黄河三角洲“红地毯”的秘密
黄河三角洲“红地毯”的秘密
作者：孙宝玉，韩广轩
中国科学院烟台海岸带研究所
每年9-11月份在黄河三角洲淤泥质海滩呈现出一望无际的“红地毯”，这就是中国北方重要盐生植物盐地碱蓬( Suaeda salsa L.)群落。盐地碱蓬属藜科、碱蓬属一年生草本植物，一般生于海滨、湖边、荒漠等处的盐碱荒地上，在含盐量高达0.3%的潮间带也能稀疏丛生，是一种典型的盐碱指示植物。盐地碱蓬在潮间带或者滨海部分涝洼积水地带植株地上部分皆为紫红色；而在地势较高或者距离海边较远的内陆盐碱地则呈现绿色 (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究竟是什么原因诱导的呢？
研究人员发现甜菜红素是导致盐地碱蓬变色的主要原因。海边生境的盐地碱蓬叶片甜菜红素含量约为内地生境的10-23倍，从绝对值而言内地生境的盐地碱蓬叶片甜菜红素含量非常微量。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。
盐地碱蓬体内甜菜红素的积累受低氧、低温和盐等综合条件的影响。其中，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。因此随着季节的变化，潮间带紫红色盐地碱蓬的颜色也发生着变化(由浅到深)。这主要是由于随着季节变化，温度、光照、以及PH均发生着变化，这必将影响甜菜红素的积累，从而影响盐地碱蓬颜色的变化。而甜菜红色的积累其意义是生长的滨海的潮间带综合逆境下的盐地碱蓬一方面减少光能的吸收、传递(叶绿素含量降低)，避免产生过多 ROS 造成氧化胁迫；另一方面，甜菜红素含量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) 有重要意义。其代价是光合作用速率低，生物量小，但仍然能在滨海的潮间带或者部分涝洼积水地带的综合逆境下完成生活史。
而内地盐碱地中的盐地碱蓬叶片呈绿色是因为叶绿素含量高而类胡萝卜素含量低。而秋天时也呈现出黄和红等秋色，一方面是温度降低和日照缩短时叶绿素分解快而类胡萝卜素相对稳定使得叶片呈黄色；另一方面，温度降低和日照缩短有利于甜菜红素的合成和积累从而使叶片呈现红色。
深秋季节，在黄河口的一些滩涂上，许多植物枯萎了，但盐地碱蓬以火红的颜色显示了旺盛的生机。它们分布在蜿蜒的河沟两岸，将芦苇等其他植物包围起来，在蓝天和白云映衬下，绘就了一幅壮美的画卷。
图2 黄河口滩涂红地毯