耐寒植物的過冬秘籍

李耕拓

近年來，一些耐寒植物出現在城市街頭，扮靚了色彩單調的冬天。其中就包括一種名叫“羽衣甘藍”的耐寒花卉，它已在不少城市安家落戶。

羽衣甘藍原產于西歐，是能夠在低溫下開花生存的耐寒性觀賞植物，即便在雪天，它也不會被凍死。用于觀賞的羽衣甘藍有不同的品種，葉色豐富多變，葉形也不盡相同，葉緣有紫紅、綠、紅、粉等顏色，葉面有淡黃、綠等顏色，它被形象地稱為“葉牡丹”。

在我國北方地區，只要溫度不是太低，大多數植物處于休眠狀態的芽、種子和隱藏在地下的根，照樣能存活下來。至于松樹、柏樹、云杉、紅杉、白樺、核桃楸、榆樹和槭樹等喬木，也都是非常耐寒的。產于我國東北、華北和俄羅斯西伯利亞東部等地的白樺樹，是最耐寒的種子植物。蘇聯科學家曾采用人工控制的方法，把一株白樺樹放在溫度逐漸下降的環境里，它竟能耐住-195 ℃的低溫。

有些花卉植物，比如高山杜鵑、迎春花、銀蓮花、雪蓮等，也非常耐寒。在我國青藏高原和新疆等地，生長在海拔5 000米處的雪蓮花，能在皚皚白雪中開出紫紅色的花來。在俄羅斯西伯利亞，有一種辣根植物，能在-46 ℃的低溫下開花。南極大陸基本上常年為冰雪覆蓋，只在邊緣區有少量地衣、苔蘚、南極草以及極少數開花植物。地衣、苔蘚這些植物極其耐寒。地衣是南極最為重要的植物，也是地球上最為耐寒的植物，即使溫度在-198 ℃時，仍能逍遙自在地活著。

在大自然中，為什么有的植物會在嚴寒面前敗下陣來，而另外一些植物的耐寒抗凍本領卻異乎尋常地高強呢？它們耐寒抗凍的秘籍是什么？原來，這主要在于它們做足了以下幾門“功課”：蓄積物質和能量，減少消耗；減少自身含水量特別是自由水，增加糖或蛋白質、脂肪的含量；增強生物膜系統結構的穩定性。此外，還可以通過人工鍛煉促進植物的抗凍和自我保護能力。

蓄能減耗

植物的生長發育、傳種接代等都需要消耗大量的能量。通常而言，即便是同一種植物，冬季和夏季的抗凍能力也不一樣——在夏季活動期多不耐寒，在冬季休眠期則更為耐寒。這是因為春夏季節，植物生長旺盛，養分消耗多于積累，因而其抗凍能力較弱。如北方的梨樹，在-30～-20 ℃低溫下能平安越冬，在春天卻抵擋不住微寒的襲擊；松樹的針葉，冬天能耐-30 ℃的嚴寒，在夏天如果人為地降溫到-8 ℃就會凍死，就是這個道理。

到了秋天，情形就變了，秋季白晝溫度高，日照強，葉子的光合作用旺盛；而夜間氣溫低，樹木生長緩慢，養分消耗少，積累多，于是樹木越長越“胖”，變粗壯并木質化，樹葉里合成了更多的脫落酸（休眠素），這種植物激素被輸送到植物枝梢的尖端和側芽后，這些部位的新陳代謝會受到抑制，從而進入休眠狀態，不再萌芽生長，植物體也停止生長。這意味著植物的物質和能量消耗大大減少，養分因此被積蓄起來，樹木逐漸有了抵御寒冷的能力，即使葉子在冬天被凍掉，小枝依舊完好無損。

耐凍植物都有休眠的特點，它們常使用“沉睡”的妙法來對付冬寒。一般而言，處于休眠狀態的植株抗寒力強，并且植株休眠越深，抗寒能力越強。事實上，多年生植物的季節性休眠是長期自然選擇的結果，是植物應對不利環境的一大絕招。

此外，每一棵樹木都有一副“甲胄”，保護它們嬌嫩的組織不受寒氣侵襲。這副“甲胄”就是木栓層。每年夏天，樹木都在樹干和樹枝的皮下儲存木栓組織。木栓既不透水，也不透氣，停滯在其氣孔中的空氣能夠阻擋樹木的熱量向外散發。樹木年齡越大，木栓層越厚。因此，老樹、粗樹的抗寒能力比枝嫩干細的小樹強。

常青綠樹也會采取“穿甲戴盔”的方法對抗嚴寒，如松樹、柏樹會在其樹皮和葉表面分泌出一層蠟質，既可防止自身水分蒸發，又可御寒；其他如椿樹、杏樹等，則分泌出膠狀物質，以御寒防凍。

避免結冰威脅

凍害是冰點以下低溫對植物的危害，可導致細胞和組織受傷，甚至死亡。凍害發生時，細胞間或細胞內發生結冰現象，生物膜和蛋白質結構因此遭到破壞。

植物常常會通過細胞膜脫水或合成液態抗凍有機物來增強細胞的抗凍性。有的植物會通過降低自身含水量以適應低溫環境，安全過冬。具體來說，就是將水從細胞內排到細胞外，防止細胞內的水結冰。植物之所以能夠這樣做，是因為其體內既有自由水，也有結合水，二者的“脾氣”大相徑庭：自由水在100 ℃沸騰，0 ℃時結冰；結合水要高于100 ℃才沸騰，在比0 ℃低得多的溫度下才會結冰。冬天，植物體內的自由水減少后，結合水所占比例則相對增加，使細胞液濃度增高，不易結冰，植物因此可以忍受更低的溫度。

如果以上方法還不足以抵抗嚴寒，植物就需要練就更高強的本領。

多年生植物進入休眠期后，體內的生理代謝活動并未停止，營養物質、酶的活性和內源激素都在發生變化。植物們會在身體中積蓄起鹽類物質和能變為糖的淀粉，鹽類和含糖溶液有很強的抗寒能力；有的植物還能通過增加體內不飽和脂肪酸或抗凍蛋白等避免細胞內部結冰。如果說粗大的樹木不怕凍可以用寒氣不易侵入來解釋，那么細小的植物枝葉、嬌嫩的蔬菜等不易凍死的主要原因就在于此。

在溫度急劇下降時，白菜、蘿卜、番薯等植物會通過糖化酶的作用，及時將體內的蛋白質和淀粉轉化為糖分并使其溶于水，從而增加細胞液的濃度，那些含糖的體液即使在0 ℃以下仍不會凍結，細胞組織因此不易結冰。