大漠胡楊,戈壁灘上的不朽傳奇

發佈時間:2019-08-19| 來源:| 作者:李景文| 責任編輯:韓得爾

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“生而千年不倒,倒而千年不死,死而千年不朽”,説的就是胡楊。胡楊是一個古老、美麗而神奇的樹種。她忍耐著酷暑嚴寒、乾旱和風沙,見證著綠洲興衰。她有令人費解的異形葉,有婀娜優雅的樹形,有“煞費苦心”的繁殖策略,也有令人擔憂的“胡楊淚”。但是,對這種只生長在荒漠地區的極為珍貴的生態資源、基因資源和文化資源,人類對她的了解還很有限,對她的保護措施也很欠缺。

樹木檔案

胡楊,是楊柳科楊屬中最古老的一種。我國的胡楊主要分佈在西北極端乾旱區河流沿岸。胡楊與其生存的乾旱而多鹽鹼環境相互作用,形成特殊的生物學與生態學特性。它的根系、葉、枝幹、繁殖對策等的變化,適於空氣乾旱、耐鹽鹼、耐嚴寒、耐酷暑、抗風沙、抗貧瘠,是唯一能在大漠中大面積成林的落葉高大喬木。

內蒙古額濟納胡楊林。 吳英凱攝

在我國西北乾旱的大漠綠洲中,生長著一種古老、美麗而神奇的樹種——胡楊,她是綠洲興衰的見證者,人類賦予她“三個一千年”的美譽。她忍耐著酷暑嚴寒、乾旱和風沙,默默地守護在極端乾旱地區的綠洲中,並大面積成林。胡楊不僅是重要樹種、珍貴基因資源和文化資源,對旱區綠洲環境維持,甚至當地社會穩定都具有重要的作用。然而在全球變化背景下,水資源短缺和嚴重人為干擾正深刻地影響著這一珍稀樹種的分佈和生存。

A 珍貴的胡楊

胡楊,又稱異葉楊、胡桐,是第三紀的孑遺植物,是最古老的楊樹之一,為珍稀瀕危樹種。胡楊分佈于全球20多個國家,但超過60%的胡楊林分佈在我國,而我國96%以上的胡楊分佈在新疆和內蒙古,集中在乾旱地區的河岸和低濕鹽漬地,形成河岸林。

胡楊是荒漠地區天然分佈的重要喬木,是珍貴的荒漠基因資源,具有重要的保護價值。胡楊林也是荒漠地區的綠色屏障,如額濟納地區的胡楊林不僅可以減緩沙塵暴、維護河西走廊地區和寧夏平原的生態安全,而且是我國國防科研基地——東風航太城和酒泉衛星發射中心的安全保障。

胡楊林是荒漠綠洲最具代表性的植被類型,但由於水資源的短缺以及人為干擾,也是退化最嚴重的植被類型。由於胡楊是河岸林,河流的改道、水資源的缺乏以及水污染都會影響胡楊的生長、更新。在我國,很多胡楊的分佈區域內都可看到由於河流改道和水資源缺乏而生長不良、甚至枯死的胡楊形成的怪樹林。因此,胡楊也是當地環境變化的指示性植物,對於研究環境的變遷歷史和監測當下的環境變化有重要的作用。

胡楊還是荒漠地區的文化和生態資源,是大漠頑強精神的象徵。胡楊不僅是重要的林木資源,也是當地居民生存的基礎,胡楊林的興衰關乎乾旱區環境的穩定,甚至社會的穩定。此外,胡楊也具有重要的經濟價值,目前西北地區興起的“胡楊節”已成為一些乾旱區重要的旅遊産業,並帶動了其他産業的發展。

多姿的胡楊。 李景文供圖

B 美麗而神奇的胡楊

胡楊雖然是一種古老的樹種,但人類對她的認識還很有限。胡楊為什麼是異形葉?胡楊個體到底有多大?胡楊的根系構型是怎樣的?這些問題都有待我們深入研究。

(一)令人費解的異形葉。胡楊最為神奇的是她演化出了多種多樣的葉形。到底有多少種葉形呢?在乾旱地區,當地人的説法是六七種。事實上,胡楊的葉形究竟有多少種很難確定,因為胡楊具有豐富的葉形多樣性。在幼苗時期,胡楊的葉片以披針形葉為主,而在大樹時期,葉子形狀就比較複雜了,在同一株上,各種葉形的葉片都可以找到,但主要以寬卵形葉為主。

胡楊不僅葉形特殊多樣,而且秋天時的葉色格外引人注目。在乾旱區的9月下旬至10月中旬,胡楊的葉子逐漸變成金黃色,在藍天白雲、河流湖泊的映襯之下,遠遠望去金黃一片,蔚為壯觀。

(二)婀娜優雅的樹形。胡楊不僅具有多樣而美麗的葉子,奇特的樹形也令人叫絕。走進胡楊林,如同走進了一座自然盆景或雕塑博物館,各種奇特形態的胡楊樹讓人目不暇接。但對於胡楊而言,這是她與乾旱區的大風、沙塵、高鹽、洪水及缺水等不利因素抗爭的印記。在乾旱區惡劣的環境中,她們頑強地生存著,默默講述著“生而千年不倒,倒而千年不死,死而千年不朽”的傳説。

(三)奇特的繁殖方式。胡楊雌雄異株,主要依靠無性繁殖。胡楊無性繁殖可以適應生境異質性,提高種群適應惡劣環境的能力。無性繁殖還具有共用資源、分攤風險的特性。

胡楊有性繁殖的成功率很低,但胡楊在種子繁殖方面可謂“煞費苦心”。胡楊可以産生大量像沙粒大小的種子,有著很大的有性繁殖潛力。但在自然條件下,種子很難萌發而生長成幼苗。因此,胡楊被冠以“亂撒種子不負責任的父母”。但胡楊沒有放棄希望。胡楊開花時間是春汛來臨的時候,而種子傳播是在夏季河流洪水氾濫的時節。在繁殖期,胡楊借助風力大量散播有活力的種子,並以個體和群落兩個層次的時間異質性延長整個種群的種子散佈時間,從而增加種子遇到洪水或者降雨等有利水分條件的機會,而且胡楊種子的壽命極短,在全光照條件下只有4-6天,所以胡楊必須盡力增加種子遇到洪水或者降雨的機會。這也是胡楊的一種繁殖適應對策。

胡楊通過“種子雨”個體或群體散佈時間異質性,延長了種子散播的時間。這是胡楊對荒漠地區的水分條件和水文過程的一種適應。但是由於河道築壩等人工建築改變了河水的自然氾濫節律和自然氾濫留下的河漫灘環境,使胡楊種子安全萌發的環境喪失,最終導致了胡楊種子繁殖失敗。

胡楊還有會尋覓生境資源的根系。胡楊形成龐大的根系來拓展生存空間,並且水準根系和垂直根系夾角可到90度,發達的水準根系依靠廣泛尋找資源的能力,適應資源匱乏的乾旱區荒漠區。研究表明:胡楊根系伸展半徑一般在30-50米範圍內,而最大的根系伸展半徑達120米以上。

同時,胡楊也具有不同功能的根系,如繁殖根系和吸水根系。胡楊是一種荒漠河岸林,其生長髮育的關鍵制約生態因子是水分。有研究表明,胡楊吸水根系垂直方向集中在0-80釐米的土層內,隨著深度的增加,吸水根系分佈呈現指數衰減的規律。而擔任繁殖的根系直徑約0.5-2.0釐米,主要分佈在20-60釐米土層中,並産生大量的不定芽,進而生長為根蘗。

儘管胡楊“處心積慮”地繁殖後代來維持其種群的穩定,但劇烈的環境變化,特別是水資源短缺和人為干擾,正在深刻影響著胡楊這一珍稀物種的生存。

(四)環境巨變的“英雄淚”。胡楊大樹耐鹽鹼、水濕,抗乾旱風沙,是我國西北荒漠河岸林的建群種。但在全球氣候變化背景下,自20紀90年代年起,湖泊、泉眼、沼澤地相繼乾涸,胡楊這一優質林木種質資源受到了嚴重威脅。胡楊林分佈區內的胡楊出現大面積枯死的現象。

為什麼水資源短缺和人為干擾可導致胡楊林大面積枯死呢?胡楊具有龐大的根系,但胡楊不屬於深根系樹種,她可以耐極度的氣溫乾燥,但地下水位降低對於胡楊存活是危害最大的。同時,由於乾旱導致水分快速蒸發,引起的嚴重土壤鹽漬化對於胡楊更新是致命打擊,胡楊的種子萌發、幼苗是不耐高鹽鹼脅迫的。胡楊大樹可耐鹽鹼,樹體內也可貯存水,但水中高鹽鹼濃度會破壞樹榦的輸導組織,這些鹽分及次生代謝産物等沿著枯落樹榦形成空隙流到體外,形成“胡楊淚”。産生“胡楊淚”個體的增多,預示著胡楊群體正在遭受著嚴重的環境脅迫。

由於河流的改道和水資源的缺乏而枯死的胡楊林。 李景文供圖

C 胡楊林的保護

為了保護珍貴的胡楊林,我國先後在新疆、內蒙古和甘肅建立了多個胡楊自然保護區,並制定了一些胡楊分佈區的分水和補水方案,這些措施對胡楊林保護區起到了積極的作用。但目前,我國胡楊林生長和更新困難的問題仍未得到根本解決。

首先,在全球氣候變化背景下乾旱區水資源短缺將是一個長期問題。同時,胡楊林分佈和生存狀況評價資料也很有限。目前胡楊分佈的統計資料主要是20世紀90年代的數據。研究顯示,我國主要胡楊分佈區的面積整體上在減少,雖然荒漠區的科學考察已經發現一些新的胡楊分佈區,但這些胡楊林的生存狀況仍岌岌可危。

其次,由於水資源的短缺和污染,我國胡楊林退化嚴重,出現大面積枯死。由於缺水,大面積胡楊依賴於根蘗更新,林分品質差,急需開展種質資源保護和生境品質的評估。

再次,有關胡楊林現有保護技術仍是粗放型的,品質不高,多為簡單的補水或封育,保護和恢復效果不明顯。再加上我國各地胡楊林旅遊的過度開發,更進一步加劇了胡楊林的退化和破壞。

綜上所述,為保護珍貴的胡楊林,有必要開展我國胡楊林分佈的詳細調查,對不同區域胡楊林生存狀況和生境品質進行科學評估,結合評估結果確定我國胡楊林的整體保護與利用的措施,合理規劃胡楊優質種質資源基地建設、自然保護區佈局和保護措施等,盡最大努力,盡可能多地保留更多的胡楊林。

胡楊龐大的根系。 李景文供圖

胡楊的異型葉。 李景文供圖

作者簡介

李景文 北京林業大學教授、博士生導師,主要研究方向為生物多樣性保護與恢復生態學。