上海植物園《探索植物過冬的奧秘》活動回顧

上海植物園《探索植物過冬的奧秘》活動回顧( 2018年1月25日 15 : 18 )來源：市綠化和市容管理局（市林業局）

我們投身於瞬息萬變的世界，忘了來時的路，何不在寒露里駐足，看秋日在霜降中結束，準備好，一起越冬。

——《小森林·秋冬篇》

上海的1月份，正是嚴冬時節。雖然外面還沒有冰天雪地，不過人們都開始穿上大衣或者羽絨服了，屋子裡也開啟了空調。而北方的一些地區，冬天甚至會出現零下幾十度的低溫。大家有沒有想過，沒有手沒有腳、不能穿衣服、不能搬家的植物是怎樣熬過漫長寒冬的呢？

1月20日正是大寒節氣，上海植物園科普老師趙鶯鶯為遊客講述「植物過冬的奧秘」，受到參與遊客的熱烈歡迎。在講座里，科普老師分三部分為大家介紹了植物與嚴寒抗爭的知識：1、大自然里的「冬天」：為大家介紹，在嚴寒的冬天，植物是怎麼過冬的。2、地質史上的「冬天」：在地球的歷史上曾有幾個漫長的冰河期，對植物的生存造成了什麼樣的影響。3、種子庫中的「冬天」：介紹我們人類利用植物抵禦低溫的本領來保存植物種質資源所開展的努力。之後，老師還為大家做了自然導賞，去了解上海植物園內的植物都是怎麼過冬的。

大自然中的「冬天」

達爾文的進化理論是「物競天擇，適者生存」。不同的植物在漫長的進化中逐漸形成了各自不同的過冬方式。如果植物沒有合適的方式過冬，那它們就滅絕了，被自然所淘汰了。這就是自然的選擇。植物過冬的本領包括留火種、保根基、丟包袱、穿盔甲、貼秋膘等。

留火種——以種子過冬後再發芽生長

許多種子植物會以種子的形式，保持休眠狀態，直到度過一段條件嚴酷的時期，如低溫或乾旱。其中多數一年生植物到秋天死亡，卻能將光合作用的產物貯存在種子內，利用種子過冬，就像許多昆蟲利用卵過冬一樣，這都是對寒冷氣候的適應。這些種子經由風力、水力、彈射或動物的攜帶等各種傳播方式，傳播到各處，在合適的時候發芽生長繼續進行後代的繁衍。

保根基——用地下根莖存活過冬

那些多年生草本植物，它們個體壽命超過兩年，可持續生長，多次開花、結果，有些地下根系或地下莖的形態正常，有些會發生形態變異，如宿根植物、球根植物、根莖類植物等，常見的植物有美人蕉、芍藥、韭菜、蓮藕等。它們會在冬季到來前把光合產物的營養物質貯藏到自身的根莖中過冬，毫不留情地「丟葉圖存」，待到來年春暖花開之時，重新蓄積力量繁衍後代。

丟包袱——掉葉子來過冬

植物對溫度的變化是非常敏感的，所以冬天的到來，氣溫的降低會導致它們體內開始發生各種化學反應。我們最常見的植物的表現就是——掉葉子。為免受凍害，植物常常會丟掉一些自身的包袱，最典型的就是葉子。

在秋風驟起之時，隨著白晝變短，植物感應到氣溫的下降，於是它開始將葉片中的養分往枝條上輸送，這時，葉片上產生了大量脫落酸，促使葉片脫落，同時，這種脫落酸也是一種休眠素，它們接到植物發出的命令後，被輸送到枝梢尖端和側芽，於是植物的生長點便被抑制起來，呼吸減弱，停止新陳代謝，進入休眠狀態。

穿盔甲——用蠟質膜或油脂過冬

各種植物又有各自防寒御凍的特殊本領。常青綠樹採取「穿甲戴盔」的方法傲雪抗嚴寒。例如松樹、柏樹有著獨特的葉片結構，表面分泌出一層蠟質，表皮細胞壁比較厚，下皮細胞氣孔可以自動關閉，形成角質層，築成「銅牆鐵壁」，避免水分的散發，既可禦寒又可防止自身水分蒸發。其他如椿樹、杏樹、槐樹等則分泌出膠質物以禦寒防凍。不只是葉片，在寒冬臘月開花的蠟梅的花瓣也是蠟質的，不易被凍傷。

貼秋膘——增加植物細胞液的濃度抗寒

由於冬天氣溫的不斷降低，根系的生命活動減弱，植物體內的含水量逐漸減少，細胞液的濃度逐步提高，從而避免了細胞結冰的可能性，使得自身能夠安全過冬。植物又聰明地將藏在體內的蛋白質和澱粉「搬運」出來，在酶的作用下，這些蛋白質和澱粉會水解成可溶性的氨基酸和糖類，以增加植物細胞液的濃度，使其不易結冰，因而增強了抗寒的能力。

比如冬小麥、油菜等二年生植物，它們在冬前積累了大量糖分，以抵抗嚴寒的侵襲。不知道你是否留意過，著凍的土豆或地瓜味道往往較普通的更甜，為什麼呢？這就是由於它們在冬天的時候體內蓄積了大量糖分的緣故。

地質史上的「冬天」

除了一年四季里年復一年出現的寒冷的冬天，其實在地球漫長的地質史上，還曾出現過三個「冬天」——溫度持續下降的時期，地理學家將之稱為冰河期，其中前寒武紀與古生代的冰河期持續了幾千萬年，新生代的冰河期則持續了兩百萬年。關於冰河期的成因學界至今仍無一定論，部份學者認為，可能和地球自轉時，地軸周期性傾斜角度的改變，導致陽光照射量減少有關。冰河期的發生，至今仍是自然科學的一個謎。

普通的冬天，大自然里的動植物還能尋找各種辦法扛過去，但是對於地質史上漫長的冰河期可就沒辦法了。不過幸好呢，冰川到來的時候並不是所有的大陸都被冰雪覆蓋，由於山脈的阻隔，地勢的差異，很多地方沒有冰川分布，動植物可以在這些地方生存下來，動物也可以遷移到溫暖的南方去。冰川期也只是相對的寒冷，不是一年四季都覆蓋著冰雪，在夏季冰川會退縮，冬季重新襲來。

冰河期對地球最大的影響是改變了全球氣候帶的分布，導致大量喜暖性動植物種滅絕。但是還是有少數幸運兒存活了下來，例如在第四紀冰川期，水杉、銀杉、紅豆杉、台灣杉、銀杏、珙桐等植物大部分滅絕，只有少量存活下來。存活至今的那些，現在被稱為孑遺植物。

孑遺植物，也稱作活化石植物，是指起源久遠的那些植物。在新生代第三紀或更早有廣泛的分布，而大部分已經因為地質、氣候的變化而滅絕，只存在很小的範圍內，這些植物的形狀和在化石中發現的植物基本相同，保留了其遠古祖先的原始形狀。且其近緣類群多已滅絕，因此比較孤立，進化緩慢的植物。銀杏、水杉、珙桐都是中國特有的孑遺植物，也是國家重點保護的一、二級瀕危物種。

種子庫中的「冬天」

隨著人口越來越多，人類活動越來越頻繁，城鎮、農田範圍越來越廣，使得更多的動植物種類因為失去生存空間而絕種。有人認為，這就是地球史上的第六次大滅絕，而且它和過去的五次不同，它是由於人類的活動所造成的。為此，人們開展了很多保護動植物的行動。

目前，聯合國糧農組織的清單里共有1400座種子庫，包括挪威的「國際種子庫」、中國的「中國西南野生生物種質資源庫」，英國的「威克赫斯特千年種子銀行」等。「中國西南野生生物種質資源庫」以收集保存野生植物為主，重點收集保存珍稀瀕危、特有和有重要經濟價值和科學價值的物種。種子庫以雲南為立足點，覆蓋西南(包括青藏高原)，同時向全國輻射，要建成一個國際野生生物種質資源的收集保護平台。在中國2010年上海世界博覽會上，英國館的建造中就使用了種子庫里的種子。

植物過冬的本領就應用在種子庫的建立中。種子能否保存以及保持活性的長短主要取決於種子的水分含量和儲存溫度，因此科學家們通過降低含水量和低溫來長期儲存種子庫里的種子。野外收集來的植物種子，需要儘快地運送到庫里，清理枝條、果皮等雜物，除去空癟的種子，最後留下成熟健康飽滿的種子。要保持它的活力，需要在乾燥間進行乾燥，降低種子的含水量。乾燥過後的種子，裝入密封容器內，最後被送進零下20攝氏度、能抵禦炸彈襲擊和輻射侵害的地下儲藏室內。在這樣的環境中，不僅不用擔心種子發霉或者遭受病蟲害，並且多數可以保存的種子都能在幾十年乃至幾百年的時間裡仍保持較高的發芽能力。一旦某個植物物種在自然環境下滅絕了，還能夠通過保存在種質資源庫中的種子使其重生。

種子被收集來後，還得搞清楚種子的培育程序以便在需要的時候讓它們發芽。這些種子的活性必須在不同的階段進行測試，而不僅僅是估計。大多數種子可以分成兩類。傳統種子可以被乾燥到很低的水分含量使得水在低溫保存時不會結晶（這會破壞種子）。它們有自然的休眠特徵，如果將它們保存在乾冷的環境中，即使時間很長也不會破壞DNA，這樣的種子可以在種子庫里存幾十年。但也有一些種子不能被乾燥得太厲害，在低濕度和零度以下的溫度里儲存會受到傷害，必須不斷耕種才能保存。除了濕度溫度之外，還有其他令人頭疼的問題，比如說香蕉這個被聯合國糧農組織評估為第四重要（僅次於小麥，水稻、玉米）的物種，作為4億熱帶人口口糧的香蕉沒有種子。它只能以營養體保存，而且每隔幾個月還得種回土壤里。

自然界有無窮奧秘，每個生命都值得被尊重。所以，人類應該積極採取行動，減少污染，保護動植物，學習如何與其他生物和平共處，在不斷的自然觀察和科學探索中，自然保護的理念就會慢慢萌芽，成為自然保護小達人。 【收藏】【列印本頁】【關閉窗口】

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