沙漠常常给人以“死亡之海”“生命禁区”的印象，然而真正置身其中，你会发现沙漠中植物的生存环境绝非单一，而是十分复杂。奇异多样的沙漠植物颠覆了我们对生命极限的认识。

严酷的沙漠也有其温柔的一刻。早春时分，温和的阳光普照大地，冬天的积雪逐渐融化，恰到好处的春雨也送来了及时的湿润。此刻，灌木、乔木尚未萌动，而一类依靠春季冰雪融水和降雨又不能忍耐夏日高温、干旱的特殊草本植物类群，就充分利用这一时机进行有效光合积累，在两个月左右的时间里迅速完成发芽、出苗、开花、结果的生命全过程，在沙海中燃尽绚烂夺目的生命之火，然后将自己以种子或休眠芽的形式继续隐藏在沙层，期待下一个春季。

这类特殊的草本植物类群，被称作短命植物，在我国仅分布于新疆北部，尤其是准噶尔盆地。短命植物是生长在干旱荒漠地带的一类生活周期或年生长期很短的特殊植物类群，是我国新疆古尔班通古特沙漠植物类型中独特的组成部分。从进化角度看，短命植物是一类年轻的植物区系，均为草本种类，对环境具有灵活、多样的适应策略。因此，长期以来短命植物被认为是研究植物响应气候变化的理想材料。

短命植物具有生长发育快、高光效、繁殖力强、结实率高的特殊生理功能，在准噶尔荒漠植物群落的形成与演替、涵养水土、防沙固沙及减少沙尘暴危害等方面具有十分重要的作用。由于生命周期的短促，短命植物株高不超过30厘米，但凭借其鲜艳的花、奇异的果，最早宣告了沙漠春天的到来，成为沙海中惊鸿一瞥的“隐形森林”。

近年来，由于气候变化和人类活动加剧，我国西北地区降水和氮沉降呈现明显的增加趋势。降水和氮沉降增加势必会对生长在本地区的植物产生影响。气温升高、降水格局变化以及氮沉降增加，将导致荒漠植物地上—地下生态过程、种间互作、水分和养分循环等地表过程发生重大改变，同时引起荒漠生态系统中关键物种的形态特征、生理生态过程和遗传结构乃至群落结构的多度、盖度、丰富度发生变化，或导致部分物种濒临灭绝，从而影响并决定荒漠生态系统的稳定性。

作为中国短命植物的大本营，新疆准噶尔盆地现有短命植物200种。有专家预测，随着新疆干旱区降水量的明显增加，准噶尔盆地的短命植物物种数和重要值将逐渐增大。对荒漠生态系统中短命植物如何响应气温、降水变化、氮沉降增加的全面了解将是揭示气候与环境变化下影响荒漠生态系统稳定性维持机制的关键。另外，古尔班通古特沙漠冬季具有稳定的积雪，大概有30厘米厚，这就保证了短命植物可以利用春季的积雪融水快速萌发，完成幼苗建成。因此，积雪厚度对短命植物的发育和群落结构组成发挥了巨大的作用。

中国科学院新疆生态与地理研究所研究团队在古尔班通古特沙漠腹地建立了长期观测样地，每年定期进行模拟增加积雪、增水和增氮实验，在物种水平上测量短命植物相关生长指标。从总体来看，增加积雪可以促进短命植物种子萌发，从而了解植物对积雪量变化的响应。

研究结果表明，积雪增加显著提高了短命植物的物种多样性、植被盖度和地上生物量。降水增加显著促进了多数短命植物的生长，增加了植株个体生物量的积累和繁殖输出，但是对少数物种(如小花荆芥)却有一定的抑制作用。在降水量较高的年份，增氮能促进短命植物生长，但是缺水年份，增氮仅对部分短命植物物种生长有利，对其他物种反而具有抑制或无明显影响作用。

另外，短命植物中还有一类神奇的成员，其种群存在春秋萌现象——它们既能够在秋季萌发，又能够在春季萌发。

专家分析成因发现，在夏季，某些休眠程度浅或无休眠的短命植物种子成熟落入土壤后，若当年夏季或秋季降水较多，破除休眠的种子可在当年秋季萌发，甚至偶尔出现夏季萌发，种群里出现秋萌苗或夏萌苗。

更为神奇的是，当冬季来临，由于厚厚的积雪具有天然的保温效果，所以夏萌或秋萌的一部分植株能够度过冬季的严寒而不被冻死，并在第二年春天迅速展叶、开花、结实。若春季或秋季降水稀少，直到第二年春季，破除休眠的种子才能利用积雪融水或降水萌发。

该短命植物类群除了萌发时间存在差异外，它们的后代——春/秋萌植株也存在较大的不同。一是植株营养生长及抗逆性差异较大。秋萌植株经历秋天、冬天等较长的生长季，能获得更多的资源，能够在春季快速复苏，生长成更大的植株，从而在种群里具有竞争优势。而春萌植株则可以有效逃避冬天的低温，避免了植株被大量冻死的风险。二是植株物候及繁殖生长差异较大。秋萌植株的物候显著早于春萌植株，春萌植株因为个体相对较小而同时面临生存与生殖两方面的风险，对早春多变的环境条件抵抗力弱，繁殖输出低。秋萌植株由于个体较大，表现出较强的抗旱能力和生存力，对变化环境的适应性较强，可顺利度过早春的干热风天气，繁殖输出高。三是植株种子数量及其萌发差异较大。秋萌植株能生产更多的后代种子，而春萌植株则相反。有些学者认为秋萌植株种子比春萌植株种子萌发得更多、更快，而有些学者认为在适合的温度和湿度条件下，春萌植株种子休眠率小于秋萌植株。总之，短命植物春/秋萌植株在群落中具有其独特的生理生态特征，并在群落中发挥特殊的生态功能。

现在，中科院新疆生态与地理研究所团队正通过对比分析短命植物春/秋萌植株生活史特征，并结合分子手段，力求揭示短命植物春/秋萌植株表型可塑性与表观遗传差异的内在关系，为研究荒漠植被的响应与适应特征及进化意义积累可供借鉴的理论资料。