2021年7月21日

砂漠の気候に植物がどのように対処するか

砂漠の植物は、他の地域の植物とは非常に異なって見える傾向があります。 彼らはしばしば腫れ、棘があり、まれに明るい緑色の小さな葉を持っています。 彼らの奇妙な外観は、砂漠の気候の課題への顕著な適応の結果です。 乾燥は砂漠を定義する唯一の要因であり、砂漠の生物が適応しなければならない主な制限です。

砂漠の植物は、多肉植物、干ばつ耐性、干ばつ回避の三つの主要な適応戦略を開発しました。 これらのそれぞれは、他の地域の植物を殺す条件の下で繁栄するための異なるが効果的な適応のスイートです。

多肉植物

多肉植物は、肉質の葉、茎、または根に水を貯蔵します。 すべてのサボテンは多肉植物であり、リュウゼツラン、アロエ、象の木、そして多くの幸福感のようなサボテン以外の砂漠の住人もそうです。 他のいくつかの適応は、水を貯蔵する習慣が効果的であるために不可欠である。

多肉植物は短時間で大量の水を吸収することができなければなりません。 砂漠の雨はしばしば軽くて短く、土壌は激しい太陽の下で急速に乾燥します。 これらの条件に対処するために、ほぼすべての多肉植物は広範で浅い根系を有する。 サグアロの根は、植物が背が高いほど水平に伸びているが、まれに4インチ（10cm）以上の深さではない。 水吸収の根は上半分のインチ（1.3cm）の内に大抵ある。

多肉植物は、乾燥した環境で貯水を維持し、できるだけ効率的に使用することができなければなりません。 ほとんどの種の茎および葉にstomatesが閉鎖しているときそれらをほぼ防水するろうのクチクラがあります。 ほとんどの多肉植物は、いくつかの葉（アガベ）、ない葉（ほとんどのサボテン）、または乾季に落葉している葉（象の木、オコティロス、boojums）を持っています。

多くの多肉植物、およびほとんどのユッカ、着生ラン、および乾草臭化物のような半succulentsは、Crassulacean Acid Metabolismの頭字語であるCAMと呼ばれる光合成の水効率の良い変種を CAMの植物は夜にガス交換のための彼らの気孔を開け、二酸化炭素を貯える。 日によって、気孔が閉鎖されている間、光合成は貯蔵された二酸化炭素を用いて行われる。 夜間の気温が低く湿度が高いため、CAM植物は標準的なC3植物と同じくらい多くの水分を合成した炭水化物の単位あたり10分の1を失います。

CAM植物のもう一つの貴重な属性は、干ばつの間のアイドリング代謝の能力です。 カムプラントが水ストレスになると、ストメイトは昼も夜も閉じたままになり、ガス交換と水の損失はほぼ停止します。 しかし、植物はまだ湿った組織において低レベルの代謝を維持する。 アイドリングエンジンが冷たいものよりも迅速にフルスピードまで回転することができるのと同じように、アイドリングカムプラントは、雨の後24-48時間で完全な成長を再開することができます。 したがって、多肉植物は一時的な表面水分を迅速に利用することができます。

乾燥した環境で貯蔵された水は、のどが渇いた動物からの保護を必要とします。 ほとんどの多肉植物はとげや毒性、多くの場合、両方です。 いくつかは、アクセスできない場所でのみ成長することによ それでも、他の人は迷彩に依存しています。 アリゾナの夜に咲くセレウスは、例えば、それが成長する低木の乾燥した茎に密接に似ています。

干ばつ耐性

干ばつ耐性（または干ばつ休眠）は、死ぬことなく乾燥に耐える植物の能力を指します。 このカテゴリーの植物は、乾燥期間中に葉を落とし、深い休眠状態に入ることがよくあります。 ほとんどの水分損失は葉の表面を通る蒸散によるものであるため、葉を落とすと茎の水が節約されます。 通常は葉を流さない植物の中には、水の損失を遅らせる樹脂コーティング（例えば、クレオソートブッシュ）があります。

干ばつに強い低木や樹木の根は、湿った気候の植物の根と比較して広範囲であり、キャノピーの直径の2倍までの領域をカバーしています。 それらは多肉植物の根より大きい深さで土を開発します;時々極度な深さに伸びます（例えば、メスキート）。 しかし、メスキートの根の大部分は、表面から3フィート(0.9m)以内にあります。

発根深さは成長サイクルの機会を制御します。 多肉植物の浅い根の戦略とは対照的に、低木や樹木のより深い根のゾーンを濡らすためにはかなりの雨が必要です。 雨が降った後、brittlebushやcreosoteなどの低木は、深い休眠から完全な成長を再開するのに数週間かかります。 この戦略と多肉植物のトレードオフは、より深い土壌がいくつかの雨によって濡らされると、表面層よりもはるかに長く湿ったままであり、数週間の成長を支えているということである。

多肉植物は、土壌がほぼ飽和している場合にのみ水を吸収することができます。 対照的に、干ばつ耐性植物は、はるかに乾燥している土壌から水を吸収することができます。 同様に、これらの植物は、ほとんどの植物にとって致命的であると証明される低い葉の水分含量で光合成することができる。

干ばつ回避

年間植物は存在しないことによって不利な条件を逃れる。 彼らは単一の季節に成熟し、その後、継続的な生存のためにいくつかを予約するのではなく、種子を生産するために彼らの人生のエネルギーのすべてをチャネリングした後に死ぬ。

ソノラ砂漠の一年生植物のほとんどは、夏の暑さが衰え、冬の寒さが到来する前に、秋の狭い窓の間にのみ発芽します。 この機会の窓の間に、ほとんどの種のための少なくとも1インチの浸る雨がなければなりません。 この要件の組み合わせは、生存保険です: 秋の穏やかな天候の雨のインチは、発芽種子はおそらく成熟し、その季節にほとんどこれ以上の雨が落ちない場合でも、種子を生成するのに十分な土 さらに保険がまだあります：最高の条件の下でさえ、すべての種子が発芽するわけではありません。 メカニズムは知られていませんが、砂漠のルピナスの種子の任意の年の作物の割合は、彼らが十歳になるまで発芽しません。

苗は穏やかな秋の天候の間に葉のロゼットを急速に生産し、冬を通してよりゆっくりと成長するにつれて地面に対して平らなままであり、春に花 春になるまで植物は目立たないので、春の雨が私たちの野生の花のディスプレイを生成すると誤って多くの人々が考えています。

一年生植物は乾季のある地域でのみ一般的であり、多年生植物の間隔は最も乾燥した年に生き残るのに十分な水分を得るために必要な発根 時折湿った年にオープンスペースと水分の両方が急成長している一年生植物の人口によって悪用されるために利用可能です。 生息地が乾燥しているほど、年間種の割合は大きくなります。 ソノラ砂漠の植物相の半分は、年間の種で構成されています。 最も乾燥した生息地では、植物の90％までが一年生植物です。

砂漠の環境は敵対的に見えるかもしれないが、これは純粋に部外者の視点である。 適応は、先住民族の植物や動物がここで生き残るだけでなく、ほとんどの時間を繁栄させることを可能にします。

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あなたは水の使用の最大70％が屋外であることを知っていましたか？ だからこそ、私たちは砂漠の植物を愛し、毎月それらを特集しています。 植物の選択と適切に植える方法のヒントについては、低水使用植物を選択し、植える上で私たちのページをご覧ください。 また、月の私達の特色にされた植物のblogsのすべてを通って読むことを忘れないでいなさい!

この記事は許可を得て転載されています。 あなたはここで元の記事を読むことができます。 時々、Water-Use It Wiselyは、水と水の保全に関連するトピックについて書くゲストブロガーを特徴としています。 このブログ記事の著者、Mark A.Dimmittは、アリゾナ-ソノラ砂漠博物館の自然史の元ディレクターです。 1952年に設立されたアリゾナ-ソノラ砂漠博物館の使命は、ソノラ砂漠の愛、感謝、理解を育むことによって、人々が自然界と調和して生きるよう促すことで 博物館は融合の経験です: 動物園、植物園、アート、ギャラリー、自然史博物館、水族館。

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