绵刺

绵刺标本

种中文名：绵刺
种拉丁名：PotaniniamongolicaMaxim.
属中文名：绵刺属
属拉丁名：Potaninia
亚科中文名：蔷薇亚科
亚科拉丁名：RosOideaePocke
科中文名：蔷薇科
科拉丁名：Rosaceae
纲中文名：双子叶植物纲
纲拉丁名：DICOTYLEDONEAE
门中文名：被子植物门
门拉丁名：ANGIOSPERMAE
蒙名：好衣热格胡楞-好衣热格
别名：蒙古包大宁
保护级别：2
分布：内蒙古
现状：稀有种。绵刺分布区狭小，由于过度放牧和任意樵采，致使数量日益减少。同时随着植被的不断破坏，环境条件日趋恶劣，绵刺的正常生长发育受到影响，处于日益衰退的状态。
海拔下限(米)：1000
海拔上限(米)：1400

绵刺形态分析图

落叶矮小灌木，高20-40厘米，直立或小枝倾斜，地下茎粗壮；茎多分枝，枝被长绢毛，具宿存、坚硬而成刺状的老叶柄。叶为三出复叶；小叶革质，顶生小叶3全裂，裂片与侧生小叶同形，线状披针形或线状倒披针形，长2-4毫米，宽0.5-0.8毫米，全缘，中脉及侧脉不显，两面具长绢毛；叶柄短、坚硬，宿存；托叶膜质，贴生于叶柄。花单生叶腋，直径3-4毫米，花梗长3-5毫米；苞片3，卵形；萼筒漏斗形，萼片3，三角状卵形，先端锐尖；副萼片3，披针形，与萼片近等长；花瓣3，圆形，白色或浅粉红色；雄蕊3，短于花瓣；子房上位，长卵圆形，密生绢毛，花柱基生。瘦果长圆形，长约2毫米，淡黄色，为宿存萼筒所包被。子房椭圆形，被长柔毛。瘦果，外有宿存的萼筒。

种群结构
绵刺种群在群落中地位和作用非常突出，其重要值为206.92，远远大于其他灌木物种，灌木层为群落的优势层片。绵刺具有2种典型的克隆生长构型：由劈根形成的密集性克隆生长构型和枝条下垂受损产生不定根形成的游击性克隆生长构型，这种特性在很大程度上影响了种群的分布格局、年龄结构和生命曲线。分布格局为集群分布。绵刺的年龄结构为下降型锥体，年龄越大，种群数量越多，但并不表示该种群为衰败种群，而为一个比较稳定的种群。生命曲线呈反对角线性上升，达到生理寿命前很少有个体死亡。

绵刺

绵刺具有无性和有性两种类型的繁育系统，其营养繁殖较为常见，在种群繁衍中占较大比重。可用种子或分蘖繁殖。绵刺为强旱生小灌木植物，主要生长于具有薄层覆沙的沙砾质荒漠、山前洪积扇和山问谷地，常形成绵刺群落，是沙砾质荒漠的建群种。通过对东阿拉善-西鄂尔多斯珍稀濒危植物绵刺(PotaniniamongolicaMaxim.)的种子生产、土壤种子库结构、数量动态和分布格局等进行研究，结果表明：绵刺1年结实2次，10月平均单株产饱满种子652粒，千粒重1.1128g，发芽率83％，质量均高于6月所产种子；土壤种子库较丰富，最小时也达127粒/m2，种子散布后的存活力随着时间的变化逐渐下降，属于短寿型种子；种子散布格局为集群型分布，成熟种子大部分散布在母株冠幅内，并形成r型繁殖对策。

繁殖对策
以绵刺地表枯落物水浸液和蒸馏水为对比，对绵刺的种子发芽时间、种子发芽率和幼苗生长速度进行实验。实验结果表明：绵刺地表枯落物水浸液对绵刺种子萌发时间、萌发率和幼苗生长速度相对于蒸馏水有明显地抑制作用。10%枯落物水浸液和2%土壤表层水浸液对绵刺种子萌发时间、种子萌发率和幼苗生长速度抑制作用最为显著；说明绵刺枯落物具有化学他感作用，但这命也感作用与目前研究的异株克生作用不同，它在绵刺母株株丛内，排斥自身种子定居，以无性繁殖扩大对株丛内均质性生境的利用，实现种群的更新；在株丛外，以种子占据异质性生境进行种群的更新。

因此，绵刺繁殖对策和生境的选择具有行为情，即绵刺植株以无性繁殖方式进行亲本基因的识别，有效地保存基因，而通过他感排斥作用，使种子携带的基因通过种子扩散器的作用，进行长距离的传播，在新的生境中定居，避免了亲代与子代有限资源的争夺，传播基因，这种繁殖策略的采用和生境的选择行为既保存了基因，又提高了种群的适合度。

绵刺

绵刺分布区内气候干旱，雨量稀少，夏季酷热，冬季严寒。年平均温约7℃，绝对最高温可达40℃，绝对最低温达-32℃，全年日照在3000小时以上；年降水量50-150毫米，多集中在6-8月，但蒸发量要比降水量大得多。土壤为灰荒漠土及灰棕荒漠土。主要生长于具有薄层覆沙的沙砾质荒漠、山前洪积扇和山间谷地，常形成绵刺群落。对盐碱化土壤具有相当适应能力，在湖盆的边缘，盐爪爪foliatum(Pall.)Mog.群落的外围也能形成绵刺群落。该植物根系粗壮发达，对干旱气候具有特殊的适应性，在极度干旱季节，生长微弱，甚至处于“假死”状态，但当获得一定水份时，又能恢复正常生长，并可开花结实。绵刺一般4月初芽开始萌动，4月中、下旬开始长叶，5月中、下旬开花花期5-9月，果期8-10月。

绵刺枝和叶

绵刺（Potaniniamongolica）是西鄂尔多斯一东阿拉善地区特有的单种属残遗植物。内蒙古磴口县境内具有绵刺群落的草原化荒漠区为研究样区，于2002-2003年每年8月1-5日采集未劈裂、正在劈裂和已劈裂植株，运用PV技术对不同劈裂生长状态绵刺的多种水分关系参数（φs^sat、φs^tlp、ROWC^tlp、RWC^tlp、△φ、ε^max等）进行了测定，从绵刺保持膨压的能力和途径两方面进行了深入探讨；同时结合同一项目研究中绵刺劈裂生长过程中抗氧化酶系统和内源激素方面的研究成果，综合分析并探讨了绵刺劈裂生长的发生机理及其环境适应性。
结果表明：
1）未劈裂蜒绵刺主要通过增加细胞内溶质（如脯氨酸），减少细胞内的水分丧失来进行渗透调节，从而在干旱胁迫下能够维持正常的膨压。
2）已劈裂绵刺通过渗透调节和高的组织弹性两条途径来共同保持膨压，以抵抗不良的生存环境；同时对环境水分胁迫具有较高的敏感性。
3）3种状态绵刺保持膨压的能力由强到弱依次为：未劈裂绵刺、正在劈裂绵刺、已劈裂绵刺。
4）劈裂的发生导致绵刺保持膨压能力的降低，同时耐旱方式和途径发生了变化。

水分参数
应用PV技术研究了西鄂尔多斯地区绵刺、红沙、四合木和霸王柴4种超旱生灌木的水分关系参数膨压(ψ(下标p))、细胞弹性模量(ε)、细胞体积比(RCV)及其相互关系。结果表明：在4种荒漠旱生灌木中，红沙保持最大膨压的能力最强(α=2.4593)。不同荒漠旱生灌木保持膨压的方式不同：绵刺通过弹性调节保持膨压(ε(下标max)=8.4005MPa)；红沙通过渗透调节来保持膨压(ψ(下标π100)=-3.1302MPa；ψ0=-3.5074MPa)；四合木通过渗透调节和弹性调节的协同作用来维持膨压；霸王柴通过渗透调节来保持膨压，而弹性调节能力较弱。绵刺具有柔软而高弹性的细胞壁，是构成其根茎系统快速吸收和传导水分能力的因素之一。四合木具有较柔软而高弹性的细胞壁且ψ(下标p)的变化随RCV减小而趋于缓慢，说明四合木具有较强的持水能力和抗脱水能力。

绵刺标本

生长格局
绵刺在不同环境胁迫下(干旱、盐碱化、贫瘠化和随机干扰)所形成的独特构型特征，即克隆性，是了解绵刺生态适应性的关键。绵刺的克隆性是由根部劈裂形成间隔物较短的密集型克隆生长构型及枝条自然压枝形成间隔物较长的游击型克隆生长构型所构成。该文对绵刺两种克隆生长构型的分枝数目、分枝角度和分枝强度等克隆格局参数进行绵刺克隆生长格局研究，并结合绵刺种群格局分析，指出绵刺克隆格局在绵刺生存对策中所表现的对异质性资源响应的方式，这种响应方式在克隆生长构型改变、风险分摊、营养扩散和种群增长过程等方面表现出极大的可塑性，从而表明绵刺对环境具有极强的适应性。

生物测定特征
珍稀濒危植物绵刺与其所在群落中主要物种沙冬青、旱蒿、霸王、长叶红砂之间以及自身的他感作用研究结果表明：在5种植物的鲜枝叶水浸提液中，沙冬青、旱蒿对绵刺种子萌发有明显的抑制作用，对幼苗生长的影响主要表现在对幼根和幼芽伸长生长的抑制；霸王和长叶红砂对绵刺种子萌发的抑制作用不明显，而对绵刺幼苗生长的影响较大；同时绵刺对自身种子萌发产生自我中毒作用。绵刺是阿拉善荒漠特有珍稀濒危植物，其具有独特的克隆生长构型：由枝条下垂形成长间隔物的典型的游击型克隆生长构型和由根茎处形成的典型的密集型克隆生长构型。

环境塑造与克隆生长构型的可塑性关系研究绵刺的克隆生长构型，揭示其对环境表现出生态对策的高度适应性和可塑性。这种可塑性是绵刺对环境资源利用最优的进化对策。本文对不同干扰和不同资源的方差分析，得出绵刺在适应环境中所表现的觅食行为和风险分摊等生态对策，并对游击型和密集型及资源利用方式的定义进行修改和完善。

绵刺

抗氧化酶系统的变化
不同年龄段绵刺(Potaniniamongolica)体内抗氧化酶系统的变化有以下规律：SOD活性的变化是未劈裂植株大于正在劈裂植株大于已劈裂植株，在每个年龄段的绵刺体内，叶片中SOD活性明显高于地下部分；POD活性的变化是正在劈裂植株大于未劈裂植株大于正在劈裂植株；CAT活性的变化趋势与POD活性的差异较大，且没有规律性；MDA在未劈裂植株体内积累量最大；绵刺体内抗氧化酶系统出现严重的失衡现象，但脂膜过氧化程度不高。

激素含量变化
强旱生小灌木绵刺(Potaniniamongolica)劈裂生长过程中内源激素含量的变化。
结果表明：1)4种生长状态中，完全劈裂的植株的叶片及劈裂发生部位ABA的含量比其它3种状态的都低，而其根中ABA的含量最大。同其它几种激素相比，ABA在绵刺体内的含量最大；2)劈裂生长发生之前，在劈裂发生部位IAA积累量大，尤其是在即将劈裂的过渡植株的劈裂发生部位IAA含量最大；3)劈裂生长发生过程中GA3含量的变化与IAA的变化有同步性；4)ZR的含量也是在劈裂生长发生前的绵刺的劈裂发生部位中较大，随着劈裂生长的发生，植物从根部向叶片及劈裂发生部位运输的ZR有逐渐降低的趋势，而在劈裂生长发生的过渡阶段，ZR从根部向劈裂发生部位运输的比例较大，分别为19.44％和20％；5)IAA、GA3、ZR三者协调促进劈裂发生部位细胞的生长和分裂，而ABA的积累对绵刺适应干旱的环境条件起到了一定的调节作用。

绵刺

使用Li-6200便携式光合测定仪，测定了自然状况下绵刺的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率以及气象因子在9:00-19:00的日进程，以白刺等旱生植物为对照，进行了对比研究。研究结果表明，绵刺的日平均净光合速率为8.832μmol.m-2.s-1，小于白刺的日平均净光合速率9.449μmol.m-2.s-1；绵刺的水分利用效率大于白刺，在13:00之前差异最为明显；同其它沙旱生植物相比，其净光合速率和水分利用效率均介于多种旱生植物之间；绵刺的净光合速率同各个气象因子的相关均不显著，水分利用效率同气温以及相对温度之间呈极显著相关，与气温、相对温度以及大气CO2浓度之间存在的多元线性关系，相关方程为YWUE=6.306 0.0633XRH-0.178XTA 0.0164XCO2。

绵刺

绵刺的无性繁殖主要有两种方式：一种为劈裂式生长，是绵刺自然更新的主要方式；另一种方式是由茎部向地表发生弯曲，被地表浮沙覆盖后由茎尖处长出不定根和不定芽，形成新的植株。一般在资源较贫乏、随机干扰程度高的条件下绵刺以劈裂生长形成的环状集群为主；反之，以枝条下垂形成新植株为主。调查中发现绵刺的劈裂生长也有两种类型，一种是当植株生长到一定阶段时，首先茎从基部到根部发生多次劈裂，使主根形成多条，以后地上的茎部也相应发生分裂而形成多个独立的植株；另一种是茎基部以上的部位先发生纵裂，而根部后发生分离，分裂形成的几个部分由于遇到的小环境不同，有的枯死了，有的存活下来，继续生长，最后形成几个独立的植株，因此，绵刺往往形成环状的集群。

对采于不同地段的即将劈裂的过渡状态的植株观察时发现，前一种类型的绵刺多生长在地势相对较高的地段，而后一种类型的绵刺多生长在坡底或地势相对低洼等土壤水分条件相对较好的环境中，这一现象说明水分条件会在一定程度上影响劈裂生长的发生过程，而在土壤水分条件相对较好的情况下，风力和温度等外部条件对地上部分的劈裂起着相当大的作用。绵刺对雨水的依赖性和敏感性很强，常以“假死”的方式度过不良环境，并保持春、秋两次开花的习性，其种群的繁衍以营养繁殖类型为主，劈裂生长又占有较大的比重，这很可能是其远祖逐渐适应现代荒漠干旱气候条件的结果。

此外，劈裂生长是该地区一些强旱生小灌木对干旱环境的一种特殊适应方式，植物体通过对不同的环境条件采用不同的繁殖方式去延续后代、传递基因，这是植物对环境长期适应的最大保证。虽然劈裂生长的机理问题还在研究之中，但其可能具有重要的生态适应意义，它不仅是一种无性繁殖方式，而且对植物扩展空间、扩大种群、增加繁殖途径、分摊风险、提高适合度等方面具有重要作用，是植物在干旱环境中生存的一种积极的适应。

产中国内蒙古、宁夏、甘肃，蒙古国也有分布。主要分布于内蒙古西部，即阿拉善盟的东部、伊克昭盟及巴彦淖尔盟的北部，海拔1000-1400米。蒙古南部也有。

绵刺

濒危原因
在分析总结多年的调查研究资料后，从绵刺形态特征，群落数量特征。繁殖特征及其生境等多个方面对绵刺的生物，生态学特征进行了研究。研究结果表明，好的生境中，绵刺的形态变异性大；在环境因子中，对水分的敏感性和依赖性最强，同时其分布和生长也受土壤类型和土壤盐分等的限制，生态适应性表现为耐高温，耐寒冷，耐瘠薄，适干旱，喜偏碱性环境；有三种繁殖方式，且三种方式的繁殖都比较困难。这是造成绵刺处于稀有状态的最主要原因。

保护价值
绵刺是单种属植物，系古老的孑遗种，具有一定的科学研究价值。它又是一种天然饲料，青鲜时牲畜喜食，绵刺荒漠为东阿拉善--西鄂尔多斯地区的主要放牧场地。1995-1998年先后对甘肃绵刺(PotaniniamongolicaMaxim.)的分布、物种多样性及群落特征进行调查，绵刺在甘肃境内主要分布于河西走廊北部，海拔1000-1800m，灰棕荒漠土的沙砾质戈壁。其荒漠组成成分共计48种，隶属11科37属，以戈壁荒漠区系成分(亚洲中部荒漠区系成分)为主(45.83%)，亚洲中部草原区系成分次之(35.42%)，古地中海区系成分也占有一定比例(18.75%).生物多样性较丰富，群落演替较稳定。人类活动中，开垦、修路、樵柴等已对绵刺造成严重破坏，至今尚无有效的保护措施，为此提出了几点保护对策。

保护措施
内蒙古自治区一些盟、市已作出关于“严禁乱砍滥伐自然植被”的决定以及“关于加强林木草场和自然植被保护”的具体措施。建议有关部门设立绵刺保护点，制止过度放牧，并进行繁殖试验和引种栽培。

在自然条件下，绵刺很少结实，主要用分株法繁殖，即纵劈丛生的植株基部，分栽单独的植株。此外，绵刺的一部分小枝常倾斜或平卧地面，被沙土覆盖后，可长不定根，从而形成新的植株，便可移栽。用插条法亦能繁殖。极耐严寒、干旱和盐碱，在干旱年代生长极微弱，甚至可呈“假死”状态；如遇降水则可加快生长，且可正常开花结实。忌湿、涝，耐沙埋。

绵刺

饲用价值
绵刺为中等饲用小灌木，一年四季为马所喜食。青绿时骆驼最喜食，牛、驴、羊等也喜食，而在休眠状态和冬春枯黄期，适口性降低。但长期在绵刺草场上放牧的家畜，则终年采食。绵刺草场是阿拉善东部和鄂尔多斯西北部家畜的主要放牧场，每年可为家畜提供一定数量的灌木饲料。在荒漠地区有一定的饲用意义。

观赏价值
隶属于蔷薇科绵刺属，只含有绵刺1种。它以花萼3、副萼3、花瓣3、雄蕊3等性状而区别于蔷薇科任何其它属的植物，有“三瓣蔷薇”之美称。其茎多分枝，具宿存、坚硬而成刺状的老叶柄；叶为三出复叶；小叶革质，顶生小叶3全裂，裂片与侧生小叶同形，全缘，两面具长绢毛；叶柄短、坚硬，宿存；托叶膜质，贴生于叶柄。花单生叶腋，花瓣白色或浅粉红色；雄蕊短于花瓣；子房上位，长卵圆形，密生绢毛，花柱基生。瘦果长圆形，淡黄色，为宿存萼筒所包被。绵刺是一种珍贵的种质资源。园林中可与山石配植装饰岩石园或制作盆景，适用于华北、西北干旱地区居民点和风景区的绿化。

研究价值
绵刺是一种古老孑遗的单种属植物，被国家列为首批二级保护植物，具有极其重要的科学研究价值。在分析总结多年的调查研究资料后，从绵刺形态特征、群落数量特征、繁殖特征及其生境等多个方面对绵刺的生物、生态学特征进行了研究。研究结果表明，好的生境中，绵刺的形态变异性大；在环境因子中，对水分的敏感性和依赖性最强，同时其分布和生长也受土壤类型和土壤盐分等的限制，生态适应性表现为耐高温、耐寒冷、耐瘠薄、适干旱、喜偏碱性环境。

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