植物的葉通常處于強(qiáng)烈退化狀態(tài),有的發(fā)育著針葉或鱗片狀葉,葉片面積大大縮小,有的甚至完全退化。如仙人掌的葉子完全變成針刺狀;紅沙莖枝上的小葉退化成圓柱形;梭梭和紅柳的葉子成了鱗片狀;鹽爪爪和霸王的葉子長成肉質(zhì)狀;白檸條的葉子兩面都長滿了銀白色的絨毛。(2)這些千姿百態(tài)的葉子,對于適應(yīng)沙漠嚴(yán)酷的環(huán)境十分有利。鱗片狀葉子可以減緩蒸騰作用,降低耗水;肉質(zhì)狀的葉子能夠大量貯存的水分;那些白色的絨毛可以保護(hù)葉子免受高溫強(qiáng)光的威脅;而胡楊的葉子更為奇特,為了縮小葉子面積以減少蒸騰,胡楊在一棵樹上就有40多種葉型,甚至同一枝條上就長了5種不同形狀的葉子。正因如此,沙生植物才能在極度缺水的沙漠荒漠環(huán)境中生存下來。
(三)莖
與此同時,作為基本植物器官的莖同樣需要有與根葉相協(xié)調(diào)的對沙漠的良好適應(yīng)性。為了在沙漠高溫、暴曬、強(qiáng)風(fēng)、極端干旱的惡劣環(huán)境中生存,部分沙生植物形成了同化枝, 也有些植物的莖中存在粘液細(xì)胞或結(jié)晶。更值得一提的是,沙生植物的皮層和中柱的比率明顯大與濕潤半濕潤地區(qū)的的常見植物,莖中的皮層要比其他植物寬,但維管束去卻較為緊密,圍繞著窄小的髓。這大概是一種面對沙漠環(huán)境適應(yīng)機(jī)制,尤其是在木栓層形成以前,而厚的皮層則可能與保護(hù)維管組織免受干旱有關(guān)。有些具節(jié)的藜科植物,例如短枝假木賊和梭梭,皮層肉質(zhì)化,并能進(jìn)行光合作用。到了夏天十分干旱時,既便于儲存水分,又可在過于干旱時逐漸剝落,而在韌皮部薄壁細(xì)胞中產(chǎn)生出木栓層,又保護(hù)了內(nèi)部的維管組織。(3)
二、生理特性
(一)耐沙埋&抗沙蝕
在沙漠中生存,耐沙埋和抗沙蝕是必不可少的生理特性之一。試問若非如此,沙生植物雖風(fēng)沙掩埋地上部分逐漸減少,必然會導(dǎo)致莖葉呼吸困難和光合供能不足,又怎能良好生長,捍衛(wèi)沙漠呢?例如紅柳、沙蒿的枝干被沙埋后可以生出不定根以阻攔流沙的進(jìn)一步侵襲;白刺受風(fēng)蝕后,其根將會大量露出地面,在這種情況下,暴露的根系上能長出不定芽,當(dāng)風(fēng)沙將其枝條完全掩埋后,它則向下能長出許多新的不定根,向上長出好多嫩的枝條,如此枝上發(fā)枝,枝上長枝,風(fēng)沙越兇,生長越旺,天長日久,自然形成一個突起的像墳堆似的白刺包,它可以積沙幾立方米或幾百立方米甚至上千立方米。(4)除此之外,在某些灌木中還可以觀察到枝條迅速生長的現(xiàn)象,顯然,這可以防止該植物被沙掩埋。另外,許多沙生植物莖的組織結(jié)構(gòu)特殊,不懼沙打沙割,尤其突出的是沙拐棗、梭梭屬等植物。三芒草屬植物的根如同電線,有"沙套",當(dāng)風(fēng)蝕暴露出根系,有"沙套"保護(hù),根不易遭損傷,還可保護(hù)根系不容易失水,還有些植物的根裸露后,能在根上發(fā)芽,繼續(xù)生長新枝。(5)
(二)耐旱性
沙漠缺水不利植物生長,似乎已經(jīng)成為了眾所周知的公理,沙漠雨量稀少,高溫干旱,水分蒸發(fā)很快。然而,沙生植物良好的耐旱能力恰恰是沙漠的“救星”。正如在形態(tài)結(jié)構(gòu)中我所列舉的,沙生植物大多根系發(fā)達(dá),如梭梭的根系通常有十幾米,是地上部分的數(shù)倍;而葉片小而厚,不但減少了蒸騰作用水分的散失,也有利于水分的貯藏。
(三)抗日灼
沙漠夏季炎熱,有的沙地表面溫度高達(dá)70℃~80℃。由于水分和營養(yǎng)物質(zhì)缺乏,加上風(fēng)大和強(qiáng)烈日照等,沙生植物的地上部分生長受到限制,多數(shù)植株較低矮,有些植物的枝條硬化成刺狀,如駱駝刺有些植物的莖枝上長了一層光滑的白色蠟皮,如沙拐棗、梭梭,這種蠟皮可以反射強(qiáng)烈陽光的照射,以避免植物體溫度升高所帶來的蒸騰過旺。一般植物都用綠色的葉子進(jìn)行光合作用,而很多沙生植物因為葉子退化,只好靠綠色的枝條來進(jìn)行光合作用,如梭梭等。另外還有葉色淺淡、表面被絨毛等抗太陽輻射的特點。有的植物在高溫炎熱季節(jié),具夏休眠的特性,植物呈“假死”狀態(tài),如梭梭春季開花,秋季才結(jié)果;沙拐棗等脫落部分枝葉來適應(yīng)炎熱干旱,甚至秋季又出現(xiàn)二次開花、生長、結(jié)實。[1]
三、存在意義
沙生植物存在于沙漠中的重大意義之一即為固定流動沙丘,沙生植物無比發(fā)達(dá)的根系是固定流沙最好的武器,遠(yuǎn)比費時費力而得的固沙障、沙防等人工措施經(jīng)濟(jì)有效。如果沙地植物生長繁茂,流沙固定后,由于沙生植物對沙地透氣度的要求很高,只能在高度沙化土地上生長,沙生植物會在生長繁茂逐漸土壤化的土地上逐漸死亡,被非沙生植物所替代,從而能夠使引種植物更好的生存,是沙漠化情況得到改善。
【參考文獻(xiàn)】
[1].黃振英,吳鴻,胡正海.30種新疆沙生植物的結(jié)構(gòu)及其對沙漠環(huán)境的適應(yīng).植物生態(tài)學(xué)報 ,1997, 21 (6): 521—530