沙漠環(huán)境極其嚴(yán)酷:高溫、強(qiáng)光照、極度干旱、土壤貧瘠、風(fēng)沙大、晝夜溫差大。能在這種環(huán)境中生存下來(lái)的植物,都進(jìn)化出了非凡的適應(yīng)能力。以下是一些在沙漠中比較容易生存下來(lái)的植物類型及其特點(diǎn):
主要適應(yīng)策略及代表植物
仙人掌和多肉植物:
- 適應(yīng)策略: 這是最典型的沙漠生存專家。
- 儲(chǔ)水能力: 它們擁有肥厚的莖(仙人掌)或葉片(多肉)來(lái)儲(chǔ)存大量水分。
- 減少蒸騰: 葉片通常退化成刺(仙人掌)或非常小(許多多肉),極大減少了水分蒸發(fā)面積。莖表面覆蓋蠟質(zhì)層或絨毛,進(jìn)一步減少水分流失和反射陽(yáng)光。
- 光合方式: 很多采用景天酸代謝途徑,在夜間涼爽時(shí)打開氣孔吸收二氧化碳并儲(chǔ)存,白天關(guān)閉氣孔進(jìn)行光合作用,大大減少白天的水分損失。
- 代表植物: 各種仙人掌(如仙人球、仙人柱、仙人掌)、龍舌蘭、蘆薈、大戟科的多肉植物(如麒麟掌)、景天科多肉植物(如石蓮花、瓦松)、番杏科多肉(如生石花)。
葉片退化或特化的灌木和小喬木:
- 適應(yīng)策略:
- 縮小葉片或改變形態(tài): 將葉子變小(如鱗片狀、針狀)或完全退化,由綠色的莖進(jìn)行光合作用,減少蒸騰面積。
- 深根系: 發(fā)展出極其深長(zhǎng)的主根系統(tǒng),能深入地下數(shù)十米汲取地下水。
- 淺而廣的根系: 或者發(fā)展出龐大但淺的須根系,能在短暫的降雨后迅速吸收地表水分。
- 耐旱生理: 細(xì)胞具有高滲透壓,能從干旱土壤中“搶奪”水分;或能在嚴(yán)重缺水時(shí)進(jìn)入休眠狀態(tài)。
- 代表植物:
- 梭梭: 葉片退化成鱗片狀,由綠色嫩枝光合;根系極其發(fā)達(dá),能深入地下或廣泛擴(kuò)展;是著名的固沙先鋒。
- 沙拐棗: 葉片細(xì)小或退化成鱗片狀,枝條綠色進(jìn)行光合;根系發(fā)達(dá),耐沙埋。
- 駱駝刺: 葉片小,枝條有刺;根系深達(dá)地下20米以上,能利用深層地下水。
- 檉柳: 小鱗片葉;根系發(fā)達(dá),耐鹽堿和沙埋;能從葉腺排出鹽分。
- 沙蒿: 葉片羽狀分裂,細(xì)小;根系發(fā)達(dá),固沙能力強(qiáng)。
- 胡楊: 幼樹葉細(xì)長(zhǎng)如柳,成年樹在枝條下部生出寬大樹葉(異形葉性);根系發(fā)達(dá),耐鹽堿,能在樹干和根部?jī)?chǔ)存水分。
短命植物:
- 適應(yīng)策略: 這類植物不試圖長(zhǎng)期對(duì)抗干旱,而是采取“速戰(zhàn)速?zèng)Q”的策略。
- 生命周期極短: 在短暫的雨季或降雨后,種子迅速萌發(fā)。
- 快速生長(zhǎng)開花結(jié)實(shí): 在幾周內(nèi)完成整個(gè)生命周期(生長(zhǎng)、開花、結(jié)果)。
- 種子休眠: 產(chǎn)生大量耐旱種子,在土壤中休眠,等待下一次降雨。
- 代表植物: 許多一年生草本植物,如沙漠芥、沙米、齒稃草等。它們?cè)谟旰竽苁股衬虝r(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)一片綠色,被稱為沙漠的“報(bào)春花”。
耐鹽堿植物:
- 適應(yīng)策略: 沙漠中有些區(qū)域土壤鹽堿化嚴(yán)重。
- 泌鹽: 通過葉片或莖上的特殊腺體將吸收的鹽分排出體外(如檉柳)。
- 稀鹽: 吸收大量水分稀釋體內(nèi)的鹽分濃度。
- 拒鹽: 根系具有選擇透性,阻止鹽分過量進(jìn)入。
- 聚鹽/肉質(zhì)化: 將鹽分儲(chǔ)存在液泡或特定器官(如肉質(zhì)葉)中,避免傷害。
- 代表植物: 檉柳、堿蓬、鹽角草、鹽爪爪等。
總結(jié)這些沙漠生存專家的共同關(guān)鍵能力
- 高效儲(chǔ)水: 利用特化的器官(莖、葉、根)儲(chǔ)存來(lái)之不易的水分。
- 最大限度減少水分流失:
- 葉片退化(刺、鱗片、針狀葉)或完全消失。
- 氣孔數(shù)量少、凹陷或僅在夜間開放。
- 表皮覆蓋蠟質(zhì)、角質(zhì)或絨毛。
- 強(qiáng)大的根系系統(tǒng):
- 深根系:穿透沙層汲取深層地下水。
- 廣根系:在淺層土壤大面積鋪開,快速吸收雨水。
- 特殊的生理機(jī)制:
- 景天酸代謝。
- 高細(xì)胞滲透壓。
- 耐鹽堿機(jī)制(泌鹽、稀鹽等)。
- 干旱休眠能力。
- 有效的繁殖策略:
- 產(chǎn)生大量耐旱種子,可長(zhǎng)期休眠。
- 快速完成生命周期(短命植物)。
- 無(wú)性繁殖(如根蘗)。
因此,在沙漠中最容易生存下來(lái)的植物,主要是那些將以上一種或多種適應(yīng)策略發(fā)揮到極致的種類,特別是仙人掌/多肉植物、葉片退化/特化的深根或廣根灌木(如梭梭、沙拐棗、駱駝刺、檉柳)以及胡楊等。短命植物則在特定時(shí)間窗口展現(xiàn)出強(qiáng)大的生存爆發(fā)力。它們共同構(gòu)成了沙漠生態(tài)系統(tǒng)中頑強(qiáng)而獨(dú)特的生命景觀。