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探寻沙漠里的生命 精选

已有 12142 次阅读 2014-5-30 11:42 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 古尔班通古特沙漠, 梭梭, 霸王, 沙蜥


探寻沙漠里的生命

有幸在新疆农业大学谭老师的安排下,陪同复旦大学的老师们,参加了为期三天的沙漠考察之旅。从阜康到克拉玛依再到石河子,一路走来见证了植物们顽强的生命力,百年梭梭,老兵不死,早春霸王,王者归来;感慨于动物们的生存智慧,沙漠蜥蜴,隐者无敌,大漠飞鹰,生死狙击……一幕幕惊心动魄的生命历程,荒芜的沙漠不再孤寂!

老兵不死

古尔班通古特沙漠,蒙古语译为狼群出没的地方,位于新疆准噶尔盆地中央,玛纳斯河以东及乌伦古河以南,是中国第二大沙漠,同时也是中国面积最大的固定、半固定沙漠,我们的行程始于沙漠的南缘。今年的物候期比较晚,五月的沙漠刚刚经历的暴雪的洗礼,短命植物似乎还没有走出暴雪的阴霾。虽然如此,它们的存在依旧是沙漠中一道最靓丽的风景,大漠中的梭梭群落,犹如一排排不屈的老兵,坚守着脚下的阵地,任凭风沙肆虐,严寒酷暑,始终恪守着古老的家园,寸步不离。

梭梭——我没有死去,还活着!赵序茅 拍摄

梭梭(Haloxylon ammodendron)是落叶小乔木或大灌木,是中亚荒漠中分布最广的荒漠植被类型,分布于我国新疆、甘肃西部、宁夏西北部、青海北部、内蒙古,中亚和苏联也有分布。由于其分枝多、耐瘠薄、抗旱性极强,是干旱荒漠区的优良固沙植物,也是干旱区固沙造林面积最大的树种。

沙漠中抗战,梭梭自然有自己的御敌之策。地面上,它们一个个如同行将就木的老叟,殊不知地下才是真正的舞台。梭梭主侧根发达,叶退化,靠绿色同化枝进行光合作用,对干旱有较强的适应性。根系可以深入地下几十米,努力汲取生命之源,四周拓展几百平方米,牢牢固定上面的身躯。

此外,沙漠中生存它们还有自己独特的法宝。一般而言蒸腾作用是植物维持体内水分平衡的主要环节,梭梭的蒸腾强度对土壤水分含量的变化可塑性很大。当土壤水分条件较好时,其蒸腾强度较高,并随季节的变化呈典型的单峰曲线。当土壤水分条件较差时,其蒸腾强度大为降低,并随季节变化呈递减趋势。当水分条件较好时,梭梭能够以高蒸腾方式抵御高温;当水分条件较差时,则能以低蒸腾方式抵御高温和干旱。

下车之后,走进老兵,我们惊喜的发现,老树枝上已经泛起了绿意,只是车上没有察觉,老兵不死,抗击风沙,生生不息。然而,就是这样一位不屈的老兵,抗沙的英雄,如今却面临着新的苦恼,沙漠修路,油田开采,梭梭烤肉……抗沙的壮士,纷纷倒在人类的屠刀之下。壮士不在,谁来守卫我们的家园?当北京城再度笼罩在风沙之下,不知有没有人会想到遥远的塞外,那抗沙的老兵。

中国科学院兰州沙漠研究所编.中国沙漠植物志(第一卷).北京:科学出版社, 1985. 343.

霸王归来

提起霸王,人们自然想到的会是力拔山兮气盖世的项羽,据说他打仗敢于冒险,破釜沉舟、彭城大战等一系列经典的战役,将霸王的勇猛发挥到了极致。不曾想,遥远的西北沙漠也有一位霸王,虽然不在同一“界”,但也颇有几份霸王的气魄!

霸王——咱可是先开花后长叶! 赵序茅拍摄

五月的新疆,古尔班通古特沙漠还未完全苏醒,沙漠三剑客的梭梭还带有丝丝睡意,其他的植物也刚刚泛起绿芽,显然这里还没有准备好迎接春天的到来。如此荒芜的世界中,路边一片片绿色格外引人注目。

原来是霸王(Zygophyllum xanthoxylum),蒺藜科霸王属强旱生灌木,常分布于荒漠和草原化荒漠地带,是亚洲中部荒漠区的特有植物属,也是我国西部荒漠区植被组成的优势植物种,具有重要的生态和饲用价值。仔细端详,高50-100厘米。枝弯曲,开展,皮淡灰色,木质部黄色,先端具刺尖,坚硬,叶在老枝上簇生,幼枝上对生;小叶1对,长匙形,狭矩圆形或条形,先端圆钝,基部渐狭,肉质,花生于老枝叶腋;萼片4,倒卵形,绿色,长4-7毫米。

霸王不仅早熟,更为神奇的是霸王先开花后长叶。4月中旬产生花蕾,下旬开花,6月下旬籽粒成熟,种子发芽率为90%;在干旱荒漠区有苗成活后生长快,不易死亡,株丛寿命20年以上。霸王生长3~4年后进入壮龄期,开始大量结实。此时霸王身上最为醒目的当属淡黄色的花朵,有的已经成功结果,别的植物,还刚刚发芽,此处霸王却已开花结果,令人费解?

这到不是霸王拥有神奇的力量,而是别的植物在积雪融化,气温回升的时候开始萌芽,而霸王在早春的时候,种子就已经开始萌芽。这种生存策略是极为冒险的,如果春天的雪太厚、太冷就顺利萌芽。因而它们的物候节律与当年的降水无关,主要受到前一年降水的影响。高风险,自然带来高回报,在其他食物尚未萌芽的时候,霸王早已经占据了最好的地盘。

有了自己的地盘,霸王就开始了坚强的战斗,它们是防风固沙的卫士,主要的武器就是那发达的根系,主根粗壮,入土深度达5070厘米以下。植株枝条被沙埋后,可从基部萌发新生枝条,并产生不定根。75%的根主要集中在40 cm土层内,霸王根向下到达土层,土壤储水被利用后,难以补偿时,根又向地表方向生长,旱生霸王主要靠吸取地表水生存。霸王根系的这些优良特性,给它自身创造了良好的水分生态环境,因而构成了其抗旱、耐寒、耐贫瘠、适应性强、速生、高产的特性。霸王的生长与石质、沙砾质、沙质荒漠土壤生境类型有密切的关系。常见于荒漠和草原化荒漠,偶见于荒漠。

在荒漠地区,出现在石质残丘坡地、砂砾质丘间平地及固定、半固定沙地上,亦可沿干河床是带状分布。霸王干旱生理适应性的野外调查表明,霸王具有低的渗透势,高的SOD9(超氧化物歧化酶,简称:SOD,是一种源于生命体的活性物质,能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。)活性,能够在低盐分的土壤环境中通过根系吸收大量的Na+,而对K+的吸收很低。苗期霸王随着干旱胁迫的增加,根冠比增大,地上部分为茎的比例增加,叶片的比例减少,长期的进化当中形成了适应干旱环境的一些有效策略。

早熟的下场! 赵序茅拍摄

不怕严寒的禁锢,风沙的侵蚀,但是霸王也并非没有对手。早熟的霸王,它们对于这类的大沙鼠却无能无力,野外经常可以看到这样的场景:一片绿色的霸王旁边,有许多大沙鼠的洞穴,洞口旁边还有啃食的残枝败叶。也难怪,附近都是荒芜的沙漠,唯一的绿色成了老鼠们春季的口粮,据对霸王的化学成分分析资料表明,霸王开花结实期含有较高的粗蛋白质。霸王营养价值高,粗蛋白含量10.49%~12.68%,家畜喜食,是一种值得在干旱荒漠区推广种植的小灌木。

隐者无敌

借助于霸王的庇护,沙鼠们得以度过青黄不接的早春。此时,附近也有一种动物生活的比较自在,不知它的生存依赖于何种策略。

蜥蜴,是沙漠中为数不多的爬行类之一,古尔班通古特沙漠白天常见的蜥蜴就是沙蜥。同植物们一样,沙漠中生存,沙蜥也有自己的独到之处。所有的沙蜥都生活在干旱环境下,这一环境的特点是干旱少雨,昼夜温差大,多风和沙尘,缺少地表水,地表多沙。沙蜥进化出了一系列适应特征:

沙蜥——只要我不动保证你看不见!赵序茅拍摄

1)不饮水,直接从食物(多为昆虫)中获得生理代谢所需的水分。排泄尿酸,直肠能再吸收将排除的粪便中的水,排出含水量极少的粪便。

2)皮肤具感受器,能吸收空气中的水分,感知温度和风速。

3)上下眼睑鳞外缘突出而延长,鼻孔内具有活动的皮瓣,与上下睑鳞在3闭眼时紧密合拢,防止刮风时沙粒灌入鼻和眼。

4)爪锐利,趾适于挖沙,趾具栉缘,适于在沙地上行走。

5)沙蜥背部颜色随栖息基底的颜色而变化,一般是黄灰褐色。

6)头大而平,顶眼发达,利于早晨在洞口吸收太阳能,快速升高体温(刘迺发金园庭杨萌, 2008.)。

除了独特的身体结构外,它们的生存策略大可用一个来概括,那就是“隐”。一身沙漠迷彩,将自己伪装起来,和沙漠一个色调,只要它不动,即使就在你的面前,也很难发现它们的存在,对于捕猎和逃避天敌,大有裨益。

沙蜥大多以沙漠中的昆虫为食,它们捕猎所坚持的原则就是“悄悄接近,出其不意,攻其不备”,要想成功必须保证一个前提,那就是“发现敌人的时候,不会被敌人发现”。这时候,它们身上的迷彩就发挥出来作用。除了捕猎外,蜥蜴避敌大大依赖于身上的迷彩。沙漠中天敌着实不少,有空中的伯劳、地鸦,地面的蛇类,虽然蜥蜴的动作也比较敏捷,但比起空中的天敌和同样奉行“偷袭之上”的蛇类,它们的伎俩就略显单薄了,能否成功避免还的靠“隐”。面对天敌,蜥蜴的第一反应,也是逃跑,准确的讲叫做“战略性转移”,附近有防空洞的话那是最好,没有的话,它们会躲到附近的植被或者是沙丘下,一动不动,凭借自己独特的迷彩来躲过敌人的追踪。

太热了,还是找个地方凉快凉快! 赵序茅拍摄

除了捕猎和避敌,蜥蜴的隐字决也会由来规避外界的环境风险,尤其是夏季的时候,沙漠中的温度极高,煮熟鸡蛋都是轻而易举的事情,如果不想变成烤蜥蜴了的话,最好的办法还是隐藏起来,这个时候蜥蜴通常白头躲在洞中,或者是阴凉出,早晚在开始活动。

地面蜥蜴成了“隐”君子,空中的飞禽有如何生存呢?

大漠飞鹰

一般人的影响中,猛禽们应该生活在高山之巅、峡谷深渊,翱翔于蔚蓝的天空,捕猎与茂密的森林或稀疏的草原。有一种猛禽却偏偏与众不同,喜欢生活在荒漠环境,那就是棕尾鵟(Buteo rufinus),鹰科鵟属,别称大豹、鸽虎。体大的棕色鵟,翼及尾长。头和胸色浅色,靠近腹部变成深色,尾上一般呈浅锈色至橘黄色而无横斑。飞行似普通鵟,滑翔时两翼弯折,随气流翱翔时高举成一角度,有时翅膀上举呈“V”形,有时也在空中逆风不动,好像悬浮在空中。棕尾鵟雌性比雄性大,飞行时翅膀扇动频率较雄性慢。

棕尾鵟——如今猎物真难找 西瑞拍摄

在猛禽的世界中,体型大者,在开阔的地带具有优势,像金雕、秃鹫等都喜欢生活在开阔的地方,而中小体型,身手灵活者,如苍鹰更喜欢到密林中闯荡。但棕尾鵟却有些特别,这么好的身手却喜欢干燥的荒原,选择半荒漠、草原、无树的平原和山地作为它们的栖息地。冬季宁可到农田地区活动,也不愿在森林地带出没。

不过当我们了解了它们的脾气之后,一切就明白了。棕尾鵟喜欢“狙击战术”。借助天然的地形隐藏自己,等到猎物出现而突然袭击,这是它们捕猎惯用的伎俩。它们常常占据有利地形岩石、土丘上,身体的颜色外加那棕色的尾巴就像一身沙漠迷彩,猎物很难发现。啮齿动物、蛙、蜥蜴、蛇、雉鸡以及其他鸟类都是它等待的对象。如果长时间没有猎物出现,它们会飞到高空对地面进行“侦查”。有趣的是,当高空侦查也不奏效的时间,它还会在地面进行地毯式搜捕像家鸡一样在地面上走来走去寻找甲虫等来充饥。最后走投无路的时候也吃死鱼和其他动物尸体。

根据这一习性,我们在乌鲁木齐近郊荒漠中人工搭建这样的平台,供它们停息。至于效果怎样,需要长期的观察、评估。不过值得庆幸的是,现在已经初见成果,鹰架上,我们已经看到它们停留的身影,并且鹰架下,还留有它们的粪便。招引只是权宜之计,想办法扩大它们的种群才是根本的途径。


参考文献

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李银芳. 1986. 龟裂地蓄水沟梭梭种植水分平衡的研究[J].干旱区研究, (2):19~25

李银芳. 1992. 两种灌溉方式下的梭梭造林试验[J].干旱区研究, 9(4):38~41.

刘迺发金园庭. 2008. . 生物学通报, 43(11): 1-3.

时磊. 2004. 棕尾鵟的系列生态学资料. 野生动物, 25(2): 18-19.

吴逸群, 马鸣, 徐峰. 2006. 准噶尔盆地东部棕尾鵟繁殖生态学研究.干旱区地理, 29(2): 225-229.

杨文斌,包雪峰,杨茂仁,.1996. 梭梭抗旱的生理生态水分关系研究[J].内蒙古林业科技, (3~4):58~62

  杨鑫光, 傅华, 牛得草. 2007. 干旱胁迫下幼苗期霸王的生理响应. 草业学报, 16(5): 107-112.

  周向睿, 周志宇, 吴彩霞. 2006. 霸王繁殖特性的研究. 草叶科学, 23(6): 38-41.

 




博物之旅
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