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中科院烟台海岸带研究所:它越“盐”越红,直到红得发紫,由于养殖、围填海……面临退化甚至消失的威胁

每年金秋时节,在黄河三角洲和辽河三角洲地区的泥质海滩处,总会出现一片眩目的红海滩,从眼前一直漫延到天边。极目远望,其态如锦、其焰似火、赤焰炫目,像火海、似朝霞,在不知不觉间染红了近半个中国,为滨海大地披上了一条一望无际的“红地毯”,这片“红地毯”就是盐地碱蓬。

盐地碱蓬(Suaedasalsa L. )属藜科、碱蓬属一年生草本植物,每年3- 4月长出地面,5-6月生长季节一片赤红,8-9 月加深至紫红色,巨大的红色地毯镶嵌在绿苇蓝海间,被誉为天下奇观,是我国北方滨海湿地少有的生态旅游资源。盐地碱蓬的耐盐性很高,在含盐量高达3%的潮间带(几乎任何植物都很难生长的条件下)也能稀疏丛生,是一种典型的盐碱指示植物。

盐地碱蓬还是一只只“变色龙”,它们能在不同的环境中表现出不同的生长性状及颜色差异:你看,在滨海的潮间带或者部分涝洼积水地带植株地上部分,它们是紫红色;而在地势较高或者距离海边较远的内陆盐碱地,它们则呈现绿色(图1)。

图1自然环境下生长的紫红色表型(左)和绿色表型(右)的盐地碱蓬

盐地碱蓬这种神奇的变色能力从何而来?中科院烟台海岸带所的科学家们发现,甜菜红素,是主导盐地碱蓬变色的“幕后黑手”。

甜菜红素是在逆境胁迫下产生的一种次生代谢物质,其产生和变化比初生代谢产物与环境具有更强的对应性和相关性。潮间带频繁的潮汐活动所造成的低氧和低温,是诱导盐地碱蓬体甜菜红素合成的主要环境因子。同时海水中存在的Ca2+、K+和 NO3-能够促进盐地碱蓬甜菜红素积累。因此,随着季节的交换,温度、光照、以及pH均发生着变化,潮间带的盐地碱蓬经历风雨以后颜色由浅到深,成熟后变为紫红色。

为了在潮间带这种综合逆境中下更好地生存,盐地碱蓬用积累甜菜红素的方式来抵御高盐等恶劣环境。甜菜红素的积累一方面能减少光能的吸收、传递(叶绿素含量降低),避免产生过多 ROS(活性氧类)造成氧化胁迫;另一方面,甜菜红素含量还可以增加本身可能对盐地碱蓬适应滨海的潮间带综合逆境(如清除ROS等)。

如此看来,盐地碱蓬的“红”,正是“盐”的功劳。一般植物不能生存的盐碱地,却是盐地碱蓬生存的“天堂”,高盐给了它最迷人的色彩,这正是大自然的神奇“造化”。经历涅槃,化身火焰的盐地碱蓬在生长末季依然显示了旺盛的生机和活力。萧萧江上碱蓬秋,永不低头,茎身直立,它的百折不挠终造就了“红地毯”的壮丽景色。

盐地碱蓬还具有较高的食用和药用价值。盐地碱蓬幼苗俗称黄须菜,富含氨基酸和胡萝卜素等,可作为蔬菜食用。盐地碱蓬的药用价值早在《本草纲目拾遗》中就有记载,“盐蓬,味咸性寒,清热消积”。现代医学研究发现,碱蓬籽油中的不饱和脂肪酸含量丰富,具有预防心脑血管疾病、降压降糖降脂等保健功效。含量丰富的黄酮类物质和微量元素硒还使碱蓬具有天然抗氧化和抗癌等功效。盐地碱蓬还是天然的食用红色素来源,其色素着色性好,颜色鲜艳,并具有一定保健功能,是优质的食品添加剂。

图2 黄河口滩涂湿地

图3 中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站潮汐湿地综合观测场

近年来,由于养殖、围填海、淡水补给不足以及互花米草入侵等原因的影响,滨海盐地碱蓬面临退化甚至消失的威胁。科研人员正在研究“红地毯”退化的原因,探索生态恢复的办法,保护这一珍贵的湿地植物资源。

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文章来源中国科学院烟台海岸带研究所;中科院之声

孙宝玉 韩广轩

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