定義
短命植物又稱短營養期植物、短期生植物。主要生長在乾旱區,植物利用早春雨水和融化的雪水提供的土壤濕度和一定的溫度生長發育,並在夏季乾熱季節來臨之前短短的2個月左右時間裡迅速完成生活周期,隨後整個植株或地上部分乾枯死亡,以種子或地下器官休眠渡過對植物生長不利的季節,來年春季再由種子或地下器官形成新的個體,這類植物包括一年生短命植物和多年生類短命植物兩類。
生態特徵
喜早春春雨,稍耐寒
短命植物集中出現在4—5月,冬春有一定雨雪,春季天氣暖和,土壤墒情較好,春旱現象不顯著。秋季,某些短命植物的少量個體雖有出現,但無論在種群的豐富度、個體數量、覆蓋度、物質積累和群落學意義等方面均遠不如春季。特別是秋季出現的短命植物個體,當年很少能通過完整的生長發育周期。如十字花科植物僅形成緊貼地面的蓮座狀葉 ,隨之被覆蓋於冬季的積雪之下,待來年積雪消融之後,才能繼續完成其整個個體生長發育過程。所以,人們通常稱短命植物為春雨型短命植物。另外,人們還習慣在短命植物名稱之前冠以早春2字。這是由於短命植物常在3月底或4月初已萌發出土,此時冰雪剛剛消融,夜間氣溫較低,有時在零度以下,甚至還會出現霜凍或下雪天氣。據野外觀察,並未發現這種天氣對短命植物帶來明顯傷害。短命植物雖然不是典型的適冰雪嚴寒的植物,但它們較耐寒的生態生物學特點,還是顯而易見的。
生長發育快,營養周期短
類短命植物由地下芽萌發出土的時間略早於一年生短命植物。前者,在3月中下旬當氣溫回升至0℃ 以上時,地下器官上業已甦醒的休眠芽即破土而出;後者,在4月上旬氣溫達到O—5℃ 時,由種子萌發的幼苗才開始出土。之後,各種短命植物的個體相繼進入20—30 d的展葉期,短者只有10 d左右。花期主要集中在4月中旬一5月下旬,持續時間平均為38.5 d。5月中旬一6月中旬是短命植物果實成熟的高峰期,加上此時氣溫已迅速升至20—30℃ ,種子成熟期伴隨著炎熱夏季的開始而到來。至此,如同瓜熟蒂落,短命植物的地上部分乾枯或整株死亡,以種子或地下器官的方式開始了漫長的休眠期。研究結果表明,短命植物的生活周期平均為75.8 d,即2個半月,多者達90—100 d,少者40—60 d。因此,短命植物的生長發育節律快、各物候階段緊湊和營養周期短的特點十分明顯|
淺根系草本植物
從進化角度看,短命植物是一類年輕的植物區系,均為草本,對乾旱環境具有靈活、多樣的適應性。其根系一般都分布在10—30 cm土層內,很少超出40 cmll 。這是由於在短命植物的生長季內,所處地域一般有一定的降水或積雪融水,土壤墒情較好,為短命植物的生長發育提供了有利的水分條件,短命植物無須像旱生植物那樣將根系扎向更深的土層內,即可獲得所需要的水分。所以,短命植物在長期適應環境的過程中,形成了淺根系的形態特徵。
解剖學特徵
根據短命植物營養器官的解剖學研究,短命植物的莖、葉表皮多由單層細胞組成、無角質層或僅有較薄的角質層、多數無毛或少量種具單細胞毛、氣孔皆不下陷;多數種的葉肉組織分柵欄組織與海綿組織,且兩者厚度比例多不懸殊及多數種內的輸導組織不夠發達。另外,在少數短命植物中也觀察到莖、葉表皮外具角質層,個別種的葉中有發達的柵欄組織,甚至在莖中也有柵欄組織或分布有可行光合作用的具葉綠體的薄壁細胞。同時,極個別植物的莖上還有少量氣孔的發育,表現出葉的特徵。上述前者屬中生性結構特徵,後者為旱生性結構特點。兩者相比,中生性結構比較明顯,旱生性結構則表現較微弱,由此可進一步確認短命植物具有很強的中生性植物的特徵
夏季休眠,逃避乾旱和高溫
休眠是植物在長期的發展過程中,對不利環境條件所表現的一種適應。寒冷是植物生長發育的不利因素之一,絕大多數植物為了生存,以冬眠的策略逃避嚴寒的威脅,這也是溫帶至兩極廣大地域中植物的一個普遍現象。而短命植物不僅以有規律、周期性的休眠方式度過寒冷的冬季,同時也進行夏季休眠。這是因為短命植物是一類淺根系、春雨型中生植物,像寒冷的冬季一樣,炎熱的夏季也是植物生長發育的不利季節。所以,短命植物在長期發展過程中也形成了逃避乾旱的夏季休眠現象。夏季休眠現象不僅是短命植物長期適應荒漠環境,逃避乾旱的一種策略,也使其成為新疆北部植物區系中休眠時間最長和在生長季內出現休眠現象的一類獨特的植物。
代表植物
瓦松是一種生長在瓦房頂上的草。在乾旱的季節里,瓦松的種子躺在瓦溝里,耐心地等待著雨季的到來。雨季來了,瓦松的種子吸足了水分,迅速地發芽生根,長成植株,很快就開花結果,完成自己繁殖後代的使命。雨季剛剛過去,它便枯黃死去。
生長在非洲沙漠裡的木賊,也是一種短命的植物。它的種子在降雨後10分鐘就開始前動發芽,10個小時以後,就破土而出,迅速地生長,僅僅兩三個月就走完了自己的生命歷程。
瓦松、木賊的生命旅程雖然很短,但還不是世界上壽命最短的植物。在非洲的撒哈拉大沙漠裡,有一種叫“短命菊”的菊科植物,它才是世界上最短命的植物。在乾旱的沙漠裡,雨水十分稀少,只要有一點點雨滴的濕潤,短命菊的種子就會馬上發芽生長。在短暫的幾個星期里,就完成了發芽、生根、生長。開花、結果、死亡的全過程。
真是來也匆匆,去也匆匆。
我國新疆的早春短命植物記錄有205種及6個變種。早春短命植物區系是我國荒漠區系的重要組成部分,它們也是春季牧場上的優質牧草。
短命原因
這些植物為什麼壽命這么短呢?原來,它們都生活在自然條件十分嚴酷的高原或沙漠裡,為了生存下去,它們在長期與惡劣環境的鬥爭中,“鍛鍊”出了能在短暫的時間裡完成整個生命歷程的特殊本領。