故事的開端要從上世紀(jì)50年代說起,，我國科學(xué)家在位于塔克拉瑪干沙漠北緣的庫爾勒附近發(fā)現(xiàn)了石油,，80年代末、90年代又相繼在沙漠腹地發(fā)現(xiàn)了更大的油礦,。為了解決石油勘探開發(fā)的道路交通問題,，將已開采的油田“串”起來，我國于1995年修筑了第一條在流動性沙漠中的等級公路——塔里木沙漠公路,，這條全長522公里的沙漠公路貫穿塔克拉瑪干大沙漠,，其中沙漠段長446公里。然而,，由于該區(qū)惡劣的自然條件,，沙漠公路建設(shè)初期長期被風(fēng)沙所埋，因此防護(hù)沙漠公路迫在眉睫,。

沙漠公路建設(shè)初期嚴(yán)重的沙埋和沙塵暴現(xiàn)象

建成沙漠公路難,，但是維護(hù)它的長久安全運行更是難上加難。為了防止沙漠公路被風(fēng)沙侵襲,、掩埋,，中科院新疆生態(tài)與地理研究所沙漠團(tuán)隊的科學(xué)家們經(jīng)過幾十年努力拼搏與科學(xué)創(chuàng)新,，殫精竭慮地為沙漠公路修建一條長436公里,，寬70至80米，總面積達(dá)3128公頃的“綠色長龍”,。這條“綠色長龍”就是聞名遐邇的塔里木沙漠公路防護(hù)林,，成為縱貫“死亡之海”的綠色屏障,。

“綠色長龍”防護(hù)下的沙漠公路

沙漠公路沿線部分區(qū)域梭梭和沙拐棗的生長和存活狀況

由于這里年平均降水量不足30mm,，而蒸發(fā)量卻高達(dá)3600mm，常年風(fēng)沙肆虐,，黃沙漫天,，幾乎沒有植物能夠在這里存活，即使是耐鹽,、耐旱,、耐高溫的沙漠植物也望而卻步,。于是科學(xué)家們就利用沙漠中高礦化度的水進(jìn)行灌溉引種，最先報名參加“敢死隊”的是梭梭和沙拐棗,。他們“不畏艱險,、艱苦奮斗”，高礦化度的水又苦又咸,，有的能堅持到8或者12周喝一次,，有的4周就忍不住喝一次。梭梭和沙拐棗挑戰(zhàn)生命極限的勇氣固然可嘉,，但卻無法擺脫長期咸水灌溉導(dǎo)致的副作用,。咸水灌溉的周期對這些沙漠引種植物的生理機(jī)制到底有什么影響？“敢死隊先鋒”梭梭和沙拐棗又是如何適應(yīng)沙漠極端環(huán)境的,？怎樣的灌溉周期更加有助于梭梭和沙拐棗從艱難的生存環(huán)境中順利突圍,？回答這些問題，可以幫助我們了解更多沙漠引種植物的生長秘密,，為確保沙漠公路人工防護(hù)林的可持續(xù)發(fā)展提供重要參考,。

為了探尋這一科學(xué)奇跡的奧秘，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所李從娟博士在國家自然科學(xué)基金,、中科院青促會及“萬人計劃”后備人選青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才等項目的共同支持下,，在老一輩科學(xué)家的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，深入研究了不同咸水灌溉周期下塔里木沙漠公路防護(hù)林植物的生理生態(tài)響應(yīng)及其生存機(jī)制,。

李從娟博士以塔中沙漠植物園為實驗場地,，以“敢死隊先鋒”梭梭和沙拐棗為研究對象，分別考察1周,、2周,、4周、8周,、12周等5個咸水灌溉周期下兩種植物的生理生態(tài)響應(yīng)及其生存機(jī)制,。

用灌水法采挖獲得沙拐棗龐大的根系

黎明前植物同化枝水勢的測定

研究結(jié)果表明：伴隨著灌溉周期的增大，干旱程度加深,，梭梭和沙拐棗的光合及水分生理會遭受不同程度的抑制,。當(dāng)灌溉周期設(shè)定為8周和12周的時候，這種現(xiàn)象尤其明顯,。此外,，愈演愈烈的干旱脅迫會加劇植物老葉的脫落，老葉脫落使得植株形容萎靡,，光合作用的能力也每況愈下,。然而，“敢死隊先鋒”絕非浪得虛名,，它們會因勢而變,，通過改變?nèi)~片結(jié)構(gòu),、增加根的同化分配比例、降低生長速率和器官周轉(zhuǎn)速率等方式,，來適應(yīng)干旱極端生存環(huán)境,。當(dāng)然，悲劇是無法避免的,，這種情況會導(dǎo)致植物地上,、地下部分分配嚴(yán)重失衡，也就是地上部分光合作用產(chǎn)生的養(yǎng)分遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足地下巨大根系的需求,，導(dǎo)致許多根系只能“望梅止渴”,，植株也在“焦急無望”中“饑渴而死”。

通過對5個灌溉周期下植物生理響應(yīng)機(jī)制及其存活情況的比較,，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)4周的灌水周期最為合理,，一方面可以保證“敢死先鋒隊”的正常生長，另一方面又是相對節(jié)水的灌溉周期,，這對于干旱缺水的沙漠環(huán)境而言,，無疑將有利于沙漠公路防護(hù)林的可持續(xù)發(fā)展。