沙冬青
沙冬青,渐危种。常绿灌木,高1至2米。分布于内蒙古、宁夏和甘肃等地海拔1000至1200米低山地带。为常绿超旱生植物。喜沙砾质土壤,种子吸水力强,发芽迅速。花开4、5月,7月果熟。荒漠地区十分珍贵的孑遗种,被列为国家一级保护植物。
拉丁名:Ammopiptanthusmongolicus(Maxim.)Chengf.
中文名:沙冬青
拉丁科名:Leguminosae
中文科名:豆科
保护级别:3级
分布:内蒙古、甘肃(民勤、兰州)、宁夏(陶乐、吴忠、中卫)
现状:渐危种。沙冬青是古老的第三纪残遗种,为阿拉善荒漠区所特有的建群植物。目前,由于过度樵采,沙冬青群落遭到严重破坏,分布面积日趋缩小,若不加强保护,将面临着逐渐灭绝的危险。
海拔下限(米):1000
海拔上限(米):1200
常绿灌木,高12米,多分枝,树皮黄色;枝黄绿色或灰黄色,幼枝密被灰白色平伏绢毛。叶为掌状三出复叶,少为单叶,或三角状披针形,叶柄密被银白色绢毛;托叶小,与叶柄连合而抱茎;小叶菱状椭圆形或卵形,先端锐尖、钝或微凹,两面密被银灰色毡毛。总状花序顶生,具8-10花,苞片卵形,被白色绢毛;花梗近无毛;花菩钟状,密被短柔毛,萼齿边缘具睫毛;花冠黄色,长约2厘米,旗瓣宽倒卵形,边缘反折,先端微凹,基部渐狭成短爪,翼瓣及龙骨瓣比旗瓣短,翼瓣近卯形,上部一侧稍内弯,龙骨瓣长圆形;子房披针形,有柄,无毛。荚果扁平,线状长圆形,无毛,先端有短尖,含种子2-5;种子球状肾形,直径约7毫米。
分布区为大陆性气候,春季干燥,多大风,夏季炎热,冬季寒冷,7月平均温22-25℃,1月平均温-10-14℃,年降水量50-200毫米或更低,多集中以夏季。沙冬青为常绿超旱生植物,这与当代气候条件显然是不协调的,反映其残遗种的特征。喜沙砾质土壤,或具薄层覆沙的砾石质土壤,不见于沙漠或石质戈壁。多生于山前冲积、洪积平原,山涧盆地,石质残丘间的干谷,成条带状或团块状分布。4月中旬至5月中旬开花,7月下旬果实成熟。种子成熟较好,发芽率85-90%,发芽势为3天,在温室22-26℃条件下,种子吸水力强,发芽迅速,出土整齐。种子耐贮藏,发芽力可保持5-6年。沙冬青幼苗能抗-20.9℃低温不受冻害。沙冬青体内含有黄花木素、拟黄花木素等强生物碱,绵羊、山羊偶尔采食其花后则呈醉状,采食过多可致死。
仅见于内蒙古、宁夏和甘肃,生于海拔1000至1200米低山地带。
沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus(Maxim))是生长在沙漠地区及干旱荒漠区的常绿灌木,在干旱环境条件下形成了独特的生物学特性与生理生态适应性。研究结果表明,灌水前后沙冬青的光合作用和蒸腾作用变化很大。在土壤干旱时,其光合速率变化的日平均值仅为2.14μmol@m-2@s-1,其最大值仅为3.5μmol@m-2@s-1;此时叶片蒸腾速率变化的日平均值为7.03mmol@m-2@s-1,最大值为10.5mmol@m-2@s-1。而在土壤水分充足时,其光合强度和蒸腾强度明显提高,叶片光合速率的日平均值为5.97μmol@m-2@s-1,最大值为8.5μmol@m-2@s-1,均为干旱时的2倍以上;此时叶片蒸腾速率的日平均值为23.5mmol@m-2@s-1,最高值达30.1mmo@m-2@s-1,均为干旱时的3倍左右。分析沙冬青叶片气孔的调节作用与叶片的光合作用和蒸腾作用的关系可知,其气孔活动与蒸腾作用保持较为密切的相关关系,而其光合作用虽然也受气孔活动的影响,更主要是与其自身的生理生化特性有关。
沙冬青是西北荒漠地区珍稀常绿阔叶灌木。该文在其分布区内,综合土壤、水分条件,选定宁夏中卫县沙坡头、内蒙古阿拉善左旗、内蒙古磴口县、内蒙古乌拉特后旗4个地区作为调查样区,研究了沙冬青植物群落和沙冬青根瘤的特征。结果表明:沙冬青植物群落组成较为丰富;因水分、土壤类型及地形差异,不同样区内沙冬青群落成分、结构有一定变化,水分是沙冬青植物群落的决定性生态因子;沙冬青根瘤的最佳采集时间是在结果期之前,根瘤的外部形态呈现多样性,不同样区根瘤的着生部位有差异;水分是根瘤菌侵染沙冬青根系并形成根瘤的主要限制因子;沙冬青群落其他豆科植物的根瘤与沙冬青根瘤具有相似的外部形态。
运用常规石蜡切片法研究了濒危植物沙冬青叶片的解剖学特征,发现该植物形成了适应于干旱荒漠生境的超旱生结构;利用Li-6400便携式光合作用测定仪,测定了沙冬青的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等光合生理指标,结果表明:新疆沙冬青叶片的日间净光合速率、蒸腾速率与气孔导度均呈现出典型的三峰型变化式样,日间有两次明显的光合"午休"发生,均与气孔导度的下降有明显关系。新疆沙冬青适应干旱荒漠生境的光合生理机制是以降低气孔导度作出响应,以调节植物的水分利用方式。其之所以不耐樵采和放牧啃食,种群自我恢复能力差的原因之一可能是由于其叶片净光合速率不高造成的。
沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)是西北荒漠地区珍稀常绿阔叶灌木,综合沙冬青分布区内气候、土壤和水分等因子,选取宁夏中卫县沙坡头、内蒙古磴口县、内蒙古阿拉善左旗、内蒙古乌拉特后旗作为样区,于2004年4月中下旬沙冬青的花期调查和收集根瘤,并结合地理环境对分离得到的根瘤菌进行抗逆性初步分析。调查发现根瘤的生成及其在宿主植物上的着生部位、大小、形状、颜色等因生境条件的不同而有所差异,水分是其主要的影响因子;分离得到根瘤菌17株,对其耐盐性、耐酸碱性、生长温度范围和抗生素抗性进行了研究。结果表明,64.7%的菌株可以在含3%NaCl的YMA培养基上生长;94.1%的菌株可以在pH5-11的范围内生长;全部菌株在60℃处理10min后仍能生长;不同菌株对不同抗生素表现出不同的抗性,ZW4和WH41对各抗生素表现出较强的抗性。分离自磴口县的根瘤菌普遍表现出较强的抗酸碱和抗高温的能力,这是对其环境的适应。
研究证明沙冬青根瘤菌具有较强的抗逆性,但菌株间存在差异,这可能是对沙冬青分布区多种景观生态类型的适应。同时测定了几种伴生植物中间锦鸡儿(Caraganaintermedia)、猫头刺(Oxytropisaciphylla)和柠条(Caraganacorshinskii)根瘤菌的抗逆性,与沙冬青根瘤菌表现出一定的相似性,具较强的抗逆性,说明生态环境对豆科植物-根瘤菌共生体有重要的影响。沙冬青的高抗性可能与沙冬青根瘤菌的高抗性有关。沙冬青与其根瘤菌的共生关系有利于其植物群落的发育和多样性的维系。
以珍珠岩为栽培介质,研究了在缺少N、P、K、Ca、Mg、Fe及其他微量元素情况下,幼苗的生长状况及其相应的形态特征。结果表明:缺少N、P、K时,幼苗在株高、茎粗、叶绿素含量、干重等生长指标上均与对照差异极其显著,同时在形态特征上表现出各自典型的缺素症状。其他元素则对其生长影响不明显,但对叶色有较大影响。此外,人工接种根瘤菌时,研究了不同N素水平对幼苗生长和根系结瘤的影响。结果显示,在N素水平为0mol/L时,平均结瘤量达28个/株;0.00375mol/L下仅8个/株;高于0.0075mol/L,则无根瘤出现。对生长量的分析表明,幼苗生长与N素水平成正相关;低N水平下人工接种根瘤菌可以促进幼苗生长。
豆科植物沙冬青是中国西北方荒漠地区特有的超旱生常绿阔叶灌木,所处生态环境十分恶劣,抗逆性非常强,被列为珍稀濒危保护植物。对沙冬青的抗逆性作了综述,从抗旱、抗寒、耐盐和抗风沙等4个方面,对其研究进展进行了总结和探讨,分析了沙冬青能在逆境中得以生存的原因及其适应恶劣环境的机理,并对其开发应用前景作了进一步讨论分析。
研究表明气孔限制因子和非气孔限制因子不仅影响了自然生境和灌溉条件下沙冬青的光合同化速率,而且还影响沙冬青的光合同化速率的季节性变化。与灌溉地的沙冬青相比较,在自然生境下沙冬青的光系统Ⅱ反应中心D1蛋白,光系统Ⅰ反应中心PsaA/B蛋白,捕光色素蛋白Ⅱ(LHCⅡ)和捕光色素蛋白Ⅰ(LHCI)的含量都降低。采用RNA杂交技术(NorthernBlot)进一步研究编码D1蛋白的psbA基因和LHCⅡ的cab基因的表达发现叶绿体psbA基因的转录水平在两种不同生境的沙冬青基本一致;而核基因编码的cab基因的转录水平在自然生境下的沙冬青较低。这些结果表明在胁迫下核基因编码的叶绿体蛋白的基因的调节主要发生在转录水平,而叶绿体编码的psbA基因表达的调节主要发生在转录后水平。
生长在沙漠气候下的河岸林生境的胡杨具有叶形的多样性。本文研究了胡杨披针形叶和圆形叶的净光合同化速率和光系统Ⅱ光化学反应效率的日变化,发现可能由于高光强,高温和水分胁迫等外在环境胁迫等条件下在中午13:00h时胡杨圆形叶发生严重的光合午休现象,而披针形叶没有发生光合午休现象。与此相反在中午13:00h时胡杨披针形叶的净光合同化速率达到最高。尽管在13:00h时胡杨圆形叶的非光化学反应淬灭与披针形叶相比急剧增加,但所吸收的过量的激发能不能有效地耗散掉而发生了光抑制。免疫印迹显示光系统Ⅱ反应中心D1蛋白和捕光色素蛋白Ⅱ在中午光合午休时都降低。同时由于胡杨圆形叶在13:00h时的低的气孔导度,因而气孔因素和非气孔因素决定了胡杨圆形叶的光合午休。进一步分析胡杨的活性氧的累积和抗氧化酶活的变化表明胡杨圆形叶比披针形叶经受更严重的环境胁迫。本文的研究发现尽管圆形叶发生光合午休,胡杨整体光合效率在整个生长季节能保持在较高的水平,这样就能使荒漠植物能在极端逆境下得以生存并能达到最大的生长速度和生长量。因此,成熟的胡杨同一植株的不同形态的叶形的存在,可能提供了一种适应逆境的保护机制从而使之维持高的生长速度和生长量以适应荒漠气候的胁迫。
因此,本研究表明,植物对沙漠逆境的适应除了通常认为的形态解剖上的调节,也存在基因水平和生理生化水平上的调节。多种逆境适应调节的综合应用才使得沙漠植物在沙漠极端逆境下得以正常生长发育。
沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus(Maxim))是沙漠地区及干早荒漠区唯一的天然常绿灌木,其独特的生物学特性与适应性对于研究干旱环境条件下植物的适应机制与植物生态系统多样性具有重要意义。研究结果表明,沙冬青在严重干旱环境条件下,其光合速率的日变化在上午10:00时左右即达到最大值,日平均值仅为2.14imol.m-2.s-1,表现出典型的旱生植物光合作用特性;其蒸腾速率在一天中也表现为较低水平,日平均值为7.03mmol.m-2.s-1.此外,沙冬青叶片气孔的调节作用与叶片的光合作用和蒸腾作用都没有表现出密切关系,这与植物自身的生理特性有关,也受环境条件尤其是干旱条件的影响。
沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus(Maxim.)Chengf.)是生长在沙漠及干旱荒漠地区的常绿灌木。在夏季,其叶片经常遭受中午强光(超过1500μmol*m-2*s-1)胁迫,出现明显的光抑制现象。利用便携式光合测定系统(CIRAS-1)和脉冲调制荧光仪(MFMS-2)测定了自然形成的干旱胁迫条件下沙冬青光合和荧光参数的日变化,主要探讨了干旱胁迫对沙冬青叶片防御强光破坏机制的影响。结果表明,正常水分和干旱胁迫下,沙冬青叶片的净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ非环式电子传递效率(ΦPSⅡ)在中午都明显降低;相对正常水分条件而言,干旱胁迫下初始荧光(Fo)先下降后上升,荧光的非光化学淬灭(NPQ)上升较快并在一定水平上维持不变。由此推断晴天中午沙冬青叶片在正常水分条件下主要采取依赖叶黄素循环的热耗散机制;而在干旱胁迫条件下主要采取了依赖叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制。
保护价值
沙冬青对于研究豆科植物的系统发育、古植物区系、古地理及第三纪气候特征,特别是研究亚洲中部荒漠植被的起源和形成具有较重要的科学价值。
保护措施
应在分布较集中的地区建立自然保护区,严禁樵采。此外还应扩大栽培范围。
用种子繁殖。苗圃地应选择输送的砂壤土。春播前将种子浸于30℃温水中冷却一昼夜后,在20-25℃的温室内催芽1-2天,播种后6天发芽出土。幼苗期间要防治卷叶虫危害及雨点的冲击,苗床不能长期积水。
旱地育苗试验
沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)属豆科冬青属植物,又名蒙古沙冬青、蒙古黄花木,属地中海残遗种,也是迄今为止我国温带荒漠地区唯一珍贵的常绿灌木。沙冬青成片或断续小片分布于东经97°-107°、北纬37°-42°的辽阔地区,其中以甘肃省的古浪、景泰、皋兰等县境内的分布较为集中。沙冬青属典型的旱生植物,能够抵抗风吹、沙打、雪压,在生长季节茂密,碧绿可爱,尤其在“万树凋落百草枯,黄沙漫漫丘陵秃”冬春两季,更显得生机勃勃,引人注目。沙冬青不仅是良好的蜜源植物,理想的庭院观赏树种,而且更是人烟稀少的风沙荒漠和难以管护的荒山秃岭水土保持地带造林的优良树种。但是由于干旱地区降水稀少、土壤瘠薄,沙冬青直播造林很难成功。这给沙冬青在干旱地区的大面积造林带来了一定的困难。2001年以来,在实施“干旱、半干旱地区植被恢复与重建技术”项目的过程中,对沙冬青旱地育苗进行了反复试验,取得了一些较为成熟的经验。
珍稀濒危植物沙冬青的组织培养进行了研究。采用萌发12d的无菌苗的子叶和胚轴接种于含不同激素成分的MS培养基上,经过1次诱导获得了再生植株。简化了培养程序,缩短了培养时间。文中对激素在诱导再生植株中的作用进行了讨论。
人工种群建立技术
建立人工种群是保护荒漠珍惜濒危植物沙冬青、扩大沙冬青种质资源、建立种质基因库的根本途径。播种苗移植造林和直播造林是建立沙冬青人工种群的2种途径。在干旱沙区,如何提高移栽成活率是沙冬青移植造林中最大的技术难题,而直播造林往往受到土壤水分条件的限制。试验从两条途径入手,通过田间对比试验,探试了不同浓度的ABT生根粉(3号)、苗木截体处理和苗龄对沙冬青苗木移植成活率及其生长状况的影响,试验总结了在年降水量小于150mm的干旱沙区进行沙冬青大田育苗的各个技术环节,同时对沙冬青直播造林中种子处理、馅播技术和人工种群的抚育管理也进行了一定的试验和探讨。
【别名】蒙古黄花木、蒙赫-哈尔加纳、冬青[内蒙古]
【来源】豆科黄花木属植物沙冬青Ammopiptanthusmongolicus(Maxim.)Chengf.[PiptanthusmongolicusMaxim.exKomar.],以鲜茎、叶入药。随用随采。
【性味归经】辛、苦,温。有毒。
【功能主治】祛风除湿,活血散瘀。用于冻伤。
【用法用量】煎汤熏洗或熬成浓缩膏涂患处;配方可治慢性风湿性关节痛。
【注意】只作外用,不可内服。
【摘录】《全国中草药汇编》 [1]傅立国金鉴明;中国植物红皮书[M];北京:科学出版社,1992..
[2]汪智军;珍稀植物沙冬青的资源调查及其保护[J];中国野生植物资源,2005,24(5):41-42.
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