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生長在干旱或低溫等環境下，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。對其中4個自然分布區，伊犁河谷、準噶爾盆地南緣、塔城和阿爾泰山麓地區進行了以下調查：（1）早春短命植物類型及花顏色;（2）四個分布區主要傳粉者類群;（3）四個分布區氣象數據。結果顯示調查區域內花顏色以黃色系與藍紫色系為主;各地區在不同時期表現出不同花色多樣性，非生物因素如海拔高度、溫度和光照時長，生物因素如傳粉者類群影響植物和花色多樣性分布。

關鍵詞 新疆北部;早春短命植物;花色分析;傳粉者類群

中圖分類號：Q948.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2020）04-00-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.003

新疆大部分地區是不利于植物生長的荒漠戈壁，在這種環境下生長著一類特殊草本植物類群——早春短命植物。生態學者們對早春短命植物尚未統一定義或解釋。毛祖美[1]提到早春短命植物常生長在干旱地區，利用早春融雪水和雨水生長發育，在干熱夏季來臨前迅速完成生長，其整個植株或地上部分死亡，以種子或地下器官休眠方式度過不利于生長的季節。短命植物具有生長發育快、繁殖力強、結實率高等獨特的生態生物學特性。

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。關于新疆早春短命植物花色分析和探討尚未有報道，早春短命植物花色多變，具有多方面應用價值，包括飼用、花卉、藥用、指示植物及城市環境綠化等。

被子植物的花表現出不同顏色，受類胡蘿卜素、類黃酮、生物堿、花色苷素等影響。據統計，被子植物中將近88%科的花色由花色素控制。外界環境間接影響花色素，如土壤酸堿度、溫度、水、礦物營養、光、傳粉者等，其中光是調控植物花色重要因素。花色苷的積累可賴于不同光，藍光、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，光照過強影響葉黃素循環，植物色素會受到破壞，進而造成花色損傷。也有研究表明，葉片或萼片感光細胞將接收而來的光信號傳遞至花冠，花冠通過化學反應調控植物花苷素、類黃酮、類胡蘿卜素合成。短命植物在漫長進化里，黃色植株通常作為優勢植株，而白色植株可能是花青素合成缺失的突變體。

早春環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異花授粉繁殖，幾類訪花昆蟲對花色喜好如下：（1）膜翅目中蜂類對紅色不敏感。（2）鱗翅目中蝶類偏好紅色或紫色等較鮮艷花色，蛾類大多數夜間活動偏好白色、淡紅色或紅色。（3）雙翅目中蠅類：暗色、褐色或綠色。（4）鞘翅目中甲蟲：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，研究地點為早春短命植物分布較集中的部分地區，包括伊犁河谷、準格爾盆地南緣、塔城和阿爾泰山麓等地區。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、藍紫色系、白色系等4個色系。單一顏色花稱單色系花，有兩種或以上顏色花稱混合色系，以顏色占比大的歸類，統計四個分布區不同月份早春短命植物各色系數目及其占總數比值;四個分布區傳粉昆蟲類型，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對數據進行處理和分析。

2 結果與分析

統計區內共有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%;紫草科中紫藍色系達到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月果實成熟，是典型短命植物。花期在4—5月有302種，花期在5—6月有159種，6—7月果實成熟后便進入休眠期。4—5月是早春短命植物最宜花期，與另外兩個花期有顯著差異。

四個地區中伊犁河谷約有152種，占92.%，準格爾盆地有146種，占88.4%，塔城有100種，占60.6%，阿爾泰地區有91種，占55%。伊犁河谷黃色花最多，白色次之;準噶爾盆地黃色最多，藍紫色次之;塔城黃色最多，白色和藍紫色數量接近;阿爾泰地區黃色最多，藍紫色次之。紅色系在四個地區中分布都最少。

伊犁河谷地區傳粉者類群最為豐富，其中鱗翅目種數眾多占主導，膜翅目次之;準噶爾南緣地區膜翅目占主導，鱗翅目次之;塔城地區各類型之間相差不大;阿爾泰山麓地區傳粉者類型最少，鞘翅目較多，鱗翅目次之，其他兩目很少。

3 結論

光照、溫度和降水量等非生物因素影響新疆北部四個地區花色多樣性。光照時間較長、較強，花苷素合成豐富，致黃色系與藍紫色種數較多，白色系植物種數較少。花色苷的積累可依賴于不同光，藍光、紅光最為有效，紫外光也參與其中。四個地區中紫外線強度從低到高分別是阿爾泰山麓、塔城地區、準噶爾盆地與伊犁河谷地區，黃色與紫藍色花色種數分布從低到高與之相對應。由于紫外線越強，調控顏色相關基因表越達強烈，因而花色都較為鮮艷，并呈現出一定的正相關。新疆北部普遍光周期較長，四個地區白色花色植物種數也都較少。

四個地區在3—4月時氣溫普遍較低，液泡中可溶性糖、可溶性蛋白質含量豐富，液泡濃度較高，pH值降低。花色苷直接依賴PH值，pH<2時顯紅或黃;pH<3時顯紅或藍;pH>6時顯多種色。在酸性較強條件下，早春短命植物花色以黃、藍為主。

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月短命植物種數最豐富，5—6月次之，3—4月最少，花色種類與降雨量呈現正相關性。

傳粉昆蟲與被子植物之間有協同進化的特點，四個地區中傳粉昆蟲種類數量與花色多樣性有正相關關系。蛾類多夜間活動，在3—4月未發育完全，故活動少，該時期白色和紅色植物偏少或暫未出現;在氣溫回暖的4—6月，身體逐漸發育完全且活動量增加，四個地區中在這段時期，開始出現大量白色和紅色植物種群;蜂類種類較多且種群數目密度一般較大，在氣溫與適宜地區和時期中，各種花色植物均大量分布。昆蟲體色多與其訪問花顏色相近，能有效減少取食中被攻擊機會，植物花色也是在傳粉昆蟲的喜好上不斷選擇進化。

參考文獻

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

責任編輯：黃艷飛