有关缺水地区的人们是怎么生活的?
叶子近年根据沙生植物(生长在沙漠地区的植物)的研究表明，沙生植物要能在沙漠地区生存，除了能够耐受干旱以外，还必须能够耐受营养不良(“饥饿”)。这样，一方面要发展出某种机制以减少水分的丧失，同时又需要维持高效能的光合作用。 沙生植物要维持这种生理上的平衡，可以称为“水份- 光合作用的综合关系”。而它们的形态结构也就随着这些生理上的要求，发生某些相适应的变化。一般在严重缺水和强烈光照下生长的植物，植株往往变得粗壮矮化。 地上气生部分发育出种种防止过分失水的结构，而地下根系则深入土层，或者形成了储水的地下器官。另一方面，茎干上的叶子变小或丧失以后，幼枝或幼茎就替代了叶子的作用，在它们的皮层细...全部
叶子近年根据沙生植物(生长在沙漠地区的植物)的研究表明，沙生植物要能在沙漠地区生存，除了能够耐受干旱以外，还必须能够耐受营养不良(“饥饿”)。这样，一方面要发展出某种机制以减少水分的丧失，同时又需要维持高效能的光合作用。
沙生植物要维持这种生理上的平衡，可以称为“水份- 光合作用的综合关系”。而它们的形态结构也就随着这些生理上的要求，发生某些相适应的变化。一般在严重缺水和强烈光照下生长的植物，植株往往变得粗壮矮化。
地上气生部分发育出种种防止过分失水的结构，而地下根系则深入土层，或者形成了储水的地下器官。另一方面，茎干上的叶子变小或丧失以后，幼枝或幼茎就替代了叶子的作用，在它们的皮层细胞或其他组织中可具有丰富的叶绿体，进行光合作用。
幼枝代替了叶子的功能，例如各种梭梭(Haloxylon spp。)(图1)和沙拐枣(Calligonum spp。)，茎上已不发育出叶片(或有一些非常退化的鳞片叶，图1)，却在幼小的绿色枝条上进行光合作用，形成所谓同化茎。
有的这些枝条以后也可能脱落。有些沙漠植物的枝条，在干旱季节可以及时枯死，以减少水分的蒸发，同时使植物体内需水的程度减到最低限度，但是一到雨季，它们又能够迅速长出新的枝条。沙生植物，特别是沙生灌木，常可看到的一种特征，就是形成分裂的茎。
例如一种蒿(Artemisia herba- alba)，骆驼蓬(Peganum harmala)和一种霸王(Zygophyllum dumosum)的茎部都可以裂开成几部分。分裂形成的几个分开部分，由于所遇到的小生境的条件可能不同，因此，有的干死了，而有的却可能存活下来，继续生长。
旱生植物的皮层和中柱的比率较大，茎中的皮层要比中生植物的宽，而维管束则较紧密，围绕着窄小的髓。这种构造可能是一种适应机制，特别是在木栓层形成以前，厚的皮层可能与保护维管组织免受干旱有关。旱生植物茎中皮层的厚度增加与根中皮层层数的减少，形成鲜明的对比。
有些具节的藜科植物，例如假木贼(Anabasis sp。 )和梭梭(Haloxylon sp。)，皮层肉质化，并能进行光合作用。到了夏天十分干旱时，可逐渐剥落，而在韧皮部薄壁细胞中产生出木栓层，保护了内部的维管组织。
有些沙生植物，茎中除了有光合作用的绿色组织以外，还发育出储水的薄壁组织。这种茎通常表现为肉质化，细胞内有胶体物质和结晶(图1)。有些无叶而由幼茎进行光合作用的植物，茎上的气孔器的开口可能堵塞了，或者保卫细胞的细胞壁增厚到好象不开放的样子。
没有肉质皮层的一些旱生植物，例如一种滨藜(Atriplex halimus) 和一种霸王(Zygophyllum dumosum)，最初形成的周皮，深入内部，是由位于茎部较里面的韧皮部薄壁组织所发育。
这可能也是一种旱生的适应机制。有些沙生灌木，例如蒿(Artemisia spp。)，在每年木质部增生的近末期时(就是每年生长年轮快终了时)，茎中往往发生出一轮“木质部间木栓环”。莫斯(1940)指出，这种特点有非常重要的适应价值，可以减少水分的丧失，并且可以把上升水分限制到有作用的次生木质部的狭窄区域。
旱生植物的形成层活动有年节奏性，这种节奏远比中生植物严格，一般多随当地雨季的来临而开始活动，一进入旱季，活动随即停止。但据报道，在地中海东部沙漠地区有些植物，每年形成层的活动可有二个高峰。大多数在沙漠生长的植物，边材的木纤维和纤维管胞，可含有原生质体和储藏物质，仍保持生活的状态。
这二种细胞的作用很象木薄壁组织细胞和射线细胞。据报道，在一种白刺(Nitraria retusa)和一种沙拐枣(Calligonum comosum)，都可看到这类生活的木纤维。中生植物的木纤维和纤维管胞都是已失去原生质体而无生命的细胞，但是在沙生植物中却报道有生活的木纤维的存在，因此，这一直是植物解剖学上的一个争论的问题。
三、叶的异常叶子是有花植物的一种主要进行蒸腾作用的器官，所以旱生植物的叶子为了减少蒸腾，其相适应的结构变化最为明显，这在上一世纪已引起了很多植物学家们的注意，马克西莫夫(1925，1931)总结了前人的工作，指出生长在干旱地区的植物，在缺水条件下，蒸腾作用将减少到最低限度。
如前面所说的，很多沙生植物的叶子已退化，或只有少数叶子存留，幼茎往往代替了叶子进行光合作用。目前一般认为引起叶子表现出旱性，大致有三点:1)水分的缺乏;2)强烈的光照;3)氮素的缺乏。沙漠地区生长的植物，常常缺乏这三者，因此叶子的旱性结构也表现得最为突出。
这样叶子重要的形态和结构变化，约有下列一些方面:叶子具有旱性结构的最显著特征，就是叶表面积和它的体积的比例减小。很多工作者还指出叶子外表面的减少，往往伴有某些内部结构的改变，例如叶子细胞变小，细胞壁增厚，维管系统密度的增大，栅栏组织的发育增加，海绵组织相应减少，因此光合作用的能力也随之增加。
叶子体积的减少，相应的可以减少蒸腾作用，但是在有些植物，叶子体积变小之后，植株上叶子的数目，却反而增加了。这样，总的表面积反而变大。例如某些松柏类叶子的总面积，能比许多双子叶植物的更大。一般认为旱生植物的气孔的密度增加，也是一种特征。
这种增加，可能是由于叶面积减少之后相对增多的结果。旱生植物气孔密度的增加，还可等待水分供应充足时，增加气体的交换，提高光合作用的效率。还有一些旱生植物，气孔深入在表皮内，可形成下陷的气孔窝，窝内或沟内覆盖有表皮毛，例如夹竹桃和一种木本单子叶植物Xanthorrhoea。
很多作者认为叶子上如果气孔开放时，叶子上即使有表皮毛和蜡质，并不能抑制多少蒸腾作用。如果气孔关闭，这些结构就能发挥重要的保护作用。福尔根(1887)在九十多年前就已指出，有些沙漠植物进行光合作用的叶和茎上的气孔，在夏天炎热季节，常常变成长久的关闭。
这样就在干旱地区，可使绿色的部分不至于失水太多而枯死。这些关闭的气孔器的保卫细胞的细胞壁，还会额外增厚和角质化。或者单纯增加保卫细胞壁的厚度，例如我国沙漠地区所产的假木贼(Anabasis articulata)及其他有关的一些种，到了炎热夏天，气孔保卫细胞的细胞壁显著加厚。
旱生植物的叶子上常有浓密的表皮毛或白色的蜡质，例如一种沙枣(Elaeagnus ploarcroftii)。这可能与减低蒸腾作用和反射强光有关系。但是希尔兹(1950)认为生活的表皮毛，本身要丧失很多的水分，所以并不能保护植物的过度蒸腾，只有到了表皮毛死亡以后，在叶子表面形成一个覆盖层，才能够减低叶子的蒸腾。
旱生植物的叶子也常含有树脂或单宁，或其他一些胶体物质。很早就认为这些物质的主要作用是阻碍水分的流动。另外，例如小酸模(Rumex acetosella)，在干旱条件下，叶子表皮层和围绕叶脉的细胞内，可形成树脂滴或油滴，用来阻碍水分的流动。
地中海有些栎树的叶子，具有单宁和树脂，可能也有同样的作用。还有的叶子中可具有香精油，遇到干旱，其挥发的蒸气可以减低水分的蒸腾速率。叶子中水分的输导，不仅依靠叶脉和维管束鞘伸展区，而且也经由叶肉细胞和表皮层。
近年发现在叶子中有共质的和离质的二种运输类型以后，这种叶肉细胞内含有的这些物质，显出有更重要的意义。水分在叶子内的输导，经过栅栏组织到表皮层远比经过海绵组织的多。同时和栅栏组织细胞的排列有很大的关系。
有些圆形或近圆形的旱生叶子，栅栏组织细胞辐射状的排列在中央维管束的周围，因此在水分供应适宜的时候，从维管束输导水分到表皮层可以大为增强。叶子内的细胞间隙，特别是栅栏组织细胞之间的胞间隙，往往限制了叶内横向之间(平皮面之间)的水分运输。
旱生植物的叶中，胞间隙一般比中生植物的小而少。但是叶子的内自由表面和它的外自由表面的比例，在阴生叶中反而较小，旱生植物中反而较大。例如中生植物的安息香，比率为8。91，而旱生植物的洋橄榄和巴勒士登栎(Quercus calliprinos )分别为17。
95和 18。 52。内自由表面的增加是由于栅栏组织更为发达的缘故。因此，栅栏组织的增加，除了增强了光合作用的活动，而且在水分供应适宜时，也增加了旱生植物的蒸腾效率。有些旱生植物的叶子，还有很发达的储水组织，形成肉质化的叶子。
这种储水组织通常由大型的细胞组成，其中含有大液泡，渗透压较高，或者还具有粘液。例如豆科中的花棒(Hedysarum scoparium)叶子内有很多含胶细胞，但是它们的作用是否单纯的只是储藏水分，还不很清楚。
这些细胞有一层薄的细胞质，衬在细胞壁内，其中还可以看到散生的叶绿体。一般具有光合作用的细胞的渗透压，较高于没有光合作用的细胞，当缺乏水分时，它们可从储水细胞中获得水分。其结果，薄壁的储水细胞皱缩，但在合适的水分供应下，又可恢复到原来状态。
叶子内卷也是一种旱生植物叶子的抗旱方式，特别在禾草类中可以看到。禾草类叶子特具许多泡状细胞(或叫运动细胞)，当遇到非常干旱时，由于这种泡状细胞的作用和(或)其他表皮细胞与薄壁的或厚壁的叶肉组织细胞结合，可使叶子内卷。
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