认识荒漠常绿阔叶灌木沙冬青

乌达巴拉其其格 高润红 杨永志

内蒙古农业大学林学院

沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus），又名蒙古黄花木、蒙古沙冬青，为国家二级保护植物。其为第三纪孑遗种，也是亚洲中部特有物种和中国荒漠地区中唯一的超旱生常绿阔叶灌木。沙冬青是我国阿拉善荒漠主要的植被类型之一，在生态环境保护、园林绿化、药用开发、种质科研等方面具有重要的利用价值。

起源与生物学特性

沙冬青起源于喜热、潮湿的黄花木属植物，黄花木的连续分布随着喜马拉雅地区抬升、地理环境演变出现不连续分布状态，由于地理隔离程度高，环境变化剧烈，沙冬青很早进化，并由此与黄花木形成了较远的亲缘关系。随着环境恶化、降水量减少，导致黄花木的分布逐渐缩小，由此分化形成了黄花木和沙冬青两个物种。

沙冬青株高1.5 ～2 米，分枝多而粗壮，老枝黄绿色，幼枝灰白色。茎表皮具平伏短柔毛，角质层较厚，达8 ～12 微米，对茎具有较好的保护作用，也可以减少水分散失。沙冬青的花芽发芽较早，一般在4 月中旬开花。蝶形花较大，黄色，顶生花序，10 个雄蕊。荚果扁平大型，长5 ～8 厘米，宽1.5 ～2厘米，先端锐尖，果颈长8 ～12 毫米，包含2 ～5颗种子，种子环状，无毛。调查发现，家畜中的绵羊对沙冬青的花有取食现象，但每只羊取食5 ～6口即放弃，若羊过度取食可导致神经中毒、瘫痪不起，甚至死亡。

羊对沙冬青的取食

沙冬青叶革质，单生或三出复叶，椭圆形或卵形，幼枝和叶子密披白色柔毛，托叶小，贴生于叶柄，为典型的等面叶，叶片上下表皮有一层较厚的毛，并有深孔，角质层厚度达15 微米，组成不透水脂质，保护叶肉细胞免受烧伤。经研究发现，沙冬青叶有毒，一般动物不采食沙冬青，但一些昆虫类和啮齿类动物对沙冬青叶有取食现象。

沙冬青的根系为直根系，主根发达，根不具萌蘖性，庞大的灌丛是由于沙埋枝条而形成的。

沙冬青的叶

昆虫对沙冬青的取食

沙冬青的根系

生态学特征与分布

沙冬青主要分布于我国内蒙古、宁夏和甘肃等省区的半固定沙丘、砂砾质荒漠、低山丘、洪积扇，主要分布区域为北纬36°27′～42°01′，东经102°36′～108°49′。分布区土壤主要为淡棕钙土、风沙土、钙质灰漠土、灰棕漠土、石质土；平均海拔高度一般不足2000 米，大多集中分布于平均海拔在1100 米以下的地区；全年平均温度5.2 ～8.8℃，极端最高气温的范围为26.8 ～33.5 ℃，极端最低温度的范围为-18.9 ～-14.4 ℃；全年降雨量53 ～252 毫米，平均数为155 毫米，其中5 月—9月生长季的平均降雨量为127 毫米，约占常年平均降雨量的81.94%。

沙冬青在新疆的克孜勒苏柯尔克孜地区坡度5 ～40°的砾石质山坡、石质洪积扇冲沟及较开阔的山间干河床、河漫滩也有分布，主要分布区域为北纬38° 55′～40° 9′，东经74°42′～76°43′。分布区的土壤类型主要为含盐石质土、石灰性草甸土、淡棕钙土、石膏棕漠土；海拔2000 ～2800 米；全年平均温度3.9 ～6.4℃，极端最高温24.6 ～27.1℃，极端最低温-16.3 ～-18.6℃，年平均降雨量148 ～186 毫米，平均值为168 毫米，5 月—9 月生长季降雨量约占全年平均降雨量的66.41%。

适应干旱的生理特征

沙冬青的叶、茎、根等器官都呈现典型的旱生结构，这种结构可以让水分的利用率得到提升。天然的旱生结构使沙冬青从幼苗期就展现出了极强的抗旱性。并且沙冬青具非常发达的直根，无萌蘖枝，天然不产生克隆现象。

1998年张涛对形态和解剖学特征进行观察得出，沙冬青叶片的栅栏组织非常发达，两层栅栏组织之间有黏液细胞；其叶上存在很厚的表皮毛和角质层，同时，幼茎上也具有相同的组织结构；叶和幼茎都有气室而且气孔下陷，有大液泡存在于叶的表皮细胞中。长期以来，科学家们在沙冬青根部发现了大量的多糖黏液细胞，这些细胞使根系能够持续吸收和运输水分，同时通过储存部分水分提高水分利用率。沙冬青的根系可以承受砂质土壤中快速的温度变化，并防止沙粒对根部的机械损伤。从茎的解剖结构来看，木质部导管之间有发达的木纤维，它既能提高轴向器官的支撑力和灵活性，又能提高水分运输的安全性。

张利平等人发现，沙冬青叶片具有典型的“双峰”型净光合速率曲线，推断植物在午间净光合速率减小主要是受到叶肉细胞光合活性下降的影响。在土壤水分条件充足时，沙冬青的光合强度是干旱环境下的2 倍以上。郭宏宇等人研究发现，水分条件较好的滴灌样地中净光合速率日变化呈单峰曲线；非灌水和自然圈地的净光合速率日变化均表现为双峰曲线和光合午睡现象。李征珍等人进行野外试验发现，3 月至9 月，影响沙冬青净光合速率的主要生理因子是气孔导度、胞间CO2浓度和气孔限制值；影响净光合速率的主要环境因子是空气湿度、大气CO2以及光照强度。何炎红等人发现在水饱和状态下，沙冬青的净光合速率在8 月最大。

种子萌发

沙冬青主要靠种子进行繁殖，无性繁殖困难。此外，沙冬青种子的虫害严重，这也减少了优良种子的产量。沙冬青种子萌发对水分要求较严格，水分条件不好时，会形成土壤种子库等待适宜的水分条件萌发。

沙冬青的果实属于荚果，分为开裂-扭曲状、开裂-平展状和不开裂3 种类型，其中开裂-平展状果实较为常见。通过对3 种果实类型的沙冬青无菌种子各20 粒进行萌发实验，结果如图1 显示，种子萌发率由大到小依次为 ：不开裂果实（80%）＞开裂-平展状果实（60%）＞开裂-扭曲状果实（40%）。

图1 沙冬青种子萌发情况

群落生物多样性

从结构上看，沙冬青群落既可以形成单优群落，也可与超旱生的落叶肉质灌木组成共优群落，如霸王、四合木等；群落混生半灌木（如刺叶柄棘豆、驼绒基）或小灌木（如红砂、狭叶锦鸡儿、绵刺）层片及小半灌木（亚菊、蒿类）和多年生丛生禾草（小针茅、细柄茅、隐子草）或葱属植物层片。

锁阳通常寄生在白刺和霸王的根部，但调查发现沙冬青不仅能与各种植物形成营养关系，同时与锁阳还能形成寄生关系。沙冬青作为第三纪孑遗植物，在适应环境过程中不仅自身具有强大的抵抗环境的能力，同时还能和其他生物形成相辅相克的生态关系，从而形成了以沙冬青为生产者，蚜虫、步甲虫、天牛、蝽象、麻蜥、蜂类等为初级消费者，瓢虫、沙蜥、漠角百灵、地鸦等为次级消费者，以獾类、狐狸、红隼为三级消费者的丰富的食物链以及错综复杂的食物网。沙冬青群落中地面的爬行类动物以蜥蜴科为主，主要有丽斑麻蜥、沙蜥、荒漠麻蜥。

种质资源价值

沙冬青作为一种珍稀濒危植物，其地带性分布、迁移原因和保护风险、耐旱和耐寒机制、分子生物学、实用性和生态学等方面的研究，在近几年得以进行深入和详细的研究。然而，种质资源的扩展和使用得到的关注较少。

刘果厚对沙冬青濒危的原因进行了研究，结果表明，生境退化和种子落地后缺乏自然更新条件是其数量稀少和减少的重要原因。王秭又等的研究表明，沙冬青濒危原因包括种子传播不良、栖息地恶化和人为干预。潘伯荣等人对沙冬青资源的应用进行了系统研究，沙冬青的枝叶可入药，有祛风、调血、止痛的作用，可以治疗冻伤和慢性风湿性关节炎。

沙冬青是一种重要的生态资源，它的固沙能力强，可以在贫瘠的沙地上生长和繁殖，为固沙造林提供优质的树种资源，在维持中国西北地区脆弱的生态平衡中发挥着重要作用。因此，应加强保护，减少威胁，扩大其种群。