沙漠环境极其严酷:高温、强光照、极度干旱、土壤贫瘠、风沙大、昼夜温差大。能在这种环境中生存下来的植物,都进化出了非凡的适应能力。以下是一些在沙漠中比较容易生存下来的植物类型及其特点:
主要适应策略及代表植物
仙人掌和多肉植物:
- 适应策略: 这是最典型的沙漠生存专家。
- 储水能力: 它们拥有肥厚的茎(仙人掌)或叶片(多肉)来储存大量水分。
- 减少蒸腾: 叶片通常退化成刺(仙人掌)或非常小(许多多肉),极大减少了水分蒸发面积。茎表面覆盖蜡质层或绒毛,进一步减少水分流失和反射阳光。
- 光合方式: 很多采用景天酸代谢途径,在夜间凉爽时打开气孔吸收二氧化碳并储存,白天关闭气孔进行光合作用,大大减少白天的水分损失。
- 代表植物: 各种仙人掌(如仙人球、仙人柱、仙人掌)、龙舌兰、芦荟、大戟科的多肉植物(如麒麟掌)、景天科多肉植物(如石莲花、瓦松)、番杏科多肉(如生石花)。
叶片退化或特化的灌木和小乔木:
- 适应策略:
- 缩小叶片或改变形态: 将叶子变小(如鳞片状、针状)或完全退化,由绿色的茎进行光合作用,减少蒸腾面积。
- 深根系: 发展出极其深长的主根系统,能深入地下数十米汲取地下水。
- 浅而广的根系: 或者发展出庞大但浅的须根系,能在短暂的降雨后迅速吸收地表水分。
- 耐旱生理: 细胞具有高渗透压,能从干旱土壤中“抢夺”水分;或能在严重缺水时进入休眠状态。
- 代表植物:
- 梭梭: 叶片退化成鳞片状,由绿色嫩枝光合;根系极其发达,能深入地下或广泛扩展;是著名的固沙先锋。
- 沙拐枣: 叶片细小或退化成鳞片状,枝条绿色进行光合;根系发达,耐沙埋。
- 骆驼刺: 叶片小,枝条有刺;根系深达地下20米以上,能利用深层地下水。
- 柽柳: 小鳞片叶;根系发达,耐盐碱和沙埋;能从叶腺排出盐分。
- 沙蒿: 叶片羽状分裂,细小;根系发达,固沙能力强。
- 胡杨: 幼树叶细长如柳,成年树在枝条下部生出宽大树叶(异形叶性);根系发达,耐盐碱,能在树干和根部储存水分。
短命植物:
- 适应策略: 这类植物不试图长期对抗干旱,而是采取“速战速决”的策略。
- 生命周期极短: 在短暂的雨季或降雨后,种子迅速萌发。
- 快速生长开花结实: 在几周内完成整个生命周期(生长、开花、结果)。
- 种子休眠: 产生大量耐旱种子,在土壤中休眠,等待下一次降雨。
- 代表植物: 许多一年生草本植物,如沙漠芥、沙米、齿稃草等。它们在雨后能使沙漠短时间内呈现一片绿色,被称为沙漠的“报春花”。
耐盐碱植物:
- 适应策略: 沙漠中有些区域土壤盐碱化严重。
- 泌盐: 通过叶片或茎上的特殊腺体将吸收的盐分排出体外(如柽柳)。
- 稀盐: 吸收大量水分稀释体内的盐分浓度。
- 拒盐: 根系具有选择透性,阻止盐分过量进入。
- 聚盐/肉质化: 将盐分储存在液泡或特定器官(如肉质叶)中,避免伤害。
- 代表植物: 柽柳、碱蓬、盐角草、盐爪爪等。
总结这些沙漠生存专家的共同关键能力
- 高效储水: 利用特化的器官(茎、叶、根)储存来之不易的水分。
- 最大限度减少水分流失:
- 叶片退化(刺、鳞片、针状叶)或完全消失。
- 气孔数量少、凹陷或仅在夜间开放。
- 表皮覆盖蜡质、角质或绒毛。
- 强大的根系系统:
- 深根系:穿透沙层汲取深层地下水。
- 广根系:在浅层土壤大面积铺开,快速吸收雨水。
- 特殊的生理机制:
- 景天酸代谢。
- 高细胞渗透压。
- 耐盐碱机制(泌盐、稀盐等)。
- 干旱休眠能力。
- 有效的繁殖策略:
- 产生大量耐旱种子,可长期休眠。
- 快速完成生命周期(短命植物)。
- 无性繁殖(如根蘖)。
因此,在沙漠中最容易生存下来的植物,主要是那些将以上一种或多种适应策略发挥到极致的种类,特别是仙人掌/多肉植物、叶片退化/特化的深根或广根灌木(如梭梭、沙拐枣、骆驼刺、柽柳)以及胡杨等。短命植物则在特定时间窗口展现出强大的生存爆发力。它们共同构成了沙漠生态系统中顽强而独特的生命景观。