沙生植物形態(tài)與生理特性及其對(duì)沙漠環(huán)境的意義簡(jiǎn)析

張怡

一、形態(tài)特征

沙漠荒漠中植物生長(zhǎng)最主要的限制因素，水分對(duì)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(duì)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(duì)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(zhǎng)13米，側(cè)根長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)達(dá)十幾米，只要地面上有一點(diǎn)點(diǎn)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(shí)，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(zhǎng)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(zhǎng)成肉質(zhì)狀；白檸條的葉子兩面都長(zhǎng)滿了銀白色的絨毛。（2）這些千姿百態(tài)的葉子，對(duì)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(zhǎng)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(shí)，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(duì)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(rùn)半濕潤(rùn)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(duì)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(shí)，既便于儲(chǔ)存水分，又可在過于干旱時(shí)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(huì)導(dǎo)致莖葉呼吸困難和光合供能不足，又怎能良好生長(zhǎng)，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(huì)大量露出地面，在這種情況下，暴露的根系上能長(zhǎng)出不定芽，當(dāng)風(fēng)沙將其枝條完全掩埋后，它則向下能長(zhǎng)出許多新的不定根，向上長(zhǎng)出好多嫩的枝條，如此枝上發(fā)枝，枝上長(zhǎng)枝，風(fēng)沙越兇，生長(zhǎng)越旺，天長(zhǎng)日久，自然形成一個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)新枝。（5）

（二）耐旱性

沙漠缺水不利植物生長(zhǎng)，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(yíng)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(zhǎng)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(zhǎng)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?yàn)槿~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(diǎn)。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(zhǎng)、結(jié)實(shí)。[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(dòng)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(fèi)時(shí)費(fèi)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(zhǎng)繁茂，流沙固定后，由于沙生植物對(duì)沙地透氣度的要求很高，只能在高度沙化土地上生長(zhǎng)，沙生植物會(huì)在生長(zhǎng)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(duì)沙漠環(huán)境的適應(yīng).植物生態(tài)學(xué)報(bào) ，1997， 21 （6）： 521—530