学名
Nitraria tangutorum
别名
西伯利亚白刺
科属
蒺藜科白刺属
形态类型
灌木
寿命
20-40年
主要分布
内蒙古、甘肃、新疆、青海、宁夏等省区
概述
在我国西北干旱荒漠、半荒漠地区的流动沙丘、砾石戈壁及盐碱滩涂,有一种匍匐生长的灌木以顽强的生命力和独特的固氮能力,成为荒漠生态系统的 "土壤改良师" 与 "风沙阻挡者",它就是蒺藜科白刺属的植物 —— 白刺。作为荒漠地区的建群种和优势种,白刺不仅能在极度贫瘠、干旱、盐碱的环境中繁衍生息,更能通过固氮作用改善土壤肥力、固定流沙、涵养水源,为荒漠植被的恢复创造条件。从形态结构的精巧适应到生存策略的坚韧智慧,从生态功能的多元价值到人类利用的可持续发展,白刺用千万年的进化历程,书写了沙生植物适应极端环境的精彩篇章。
形态特征:沙生环境的精准适配
白刺的形态特征经过长期自然选择,形成了一系列适配荒漠沙生环境的独特结构,每一处细节都彰显着对环境的高度适应。成年白刺植株多呈匍匐状或丛生灌木,高度通常在 0.5-1.5 米,最高可达 2 米,枝条密集且韧性极强,常向四周匍匐延伸,覆盖面积可达数平方米甚至数十平方米,这种生长形态能有效降低植株中心的风速,减少风沙对自身的侵蚀。老枝呈灰白色或灰褐色,木质化后质地坚硬,表面具纵向裂纹;当年生枝条呈绿色或黄绿色,纤细柔软,表面光滑或具稀疏绒毛,是光合作用的主要器官。
白刺的叶片演化是对干旱环境的精妙适应:叶片呈肉质化,形状为倒卵形或矩圆状匙形,长度仅 1-3 厘米,宽度 0.5-1.5 厘米,叶片肥厚多汁,富含水分和叶绿体,既能最大限度储存水分,又能高效进行光合作用。叶片表面覆盖着一层细密的白色绒毛或蜡质薄膜,气孔下陷,这些结构能有效减少水分蒸腾,降低阳光直射对叶片的伤害,同时阻挡沙粒附着。与其他荒漠植物不同,白刺的叶片并未退化成鳞片状,而是通过肉质化和绒毛覆盖的方式,在保持光合效率的同时实现节水,展现出独特的适应策略。
根系系统是白刺立足荒漠的 "核心保障",兼具深扎、广铺和固氮三大特性:主根垂直向下延伸,深度可达 5-8 米,能穿透沙层和砾石层,直探地下水或深层土壤水分;侧根呈水平网状分布,长度可达 10-15 米,密集的侧根网络如同一张巨大的 "地网",既能高效汲取浅层水分和养分,又能牢牢固定流沙。更特殊的是,白刺的根系能与土壤中的固氮菌形成共生关系,通过根瘤固氮作用,将空气中的氮气转化为植物可吸收利用的氨态氮,每年每株白刺可固定氮素 2-3 克,这不仅能满足自身生长需求,还能改善周边土壤的肥力,为其他植物的生长创造条件,是荒漠中的 "天然氮肥厂"。此外,白刺的根系萌蘖能力极强,即便枝条被风沙掩埋或截断,埋入地下的根系仍能快速萌发新枝,形成新的植株,确保种群在恶劣环境中持续繁衍。
花果结构兼具适应性与经济价值。花期集中在 5-6 月,花小而密集,呈两性,花萼 5 裂,花瓣 5 枚,颜色从白色、淡黄色到淡紫色不等,花药黄色,依靠风力和荒漠昆虫完成授粉。果实为核果,呈球形或椭圆形,直径约 1-1.5 厘米,成熟时颜色从红色、紫红色到黑色不等,果肉肥厚多汁,酸甜可口。种子呈卵形,坚硬且具光泽,千粒重约 15-20 克,种子休眠期短,遇雨后能快速萌发,发芽率可达 80% 以上,同时果实可被鸟类、啮齿类动物食用,种子通过动物粪便传播至其他区域,扩大种群分布范围。
生长习性:极端环境的适应能手
白刺是典型的荒漠沙生植物,主要分布在我国内蒙古、甘肃、新疆、青海、宁夏等省区,以及蒙古、中亚、西亚等地区的流动沙漠、半流动沙漠、戈壁滩地和盐碱化荒漠。它对环境的适应性极为宽泛,能耐受极端干旱、高盐碱、严寒酷暑、风沙掩埋和土壤贫瘠等多重恶劣条件,尤其在沙质土和轻度盐碱土中生长旺盛,是荒漠生态系统中分布最广的植物之一。
极端干旱耐受性是白刺的核心生存技能。它的肉质叶片富含水分,含水量可达 80% 以上,能储存大量水分供干旱时使用;叶片表面的绒毛和蜡质层能有效减少蒸腾作用,蒸腾系数仅为 140-200,远低于普通植物,仅需少量水分就能完成生长发育。研究表明,白刺在年降水量不足 50 毫米、空气相对湿度低于 25% 的极端干旱环境中仍能正常生长,即便连续 18 个月无降水,也能通过消耗叶片和枝条储存的水分存活,展现出极强的耐旱韧性。
在耐盐碱方面,白刺同样表现出色。它能在土壤含盐量 0.3%-2% 的盐碱地中正常生长,通过根系的选择性吸收功能,优先吸收水分和有益矿物质,减少盐分摄入;同时,细胞液中含有大量脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质,能维持细胞渗透压,避免盐碱对细胞的损伤。与红柳的泌盐机制不同,白刺主要通过稀释盐分和细胞耐受的方式应对盐碱胁迫,这种适应策略使其在轻度至中度盐碱地中具有广泛的适应性。
温度适应范围极广,白刺能承受 -40℃的极端低温和 45℃的高温,昼夜温差超过 35℃的环境对其生长无明显影响。这种特性使其能在冬季严寒、夏季酷暑的西北荒漠中安然度过,从寒温带的内蒙古草原到暖温带的新疆戈壁,都能看到白刺的身影。此外,白刺对土壤质地要求极低,既能在松散的沙质土中生长,也能在砾质土、黏土和石质山坡中定居,只要地下水埋深在 2-6 米范围内,就能蓬勃生长,展现出极强的土壤适应性。
白刺的生长节奏与荒漠环境高度同步。春季气温回升至 8℃以上时,快速萌发新枝和叶片,枝条日生长量可达 0.5-1 厘米;夏季高温干旱时,生长放缓,通过减少蒸腾和消耗储存水分维持生命活动;秋季气温下降后,积累养分,果实成熟,枝条木质化程度提高;冬季则进入休眠状态,叶片脱落或半脱落,减少能量消耗。白刺的寿命较长,可达 30-50 年,成年植株抗逆性更强,能长期稳定发挥生态作用。
生态价值:荒漠生态的改良核心
白刺在荒漠生态系统中具有不可替代的核心价值,其生态功能涵盖固沙防沙、改良土壤、涵养水源、调节气候和维系生物多样性等多个方面,是我国西北沙漠治理和生态修复的 "先锋物种" 和 "关键物种"。
固沙防沙是白刺最突出的生态功能。它匍匐生长的形态能有效降低近地面风速,减少沙粒搬运;密集的枝条可截留沙粒,随着沙粒不断堆积,形成稳定的白刺沙堆,每株白刺可形成直径 3-5 米、高 1-2 米的沙堆,逐渐将流动沙丘转化为固定沙丘。发达的根系网络能牢牢固定沙层,防止流沙移动,据测算,一片每亩种植 50 株的白刺林,可降低风速 50%-70%,每年每株成年白刺可固定流沙 8-12 立方米,有效遏制沙漠扩张。在内蒙古巴丹吉林沙漠、新疆准噶尔盆地等地区,白刺林已成为抵御风沙的 "绿色屏障",保护了周边的农田、公路和城镇。
改良土壤是白刺最独特的生态贡献,其固氮作用堪称荒漠土壤的 "肥力引擎"。白刺根系与固氮菌共生形成的根瘤,能将空气中的氮气转化为植物可吸收的氮素,每年每亩白刺林可固定氮素 1-1.5 公斤,显著提高土壤氮含量。同时,白刺的落叶和枯枝腐烂后可增加土壤有机质含量,改善土壤结构,研究显示,种植白刺 5 年后,沙丘土壤有机质含量可从 0.05% 提升至 0.5%,土壤容重降低 15%-25%,土壤肥力得到明显改善,为后续梭梭、红柳等荒漠植物的定居创造了条件。此外,白刺能吸收土壤中的部分盐分,通过落叶分解将盐分固定在土壤表层,减少深层土壤盐渍化,对轻度盐碱地具有一定的改良作用。
涵养水源与调节气候功能显著。白刺林通过枝条截留、根系渗透等方式,能有效收集和储存降水,提高土壤含水量,同时减少地表径流,促进地下水补给。有白刺生长的区域,土壤含水量比裸沙区高 3-5 倍,空气相对湿度高 10%-20%。在夏季,白刺林内气温比林外裸地低 4-7℃,这种降温增湿效应不仅改善了局部微气候,还为自身和周边生物创造了适宜的生存环境。此外,白刺的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气,增加空气负离子含量,净化空气,缓解荒漠地区的 "热岛效应"。
白刺还是荒漠生物多样性的 "庇护所" 和 "食物库"。尽管环境恶劣,白刺林内仍孕育了丰富的生物资源:植物方面,常伴生沙蒿、沙棘、麻黄等荒漠植物,形成复杂的植物群落;动物方面,野兔、沙鼠、狐狸等哺乳动物,以及鹰、沙鸡、麻雀等鸟类和蜥蜴、昆虫等,都以白刺林为栖息地和觅食场所。白刺的果实富含糖分和维生素,是荒漠动物的重要食物来源,其密集的枝条能为动物提供躲避天敌和极端天气的庇护所,维系了荒漠生态系统的稳定性。
经济价值与保护利用
白刺不仅是生态修复的 "功臣",还具有丰富的经济价值,同时其生存现状也面临一定挑战,需要科学保护与合理利用。
在经济利用方面,白刺的果实具有极高的食用价值和营养价值,被称为 "沙漠樱桃"。果实富含维生素 C、维生素 E、胡萝卜素、氨基酸、矿物质等营养成分,其中维生素 C 含量可达每 100 克果肉 200-300 毫克,远超普通水果,具有抗氧化、增强免疫力等功效。白刺果实可直接食用,也可加工成果汁、果酱、果酒、果干等食品,口感酸甜可口,市场前景广阔。此外,白刺的枝条韧性强,可用于编制筐、篓等农具和手工艺品;枝条燃烧值高,可达 3800-4200 大卡 / 千克,是荒漠地区优质的薪柴资源,燃烧时无烟无味,污染小。
更重要的是,白刺具有极高的生态经济价值。作为荒漠治理的核心树种,白刺被广泛应用于三北防护林体系建设、沙漠化防治工程、水土保持工程等重大生态项目中。例如,在内蒙古阿拉善盟,通过种植白刺治理流动沙丘达数百万亩,有效遏制了沙漠扩张;在甘肃河西走廊,白刺与梭梭、红柳搭配种植,形成复合型防护林带,显著提升了防沙治沙效果。此外,白刺果实的加工产业能带动当地群众增收,形成 "生态保护 + 产业发展" 的良性循环,助力乡村振兴。
然而,白刺的生存也面临着诸多威胁。长期以来的过度放牧、滥砍滥伐、开垦荒地等人类活动,导致部分地区的白刺林退化、沙化;过度采摘果实也影响了白刺的自然繁殖;水资源过度开发导致地下水位下降,影响了白刺的正常生长;全球气候变暖导致的干旱加剧,也对其生存构成挑战。目前,白刺属的部分物种已被列入《国家重点保护野生植物名录》,受到法律的严格保护。
为保护和合理利用白刺资源,我国采取了一系列重要措施:实施三北防护林体系建设、沙漠化综合治理、天然林保护等生态工程,大规模开展白刺人工造林和封育保护;建立白刺种质资源保护区和繁育基地,开展人工繁育技术研究,提高育苗成活率和造林质量;加强监管力度,严厉打击非法采伐、放牧和过度采摘等破坏行为;同时,推广 "生态 + 产业" 模式,在保护白刺林的基础上,规范果实采摘和加工产业,发展生态旅游,实现生态保护与经济发展的双赢。
如今,在各方努力下,我国白刺林资源得到有效恢复,荒漠生态环境持续改善。未来,随着沙漠治理技术的不断进步和生态保护理念的深入,白刺这一 "荒漠中的固氮先锋" 将继续在西北大地发挥重要作用,为构建西北生态安全屏障、推动人与自然和谐共生作出更大贡献。