你知道吗？地球上的陆地广袤无垠，生态环境复杂多变。有高山，有峡谷；有沙漠，有草原；有常年积雪的南北两极，也有烈日炎炎的赤道。在不同地区，生活的植物类型不同，在同一地区，植物也有不同的生存方式。那么，植物对陆地环境的适应性表现有哪些呢？
在陆地生活的植物，首先要解决的是如何站立起来的问题。那些高大的树木，会在树干里形成坚硬、致密的木纤维，来支撑庞大的身躯，使之在狂风暴雨的袭击下也能屹立不倒。那些矮小的草本植物，如小麦、玉米，体重比较小，生命周期也短，它们的茎秆就比较细，茎秆里的纤维比较有韧性而且很柔软，这可以使它们在风吹雨淋时不易被摧折。
陆生植物的根和茎都有厚厚的表皮包着，防止水分的流失，内部有发达的输导组织——导管和筛管。导管负责从根部向枝叶运输水和无机盐，筛管负责将叶片制造的有机物运输到根部。植物需要从土壤中吸收水和无机盐，所以陆生植物一般都有发达的根系。
不同地区的土壤条件不同，降水多少差别很大，在地球上的气候带有差别，还有地球上地形复杂多样，有高山、有河流、有湖泊、有沙漠，这就造成陆生植物生活环境的千差万别。与这些环境相适应，陆生植物又可以划分为多种类型，主要可以分为湿生、中生、旱生三种类型。
陆生湿生植物一般生活在阳光充足、土壤水分饱和的沼泽地区或湖边，常见的有莎草科、蓼科和十字花科的一些种类。由于生活环境中的水分充足，这些植物根系不发达，没有根毛。由于长期浸泡在水里，这些植物的根与茎之间有通气组织，以保证根系获得充足的氧气。由于适应阳光直接照射和大气湿度较低的环境，其叶片上常有防止蒸腾的角质层，输导组织也比较发达。
中生植物就是介于湿生和旱生之间的类型了，这个我们就不展开叙述了。下面我们主要介绍植物对干旱的适应。
1.热不死的植物——植物对暴晒的适应
图7-12 光棍树
动物在天热的时候会藏在洞穴里，躲到树荫下，或躲进凉爽的水中。植物没有腿，天气再热，它们也得老老实实地站在太阳下。在沙漠里，夏季最高温度可达50℃，太阳直射地面的气温可达70℃。在这样的环境中，很多植物都练就了忍耐骄阳、减少水分散失的本领。
原产非洲的光棍树（图7-12）在雨水丰富的时候会长出叶子。在干旱季节的时候，它的叶子就会脱落，整棵树无花无叶，只剩下一根根光秃秃的枝条，最大限度地减少水分散失，所以被人们戏称为光棍树。它的树枝细胞里含有叶绿体，可以进行光合作用，这样没有叶片它也能制造养料生存。光棍树没有叶子，通风情况就更加良好，可以让身体表面的热量迅速散失，这样它即使长时间站在烈日下也不用担心体温升高。
那些长叶的植物也有对付强光的办法。天气越炎热，叶片通过蒸腾作用散失的水分越多，这就像人在天气越热的时候出汗越多一样。在热带雨林里，植物通过强大的蒸腾作用为自己降温，保证不被烈日灼伤。在早晚阳光不强的时候，它们会让叶片正对着阳光，以吸收更多的光进行光合作用。在阳光强烈的夏季中午，它们会让叶片与光照方向的角度变小，避免阳光直射。在叶肉细胞里一般有几十个到几百个叶绿体，它们也能根据光线强弱调整自己的姿态。光线弱的时候叶绿体会正对着阳光，与光照方向垂直，以吸收更多的阳光；在光线强的时候，叶绿体会略微倾斜，避免烈日灼伤。
图7-13 橡皮树
为了对付强光，很多植物的茎、叶的表面都有一层蜡质，比如我们常见的橡皮树（图7-13），它的叶片常年不落，表面有一层光亮的蜡质。这层蜡质不但能防止水分过度散失，还能将强烈的阳光反射出去，这也是对自身的一种保护。
2.旱不死的植物——植物对干旱缺水的适应
植物体内最多的成分是水。一般植物在生长期间所吸收的水量，相当于它自己体重的300倍到800倍。一株向日葵，一个夏天要吸收250kg左右的水。一株玉米，一个夏天也要消耗200kg左右的水。蔬菜需要的水就更多了。如果一亩地长了1.5t白菜，就要消耗1200t的水。可是，并不是所有植物都生活在水分充足的地区。生活在干旱地区的植物通过长期的演化已经成功地适应了这种缺水的环境。有人做过一个有趣的试验：把一棵37kg的仙人球放在室内，一直不浇水。过了六年，仙人球仍然活着，而且还有26.5kg重。
在我国北方山区有一种麻叶荨麻，它能生长在山崖下面的碎石堆里。这里含土少，保水能力差，其他植物无法生存，而麻叶荨麻却能在这里正常生长。一场春雨之后，它们就会从石缝里伸出嫩芽，以后如果天气干旱少雨，它们也不会枯死。等夏天雨季来临之后，它们就会迅速生长，开花结籽，最后能长到2m高。它的叶背面和叶柄上布满细小的毒刺，动物如果不小心碰到，会感到发麻、疼痛，所以它虽然叶片浓绿，成簇生长，却没有动物采食。有时它的种子被人携带到农田里，它也能迅速生根发芽，如果不及时将它连根铲除，将很难清除。曾有农民将麻叶荨麻连根拔起挂在树上，3年之后它被风吹落到地上，又生根发芽了，可见麻叶荨麻的耐旱能力是非常强的。
非洲沙漠里的沙那菜瓜被认为是世界上最耐干旱的植物，有人把它贮藏在干燥的博物馆里，整整8个年头，它不但没有干死，还在每年的夏天长出新芽。在这8年中，仅仅是质量由7.5kg减少到3.5kg。这种耐旱的本领，在所有的种子植物中无疑是冠军了。
在我国西北、华北地区，有许多沙漠、戈壁，还有退化的草原，这些地区生长的植物由于长期生活在干旱环境里，形成了独特的适应方式。研究这些旱生植物，不仅可以了解它们的生命活动规律，也可以帮助人们更好地治理退化的草原，改善那里的气候环境，提高当地人民的生活水平。
在内蒙古、甘肃、宁夏、青海、新疆等地的荒漠中，很多耐旱植物顽强地生存着。这些植物耐旱，耐寒，抗盐碱，防风固沙，能使周边草原得到保护，在维护生态平衡上起着非常重要的作用。在沙漠里常见的耐旱植物有梭梭、罗布麻、沙棘、胡杨、沙生芦苇、沙生柽柳、沙拐枣、甘草、骆驼刺等。
干旱地区的植物都有自己独特的保水抗旱能力，下面让我们了解一下。
图7-14 瓦松
景天科植物瓦松（图7-14）喜光耐旱，常生长在向阳的岩石缝隙或屋顶的瓦缝里。在雨季来临的时候，它就将水分储存在自己的肉质茎里，趁机吸足水分。同时它迅速生根发芽，长成植株，产生后代。雨季过去的时候，它也完成了使命，枯萎死去了。
旱生植物的叶子表面增生了许多表皮毛或白色蜡质，以减少水分的蒸发，加强对阳光的反射。例如，沙漠中生活的沙枣，它除了老枝是栗色外，全身其余部分都是银白色，特别是叶子的正反面都有浓密的白色表皮毛（反面更密）；这种叶子还能分泌白色的蜡质，形成薄薄的鳞片，以减少水分的散失。沙枣能在沙漠中顽强地生活下去，所以是防沙造林的优选树种。
植物对干旱适应的另外一种方法是叶子表面积尽量缩小，甚至退化。例如，松树的叶子变成针状，仙人掌的叶子变成刺状，光棍树的叶子退化成鳞片状，等等。叶子变小或退化了，植物还能进行光合作用吗？事实上它们进行得很好，如针形叶，虽然叶的面积大大缩小，但叶的数量却大大增加，而且针叶之间的缝隙也能透光，结果反而增强了光合作用。有些叶子退化了的植物，它们的茎变成绿色，内含叶绿体，而且体积膨大成肉质状，表皮角质化，这样的茎既可进行光合作用，又可贮存大量水分，还能减少水分蒸发。此外，很多旱生植物在干旱季节可以进入新陈代谢极为缓慢的休眠状态，减少了营养和水分的消耗，这是它们在长期的生存斗争中获得的适应性。
旱生植物的根系也变得十分发达，如沙棘的根可达地上部分高度的5～6倍，能从很深的地下吸收水分。
有些旱生植物演化出一套独特的代谢途径，这也是在干旱环境中生存的一种策略。例如，仙人掌、凤梨和长寿花，它们在晚上凉爽时打开气孔，吸收CO2并将其转化成固态化合物贮存起来。到了白天天气炎热时，就将气孔关闭，然后将晚上合成的固态化合物分解，释放出CO2进行光合作用。这样既保证了光合作用的需要，又在天热时关闭气孔避免了水分的过度散失。
下面我们重点介绍几种旱生植物。
（1）梭梭对干旱的适应
图7-15 梭梭（刘铁志供图）
梭梭（图7-15）又名琐琐，是藜科小灌木，主要分布在我国内蒙古、新疆、青海、甘肃及宁夏等地。梭梭生活在降水稀少的荒漠地带，有发达的根系和防止水分过度散失的身体结构。
干旱的自然环境使梭梭的根系非常发达。它的地上部分只有1～4m，而地下的主根可深入地下10m，侧根在水平方向的扩散直径为5～10m，而且它的侧根还长成了上、下两层。因此，梭梭能够在很大范围内吸收水分。
梭梭靠绿色的嫩枝进行光合作用，它的叶已经退化成了细长的圆棍。在梭梭的枝干表面，还覆盖着一层光亮的蜡质，既可以防止体内的水分过度蒸发，又可以反射强烈的阳光。在沙漠地区，夏天极热，冬天极冷。夏天，梭梭在气温高达43℃而地表温度高达70℃甚至80℃的情况下，仍能正常生长。冬天，沙漠里气温可以降低到零下50℃，梭梭也不会被冻死。梭梭还有一种特殊的本领，那就是具有冬眠和夏眠的特性。在夏天长期炎热、干旱无雨的时候，或冬天极度寒冷的时候，梭梭都可以进入代谢极为缓慢的休眠状态。此外，梭梭的抗盐性也很强，在土壤含盐量0.2%～0.3%的半固定沙丘上，其他植物无法生长，梭梭却特别适应这样的环境。在含盐量0.13%以下的肥沃土壤里，多数植物都能正常生长，梭梭反而生长不良。
梭梭材质坚硬而脆，含水量极低，易燃而且产热量高，火力稍逊于煤，有“荒漠里生长的活煤”的美称，是优良的薪炭材。在过去几十年的时间里，由于人口迅速膨胀，梭梭被当作薪材被大量砍伐，导致我国西北干旱地区的梭梭林数量锐减。此外，在梭梭根部常寄生有传统名贵中药肉苁蓉，肉苁蓉具有较高的经济价值，人们乱采滥挖肉苁蓉的活动，也造成了梭梭林大面积的消失。
梭梭可以通过种子繁殖，它的种子落地后，只要有一点点水分就能在几小时内萌发。可惜的是它的种子存活时间只有几小时，如果在这几小时里遇不到含水的沙地就会死亡，所以梭梭的种子堪称植物界寿命最短的种子。
由于长期不合理的放牧、樵采及挖掘肉苁蓉，目前梭梭林被破坏得非常严重，梭梭的分布面积越来越小，已经被列为渐危物种，属于国家二级保护植物。
（2）仙人掌对环境的适应
仙人掌是我们常见的观赏植物。在分类学上属于仙人掌科，它的成员至少在两千种以上。美洲墨西哥是仙人掌的故乡，这里素有“仙人掌王国”的美称。当地人把仙人掌当作水果，将它誉为“仙桃”。在墨西哥的国徽上，一只嘴里叼着蛇的雄鹰伫立在一棵从湖中岩石上长出的仙人掌上。
相传，最初住在墨西哥西部海岛上的印第安人——阿兹特克人从8世纪中叶开始便向墨西哥谷地迁徙。这个部落的战神是威济波罗奇特利。有一天，战神对阿兹特克人说，如果你们发现有一只站在仙人掌上而且嘴里叼着一条蛇的老鹰，那个地方就是适合你们定居的处所。后来，部落里的人真的找到了这个地方，于是他们在这里建立起自己的家园——墨西哥城。
仙人掌大多生长在干旱的环境里。有的呈扇形，有的呈柱形，最高可达10m，质量约10t，蔚然成林，非常壮观。那些长着棘刺的仙人球，寿命可超过500年，可长成直径2～3m的大球，人们常常用它那柔嫩多汁的茎肉解渴充饥。
作为在干旱地区生活的植物，仙人掌有许多独特的适应方式。仙人掌的茎表面，覆盖着一层蜡质，可以减少水分的散失。仙人掌的叶退化成刺，可以大幅度降低水分散失。仙人掌那肥厚的肉质茎可以储存很多水分，还含有叶绿素，可以代替叶进行光合作用。有些仙人掌类植物的根系特化成胡萝卜状的块根，可以贮存35～40kg水分。在干旱季节，它可以进入代谢非常缓慢的休眠状态，以降低养料与水分的消耗。当雨季来临时，它们又迅速地“苏醒”过来，通过根系吸收大量的水分，使植株迅速生长并很快地开花结果。仙人掌以它那独特的适应方式，惊人的耐旱能力和顽强的生命力，受到人们的赞赏。
千姿百态的仙人掌还是人们喜爱的观赏植物，被人们称为“有生命的工艺品”，我们经常可以在公园、单位、家庭里看到仙人掌。此外，经研究证实仙人掌具有一定的药用价值。
（3）胡杨对沙漠环境的适应
图7-16 胡杨
胡杨，又称胡桐，杨柳科胡杨亚属的一种落叶乔木。胡杨（图7-16）在地质历史时期属于第三世纪残余的古老树种，在地球上已经存活了6000多万年了。
世界上的胡杨主要分布在中国，90%分布在新疆的塔里木河流域。胡杨的生命力非常强，能忍受荒漠中长年干旱少雨的严酷环境。刚冒出地面的小胡杨就能拼命扎根，长大后它的根可以扎到地下10m深的地方吸收水分，地上部分则可以长到15～30m高。胡杨的繁殖能力非常强，能从根部萌生幼苗，逐渐扩大自己的种群。此外，胡杨的寿命也非常长。当它衰老时，顶部的枝杈枯萎脱落，下面却依然枝繁叶茂，生机勃勃，直到降低到三四米高时依然保持旺盛的生命力。所以经常有人这样赞美胡杨：活着千年不死，死了千年不倒，倒了千年不朽。
胡杨还能耐受沙漠地区的盐碱。首先，它的细胞有特殊的功能，不受碱水的伤害。其次，胡杨能通过茎叶的腺体分泌盐分，在树干的结疤和裂口处能大量地排泄盐分。经测定，这种盐分主要是小苏打（俗称面起子），纯度为57%～71%，当地居民常用它来发面蒸馒头。一棵成年的胡杨树一年可以排出数十千克的盐分，所以它还为当地土壤改良做出了贡献。
胡杨全身是宝。它木质坚硬，耐水抗腐，是优良的建筑材料；枯枝是沙漠里上等的燃料；树叶可以作为牛羊的饲料。胡杨还有重要的环保价值。胡杨林是沙漠地区非常珍贵的森林资源，可以防风固沙，保持水土，改良土壤，调节气候。
3.冻不死的植物——植物对寒冷的适应
很多植物能适应寒冷的环境。松树的松针能在零下20℃正常呼吸，杜鹃的越冬花芽在零下30℃仍保持着旺盛的生命力，地衣在接近绝对零度（零下273.15℃）也不会被冻死。
在喜马拉雅山、天山等高海拔、高寒冷地区，气温极低，空气稀薄，阳光强烈，终年积雪。在这种环境中生存的植物，面临的主要威胁是阳光太强和温度太低。我们看到高山雪莲的叶子紧贴地面，并长有白色絮状表皮毛，这样的叶子既可防止高山疾风吹袭，又能吸收地面热量，防止热量散失，还可反射强烈的紫外线。依靠这种特殊的适应性结构，它们顽强地生活在高山的恶劣环境里。
无独有偶，在四川西部、云南西北部和西藏东部海拔4000～5000m的流石滩上，有一种身披长长的白色绵毛的怪异小草，能在积雪和残冰缝隙中顽强地生存。看它那矮墩墩的、上半截像一堆棉花糖似的模样，很难让人把它与其同族兄弟——天山雪莲相联系，但采药者都知道它具有某些与天山雪莲相似的功效，因此对它格外青睐。植物学家根据这类植物奇特的外形，给它起了一个形象的名字——绵头雪兔子。绵头雪兔子的生活环境非常严酷，它要忍受生长过程中几十个日日夜夜的严寒和强太阳辐射的考验。植物学家经研究发现，它身上的白色绵毛起到了重要的防护作用。这种毛由死细胞组成，细胞中的原生质体已经解体和消失，取而代之的是纯净的空气。这种充满气体的毛呈现白色，具有很强的反光作用。在晴朗的白天，它们可以保护植物体不被阳光灼伤；而到了寒冷的夜晚，这些细密的绵毛又像穿在植物身上的羽绒服一样，有效地起到了保持体温的作用。
在南美洲中部的沼泽地里，有一种臭菘的花朵能冒寒绽开。臭菘为佛焰花序，花期14天左右，花苞内始终保持着22℃的温度，比周围的气温高约20℃。臭崧需要产生大量热量维持它与环境之间的巨大温差。植物学家经过研究发现，它的花中有许多产热细胞，就像鸟类的翅膀和动物的心脏一样要消耗大量的能量。与之相适应的是，这些细胞代谢极为旺盛，能迅速氧化葡萄糖，释放出大量热量。臭崧的花虽然有臭味，却是理想的“御寒暖房”，引诱着昆虫飞去群集。植物学家认为，臭崧产热改变了它周围的小气候，促进了花的气味的挥发，吸引昆虫前去传粉，使它获得了更多的繁殖机会，这是它对寒冷环境的一种适应。
4.咸不死的植物——植物对盐碱环境的适应
人们发现，很多植物无法在盐碱地里生存。把植物组织浸在一定浓度的盐水里，植物细胞就会因失水而发生质壁分离，时间一长就会导致植物萎蔫，细胞死亡。一般来说，当土壤里含盐量较高时，多数农作物就很难生长，只有少数特别耐盐的盐生植物能够生长。那么，盐生植物到底是如何适应盐化土壤的呢？根据研究，人们发现这些咸不死的植物都有自己独特的本领，在抵抗盐碱时能各显神通。
胡杨、柽柳（图7-17）和瓣鳞花等植物属于“泌盐植物”。它们的茎叶密布着泌盐腺，在盐碱环境中生活时茎叶上会冒出一颗颗液珠，把从盐碱地中吸收的过多盐分排出体外，就像人出汗一样。瓣鳞花和胡杨能把吸收的盐分溶解在自身体内的水分中，通过叶子表面分泌出去（图7-18）。等水分干了，盐的结晶会留在叶面上，风一吹便纷纷散落下来。
图7-17 柽柳（尚建科供图）
图7-18 胡杨叶子背面的盐腺
图7-19 盐角草（刘铁志供图）
有些植物能够忍受高浓度盐碱而正常生存，这类植物被称为忍盐植物。它们把根吸收进来的盐分排到液泡（盐泡）里，同时还能阻止盐分再回到原生质里，所以人们又称它们为聚盐植物，如碱蓬、盐角草等。一般植物在含盐量0.5%以下的地方才能生存，而盐角草（图7-19）能生长在含盐量0.5%～6.5%的高浓度潮湿盐沼中。由于这类植物细胞里含盐分较多，浓度大，所以能从土壤中吸收到别的植物难以吸收到的水分，或者说土壤里的水分子更容易进入植物体内。所以，它们是盐生植物的佼佼者。
还有的植物虽然生长在高盐碱土壤里，但它们天生就有抵抗盐碱的本领，它们的根不吸收或很少吸收盐分，能把盐分拒之门外，这类植物被称为拒盐植物。拒盐植物的根部细胞中积累有大量的可溶性碳水化合物，以提高渗透压，使根细胞有很强的吸水能力。另外，它们的细胞膜对盐分透性很小，犹如一道天然的屏障，把盐分拒之体外，这样根系在吸收水分时，可以不吸收或少吸收盐分，所以不会受到盐的侵害。例如，长冰草、海蒿等植物就有这种奇妙的本领。