青藏高原號稱(chēng)“地球第三極”和“世界屋脊”,在維度25°~30°之間,其高度占據對流層的三分之一,是地球系統一個(gè)獨特的地理單元,人們通常認為這里是“生命的禁區”。
但事實(shí)上,青藏高原是一個(gè)充滿(mǎn)生機的世界,分布有豐富的動(dòng)植物。許多物種不僅能在嚴酷的高原生存下來(lái),而且能夠繁衍后代。那么,它們是如何適應極端環(huán)境的呢?下面就來(lái)看看這些植物都有什么高招吧!
青藏高原 圖片來(lái)源:中國國家地理
“低調”生長(cháng)
溫度和水分是影響植物生長(cháng)的兩個(gè)最重要的環(huán)境因子。生長(cháng)在青藏高原的植物既要應對低溫對生長(cháng)發(fā)育的影響,又要應對強烈的大風(fēng)以及由此導致的強烈蒸發(fā)引起的干旱脅迫對植物生長(cháng)發(fā)育的影響。
為了應對高原的低溫、干旱和強風(fēng)的惡劣環(huán)境,植物通常采用的一種生存方式是變矮,甚至貼著(zhù)地面生長(cháng),這使得這一地區的植物顯得比較“低調”。不要小看這種矮化的植物,這樣一方面能避免強風(fēng)引起的強烈蒸騰導致植物水分喪失,另一方面則能避免較低的氣溫對植物的凍害以及凍融過(guò)程引起的細胞生理干旱。
墊狀點(diǎn)地梅 圖片來(lái)源:搜狐網(wǎng)
狼毒花 圖片來(lái)源:知乎
這些矮小植物呈墊狀或者密集匍匐狀生長(cháng),不但適應了青藏高原高寒、強旱等極端環(huán)境,還會(huì )改善生長(cháng)位置及周邊生境的土壤理化性質(zhì)、營(yíng)養成分和水熱條件,由此形成了墊狀植物內部相對較為良好的微環(huán)境,而這種微環(huán)境的改變能夠顯著(zhù)提高群落水平的物種多樣性和豐富度,在群落物種組成和結構方面起著(zhù)重要的調節作用。
值得一提的是,盡管這些墊狀植物具有重要的生態(tài)學(xué)價(jià)值和生態(tài)系統服務(wù)功能,但是墊狀植物的生活周期普遍非常長(cháng)、生長(cháng)緩慢,一旦被破壞通常在短時(shí)間內很難恢復,因此以墊狀植物為關(guān)鍵類(lèi)群的生態(tài)系統非常脆弱,需要我們加大保護力度。
“高調”開(kāi)花
青藏高原地區的植物都比較矮小,顯得非?!暗驼{”,但是,它們開(kāi)花的時(shí)候就顯得非?!案哒{”了。這些矮小植物的花顏色多樣、大小不一,使得青藏高原在植物的開(kāi)花季節(通常為6-8月份)呈現出繽紛多彩的景色。
格?;?圖片來(lái)源:植物科普
羊羔花 圖片來(lái)源:搜狐網(wǎng)
多刺綠絨蒿 圖片來(lái)源:植物網(wǎng)
風(fēng)鈴草 圖片來(lái)源:網(wǎng)易
對于植物來(lái)說(shuō),開(kāi)花的唯一目的就是為了通過(guò)傳粉產(chǎn)生種子。植物的傳粉方式主要分為自花傳粉和異花傳粉,其中自花傳粉不依賴(lài)于傳粉媒介,一棵植物就能產(chǎn)生種子;而異花傳粉則需要媒介的幫助在不同的植物間完成傳粉。在環(huán)境惡劣的高海拔地區,能夠為植物傳粉的動(dòng)物種類(lèi)本身就少,而在環(huán)境更為惡劣的青藏高原就更少了。
通常的觀(guān)點(diǎn)可能會(huì )認為,在惡劣的環(huán)境中植物應該多數通過(guò)不依賴(lài)媒介傳粉的自花傳粉的方式產(chǎn)生種子。但實(shí)際調查的結果恰好相反,在群落水平上,高海拔地區采用異花傳粉產(chǎn)生種子的植物比例要高于低海拔地區。
為什么惡劣的自然環(huán)境不利于昆蟲(chóng)的傳粉,而植物卻普遍采用異花傳粉的方式呢?原來(lái),通過(guò)異花傳粉產(chǎn)生的后代比自花傳粉產(chǎn)生的后代有更高的生長(cháng)和存活能力。
植物可以通過(guò)多種方式來(lái)吸引昆蟲(chóng),其中最主要的一種就是增強花的展示度,以增加對昆蟲(chóng)的吸引能力。
其方式主要有兩種,一種是開(kāi)比較大的花,但花數量很少,比如藏波羅花等植物;另一種形式是開(kāi)比較小的花,但是花的數量很多,比如墊紫草、高山葶藶、獨一味等植物。除了花的大小和數量外,花的顏色也是多種多樣,但整體來(lái)看藍紫色、黃色、白色等占主導地位,相對來(lái)說(shuō)紅色的花較為少見(jiàn),這主要與熊蜂的視角有關(guān)。多樣的花顏色、不同花大小和數量的組合是植物發(fā)出的一種廣告信號,目的都是為了吸引昆蟲(chóng)為花傳粉。
藏菠蘿花 圖片來(lái)源:植物網(wǎng)
當然,植物發(fā)出的這些信號并非是“空手套白狼”,植物同樣為昆蟲(chóng)準備了豐厚的食物報酬——花蜜或者花粉,昆蟲(chóng)在獲得這些報酬的同時(shí)也為植物完成傳粉。
整體來(lái)看,植物本身“低調”的生長(cháng)是對青藏高原惡劣自然環(huán)境的適應,而“高調”的開(kāi)花則是對青藏高原傳粉昆蟲(chóng)稀少的適應,因此生長(cháng)在這里的植物都有一套獨特的適應本地區自然環(huán)境的方法。
青藏高原的植物雖然物種相對匱乏,但卻保留了大量特殊的基因資源,這些基因資源將為我們解析高山植物的適應性和極端環(huán)境中的新品種選育提供海量的遺傳信息。正如之前指出,這一地區的生態(tài)環(huán)境非常脆弱,在考察和開(kāi)發(fā)利用的同時(shí),需要加大對生態(tài)系統的保護力度。
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