新疆北部早春短命植物花顏色分析

鄭榮倩

摘要 早春短命植物是一類(lèi)生長(zhǎng)在干旱或低溫等環(huán)境下，利用早春雨水或雪水迅速完成生活周期的植物，較集中分布在新疆北部。對(duì)其中4個(gè)自然分布區(qū)，伊犁河谷、準(zhǔn)噶爾盆地南緣、塔城和阿爾泰山麓地區(qū)進(jìn)行了以下調(diào)查：（1）早春短命植物類(lèi)型及花顏色;（2）四個(gè)分布區(qū)主要傳粉者類(lèi)群;（3）四個(gè)分布區(qū)氣象數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示調(diào)查區(qū)域內(nèi)花顏色以黃色系與藍(lán)紫色系為主;各地區(qū)在不同時(shí)期表現(xiàn)出不同花色多樣性，非生物因素如海拔高度、溫度和光照時(shí)長(zhǎng)，生物因素如傳粉者類(lèi)群影響植物和花色多樣性分布。

關(guān)鍵詞 新疆北部;早春短命植物;花色分析;傳粉者類(lèi)群

中圖分類(lèi)號(hào)：Q948.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2020）04-00-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.003

新疆大部分地區(qū)是不利于植物生長(zhǎng)的荒漠戈壁，在這種環(huán)境下生長(zhǎng)著一類(lèi)特殊草本植物類(lèi)群——早春短命植物。生態(tài)學(xué)者們對(duì)早春短命植物尚未統(tǒng)一定義或解釋。毛祖美[1]提到早春短命植物常生長(zhǎng)在干旱地區(qū)，利用早春融雪水和雨水生長(zhǎng)發(fā)育，在干熱夏季來(lái)臨前迅速完成生長(zhǎng)，其整個(gè)植株或地上部分死亡，以種子或地下器官休眠方式度過(guò)不利于生長(zhǎng)的季節(jié)。短命植物具有生長(zhǎng)發(fā)育快、繁殖力強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高等獨(dú)特的生態(tài)生物學(xué)特性。

早春短命植物主要以中亞為分布中心，在新疆北部有多數(shù)種集中分布。北疆西部地帶降水多于東部，更接近于中亞氣候狀況，因此，北疆偏西部的短命植物較東部更為豐富。關(guān)于新疆早春短命植物花色分析和探討尚未有報(bào)道，早春短命植物花色多變，具有多方面應(yīng)用價(jià)值，包括飼用、花卉、藥用、指示植物及城市環(huán)境綠化等。

被子植物的花表現(xiàn)出不同顏色，受類(lèi)胡蘿卜素、類(lèi)黃酮、生物堿、花色苷素等影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，被子植物中將近88%科的花色由花色素控制。外界環(huán)境間接影響花色素，如土壤酸堿度、溫度、水、礦物營(yíng)養(yǎng)、光、傳粉者等，其中光是調(diào)控植物花色重要因素。花色苷的積累可賴(lài)于不同光，藍(lán)光、紅光最為有效，紫外光也參與其中，弱光條件下，植物花色往往較淡，光照過(guò)強(qiáng)影響葉黃素循環(huán)，植物色素會(huì)受到破壞，進(jìn)而造成花色損傷。也有研究表明，葉片或萼片感光細(xì)胞將接收而來(lái)的光信號(hào)傳遞至花冠，花冠通過(guò)化學(xué)反應(yīng)調(diào)控植物花苷素、類(lèi)黃酮、類(lèi)胡蘿卜素合成。短命植物在漫長(zhǎng)進(jìn)化里，黃色植株通常作為優(yōu)勢(shì)植株，而白色植株可能是花青素合成缺失的突變體。

早春環(huán)境下傳粉者資源匱乏、物候條件惡劣，因此，植物的花為增加對(duì)傳粉者吸引力常伴有較鮮艷的顏色，也有部分花為減少自身資源消耗而控制生物量分配進(jìn)化出黃色或白色花瓣。植物界中，白花繁殖大多依靠自花授粉，花瓣顏色艷麗的植物往往通過(guò)異花授粉繁殖，幾類(lèi)訪(fǎng)花昆蟲(chóng)對(duì)花色喜好如下：（1）膜翅目中蜂類(lèi)對(duì)紅色不敏感。（2）鱗翅目中蝶類(lèi)偏好紅色或紫色等較鮮艷花色，蛾類(lèi)大多數(shù)夜間活動(dòng)偏好白色、淡紅色或紅色。（3）雙翅目中蠅類(lèi)：暗色、褐色或綠色。（4）鞘翅目中甲蟲(chóng)：暗色、淡黃色或草綠色。

1 研究材料與方法

研究材料是分布在新疆北部早春短命植物，研究地點(diǎn)為早春短命植物分布較集中的部分地區(qū)，包括伊犁河谷、準(zhǔn)格爾盆地南緣、塔城和阿爾泰山麓等地區(qū)。新疆北部普遍氣溫較低，平均-3℃～7℃，早春土層并未解凍，或尚存冰雪覆蓋，氣候略有不同。

將花色分為紅色系、黃色系、藍(lán)紫色系、白色系等4個(gè)色系。單一顏色花稱(chēng)單色系花，有兩種或以上顏色花稱(chēng)混合色系，以顏色占比大的歸類(lèi)，統(tǒng)計(jì)四個(gè)分布區(qū)不同月份早春短命植物各色系數(shù)目及其占總數(shù)比值;四個(gè)分布區(qū)傳粉昆蟲(chóng)類(lèi)型，不同月份光照及雨水情況。

采用spss19.0中單因素方差分析和excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)共有205種早春短命植物，隸屬27科97屬。其中，黃色系83種，占50.4%;藍(lán)紫色系43種，占26%;白色系34種，占20.6%;紅色系5種，占3%，這4種不同花色之間存在顯著差異。

不同科間花色豐富程度差異顯著，十字花科的花色最豐富，有4種，紫草科、豆科、百合科、罌粟科等花色種類(lèi)為3種，而莎草科、石蒜科、石竹科等僅1種花色。不同科中花色所占比也存在差異：十字花科中黃色系占比達(dá)80%;百合科、菊科以黃色系為主，分別占63.6%、71.4%;紫草科中紫藍(lán)色系達(dá)到66.6%;罌粟科不存在白色系，其他3種色系分布較勻。

花期在3—4月有28種，這些植物多在4—5月果實(shí)成熟，是典型短命植物?；ㄆ谠?—5月有302種，花期在5—6月有159種，6—7月果實(shí)成熟后便進(jìn)入休眠期。4—5月是早春短命植物最宜花期，與另外兩個(gè)花期有顯著差異。

四個(gè)地區(qū)中伊犁河谷約有152種，占92.%，準(zhǔn)格爾盆地有146種，占88.4%，塔城有100種，占60.6%，阿爾泰地區(qū)有91種，占55%。伊犁河谷黃色花最多，白色次之;準(zhǔn)噶爾盆地黃色最多，藍(lán)紫色次之;塔城黃色最多，白色和藍(lán)紫色數(shù)量接近;阿爾泰地區(qū)黃色最多，藍(lán)紫色次之。紅色系在四個(gè)地區(qū)中分布都最少。

伊犁河谷地區(qū)傳粉者類(lèi)群最為豐富，其中鱗翅目種數(shù)眾多占主導(dǎo)，膜翅目次之;準(zhǔn)噶爾南緣地區(qū)膜翅目占主導(dǎo)，鱗翅目次之;塔城地區(qū)各類(lèi)型之間相差不大;阿爾泰山麓地區(qū)傳粉者類(lèi)型最少，鞘翅目較多，鱗翅目次之，其他兩目很少。

3 結(jié)論

光照、溫度和降水量等非生物因素影響新疆北部四個(gè)地區(qū)花色多樣性。光照時(shí)間較長(zhǎng)、較強(qiáng)，花苷素合成豐富，致黃色系與藍(lán)紫色種數(shù)較多，白色系植物種數(shù)較少?；ㄉ盏姆e累可依賴(lài)于不同光，藍(lán)光、紅光最為有效，紫外光也參與其中。四個(gè)地區(qū)中紫外線(xiàn)強(qiáng)度從低到高分別是阿爾泰山麓、塔城地區(qū)、準(zhǔn)噶爾盆地與伊犁河谷地區(qū)，黃色與紫藍(lán)色花色種數(shù)分布從低到高與之相對(duì)應(yīng)。由于紫外線(xiàn)越強(qiáng)，調(diào)控顏色相關(guān)基因表越達(dá)強(qiáng)烈，因而花色都較為鮮艷，并呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)。新疆北部普遍光周期較長(zhǎng)，四個(gè)地區(qū)白色花色植物種數(shù)也都較少。

四個(gè)地區(qū)在3—4月時(shí)氣溫普遍較低，液泡中可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量豐富，液泡濃度較高，pH值降低?；ㄉ罩苯右蕾?lài)PH值，pH<2時(shí)顯紅或黃;pH<3時(shí)顯紅或藍(lán);pH>6時(shí)顯多種色。在酸性較強(qiáng)條件下，早春短命植物花色以黃、藍(lán)為主。

新疆北部早春在4—5月降水量最為豐富，其他月份降水量較稀少。花期4—5月短命植物種數(shù)最豐富，5—6月次之，3—4月最少，花色種類(lèi)與降雨量呈現(xiàn)正相關(guān)性。

傳粉昆蟲(chóng)與被子植物之間有協(xié)同進(jìn)化的特點(diǎn)，四個(gè)地區(qū)中傳粉昆蟲(chóng)種類(lèi)數(shù)量與花色多樣性有正相關(guān)關(guān)系。蛾類(lèi)多夜間活動(dòng)，在3—4月未發(fā)育完全，故活動(dòng)少，該時(shí)期白色和紅色植物偏少或暫未出現(xiàn);在氣溫回暖的4—6月，身體逐漸發(fā)育完全且活動(dòng)量增加，四個(gè)地區(qū)中在這段時(shí)期，開(kāi)始出現(xiàn)大量白色和紅色植物種群;蜂類(lèi)種類(lèi)較多且種群數(shù)目密度一般較大，在氣溫與適宜地區(qū)和時(shí)期中，各種花色植物均大量分布。昆蟲(chóng)體色多與其訪(fǎng)問(wèn)花顏色相近，能有效減少取食中被攻擊機(jī)會(huì)，植物花色也是在傳粉昆蟲(chóng)的喜好上不斷選擇進(jìn)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 毛祖美，張佃民.新疆北部早春短命植物區(qū)系綱要[J].干旱區(qū)研究，1994（3）：1-26.

責(zé)任編輯：黃艷飛