吾 斌

2009年7月22日,山東濟(jì)南市舜耕國(guó)際會(huì)展中心,第24屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽①經(jīng)過(guò)5天的公開展示、研究技能測(cè)試、專項(xiàng)答辯、素質(zhì)測(cè)評(píng)等多個(gè)程序,終于進(jìn)入到緊張的封閉問(wèn)辯環(huán)節(jié)。

一個(gè)面帶自信微笑的小女孩,正在從容不迫地回答專家評(píng)委的提問(wèn):

“你知道紅樹林②有哪些品種?紅樹林的根部有什么特點(diǎn)?”

“除了秋茄以外,紅樹林還有桐花樹、老鼠簕、海漆、白骨壤等品種,秋茄③是其中最耐寒的一種。紅樹林的根部有呼吸根和支撐根?！毙∨⒌幕卮鸷?jiǎn)練而專業(yè),評(píng)委點(diǎn)點(diǎn)頭。

“好,赤潮④是什么?”

“赤潮是指海水中氮磷過(guò)量,導(dǎo)致水中藻類大量增生,使海水營(yíng)養(yǎng)化,形成了赤潮?！?/p>

評(píng)委贊賞地看著她,繼續(xù)提問(wèn):“根據(jù)你在實(shí)驗(yàn)中的觀察,秋茄到底是把水中的氮磷吸附于本身,還是排棄出去了?它是怎樣制服氮磷的呢?”

這個(gè)問(wèn)題有點(diǎn)難了!看著評(píng)委老師意味深長(zhǎng)的眼神,小女孩定定神,靈機(jī)一動(dòng):“目前我還不能憑自己的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)下定論,也沒(méi)有進(jìn)行這方面測(cè)定的器械,但據(jù)我觀察,我個(gè)人認(rèn)為是秋茄自身吸收了水中的氮磷,不知道您的觀點(diǎn)如何?”

“好!妙!果然厲害!”有心“刁難”的評(píng)委忍不住拍手笑了……

15位評(píng)委輪番拋出的各種“問(wèn)題炸彈”,都被機(jī)靈的小姑娘一一拆解,在評(píng)委們相互交換的贊許目光中,她腳步輕快地走出了答辯室。

第二天,是閉幕式暨頒獎(jiǎng)典禮。

除三等獎(jiǎng)外,一、二等獎(jiǎng)是現(xiàn)場(chǎng)宣讀名單并按照學(xué)科分門別類進(jìn)行頒獎(jiǎng)的。二等獎(jiǎng)的名單念完了,小姑娘一動(dòng)不動(dòng),神情有些失落。她瞪大眼睛,繼續(xù)聽臺(tái)上宣讀一等獎(jiǎng)的名單,兩只手不自覺地緊緊握在一起……“浙江省溫州市實(shí)驗(yàn)小學(xué)潘心如?！蓖?沒(méi)想到竟然是這樣的驚喜在后面等著她!燦爛的笑容瞬即怒放開來(lái),她高興地跳起身,飛奔上臺(tái)領(lǐng)獎(jiǎng)。

潘心如,這個(gè)攜帶《秋茄抑制赤潮的實(shí)驗(yàn)研究》第一次參加全國(guó)創(chuàng)新大賽的四年級(jí)女生,以植物學(xué)科組第一名的成績(jī)獲得了科技創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)!

帶秋茄回家

“其實(shí),這個(gè)獎(jiǎng)不是屬于我一個(gè)人的,它還是屬于秋茄的勝利!”潘心如說(shuō)到秋茄,就像在說(shuō)自己最親密的伙伴。在她研究秋茄將近2年的時(shí)間里,她與秋茄朝夕相處,比姐妹還親呢!“通過(guò)這個(gè)比賽,我希望會(huì)有更多的人了解秋茄,有更多的人喜歡它,重視它!”

潘心如和秋茄,結(jié)緣于一次在浙江樂(lè)清市西門島進(jìn)行的科學(xué)考察活動(dòng)。

潘心如發(fā)現(xiàn),西門島的灘涂上生長(zhǎng)著很多的秋茄,每棵秋茄樹上還掛著很多細(xì)長(zhǎng)條狀的“小鈴鐺”。當(dāng)?shù)厝烁嬖V她,秋茄是一種利用胚胎繁殖的植物,這些可愛的“小鈴鐺”就是秋茄的胚胎。她非常驚訝,植物居然也有胎生繁殖?大自然真是太神奇了!潘心如饒有興趣地采摘了一些秋茄的胚胎,又裝了些當(dāng)?shù)氐臑┩坑倌?她想請(qǐng)秋茄到自己的迷你實(shí)驗(yàn)室安家。

2個(gè)月后,養(yǎng)在灘涂淤泥中的秋茄胚胎大部分成活了,并生根發(fā)芽。

隨后,潘心如將其中8株秋茄幼苗移植到普通淤泥中,研究秋茄是否能在普通淤泥中成活。結(jié)果發(fā)現(xiàn):種在普通淤泥中的秋茄能繼續(xù)生長(zhǎng)30天左右,之后便出現(xiàn)了葉片逐漸枯萎的現(xiàn)象;移植3個(gè)月后,枯萎的秋茄根部出現(xiàn)腐敗現(xiàn)象。而此時(shí)對(duì)照組(灘涂淤泥培養(yǎng))的秋茄長(zhǎng)勢(shì)良好,葉片草綠色,中間有嫩綠的芽。將其中的3株挖出觀察根部,根長(zhǎng)、細(xì)、多,呼吸根和支撐根都明顯可見。

看來(lái),普通淤泥不適合秋茄的生長(zhǎng)。查閱資料后,潘心如了解到,紅樹林是喜鹽植物。如果在普通淤泥中加入含鹽成分,模擬它們所喜愛的海灘環(huán)境,能將秋茄種活嗎?潘心如決定繼續(xù)培養(yǎng)秋茄,爭(zhēng)取讓秋茄“長(zhǎng)住”下來(lái)。

事實(shí)證明,潘心如這個(gè)頗具探索精神的決定,無(wú)意中在指引她進(jìn)入一個(gè)更新、更大的研究領(lǐng)域。隨著實(shí)驗(yàn)一步步深入,潘心如發(fā)現(xiàn),秋茄的神奇還不止是“胚胎繁殖”這一點(diǎn),它還有一個(gè)強(qiáng)大的秘密武器!

秋茄的秘密武器

這個(gè)秘密武器,和赤潮有關(guān)。

2008年暑假,潘心如到海邊游玩,發(fā)現(xiàn)海灘附近臭氣熏天,經(jīng)過(guò)了解才知道是發(fā)生了赤潮。好奇的潘心如再次采集了赤潮的水樣品,帶回家研究。

赤潮現(xiàn)象,已經(jīng)是很多科學(xué)家關(guān)注并想要解決的問(wèn)題。海水的富營(yíng)養(yǎng)化,導(dǎo)致水中藻類大量增生,其他生物卻大量死亡。水體的富營(yíng)養(yǎng)化主要是因?yàn)樗械牡?、磷過(guò)量,如果能有效控制氮、磷含量,那么藻類數(shù)量也會(huì)隨之減少。在一份資料中,“紅樹林”的名字再次出現(xiàn),潘心如了解到,生活在濕地中的紅樹林能夠吸收水體中的氮、磷。

“秋茄也是濕地植物,是紅樹林的一種,它能不能吸收水體中的氮和磷,從而減少赤潮水中藻類的數(shù)量?”潘心如想到了自己實(shí)驗(yàn)室里的秋茄,它會(huì)是擊退赤潮的前線戰(zhàn)士嗎?她心里既興奮又緊張。

這一次,潘心如采用了對(duì)比實(shí)驗(yàn)法。她將秋茄栽入灘涂淤泥中,倒入赤潮水,作實(shí)驗(yàn)組(共2個(gè)),每天進(jìn)行觀察、檢測(cè)。再將另外100mL赤潮水單獨(dú)裝瓶,作對(duì)照組。

每天的同一時(shí)間,潘心如都會(huì)從實(shí)驗(yàn)組中取樣,用放大400倍的顯微鏡觀察5mL的赤潮水中微藻的數(shù)量,記錄下來(lái)。

第1天,水渾濁、有異味,平均一個(gè)視野中的微藻數(shù)為313個(gè);

第2天,水較渾濁、有異味,微藻271個(gè);

第3天,水不再渾濁、異味減輕,微藻184個(gè);

第5天,水呈灰白色、無(wú)異味,微藻34個(gè);

……

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,秋茄對(duì)赤潮水中的藻類生長(zhǎng)確實(shí)具有抑制作用!潘心如為自己證實(shí)了猜測(cè)而高興,秋茄的秘密武器這么有效,應(yīng)該大力推廣種植呀。

可是,她很快又想到,秋茄只能在特定條件的灘涂泥中存活,如果將它移植到淡水湖邊,它會(huì)水土不服嗎?還能“治愈”淡水的“富藻病”嗎?

潘心如的鉆勁兒上來(lái)了!

她取來(lái)自己家附近的九山湖水和普通淤泥,分1號(hào)、2號(hào)兩個(gè)水槽,各種下2株秋茄,在3號(hào)水槽中只放普通淤泥和湖水,作為對(duì)照組。

第三組實(shí)驗(yàn)開始了。每天放學(xué)后,潘心如第一件事就是奔到實(shí)驗(yàn)室里,做好各項(xiàng)觀察,一一記錄。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果是,在秋茄存活的20多天里,它對(duì)淡水中的水藻數(shù)量也有明顯抑制作用!

“秋茄,你太棒了!”潘心如狠狠地表?yè)P(yáng)了“能干”的秋茄。

秋茄給我力量

“2007年,浙江全省海域共發(fā)現(xiàn)赤潮40次,赤潮發(fā)生面積累計(jì)近8500平方千米。其中有毒赤潮生物引發(fā)赤潮3次,累計(jì)面積約315平方千米。發(fā)生赤潮的生物類型主要為藻類,目前已發(fā)現(xiàn)有63種浮游生物,硅藻24種、甲藻32種、藍(lán)藻3種、金藻1種、隱藻2種、原生動(dòng)物1種。2008年,浙江省近岸8個(gè)海水養(yǎng)殖區(qū)內(nèi),共發(fā)生赤潮11次,累計(jì)面積約1858平方千米……”

潘心如把收集到的與赤潮有關(guān)的數(shù)據(jù)資料,鄭重地寫進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)報(bào)告——《秋茄生長(zhǎng)對(duì)赤潮影響的實(shí)驗(yàn)研究》中,同時(shí)寫下的,還有她的思考和建議:

1. 溫州地區(qū)普遍生長(zhǎng)的秋茄(紅樹林的一個(gè)品種),喜歡灘涂淤泥的環(huán)境,本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),它能夠有效抑制赤潮水中藻類的數(shù)量。

2. 秋茄能降低淡水中藻類的數(shù)量,因此,它對(duì)淡水的水華⑤現(xiàn)象也是具有抑制作用的。

3. 秋茄能夠緩解和防御赤潮,建議在浙江海邊大量種植秋茄,對(duì)赤潮現(xiàn)象進(jìn)行治理。

4. 國(guó)內(nèi)有些沿海地區(qū)為了填海造田,對(duì)紅樹林進(jìn)行大面積的砍伐、損毀,這是不利于海洋保護(hù)、環(huán)境保護(hù)的錯(cuò)誤做法,希望相關(guān)部門引起重視,采取有力措施保護(hù)紅樹林。

雖然這份報(bào)告為潘心如爭(zhēng)得了一等獎(jiǎng)的桂冠,但潘心如覺得,自己的研究并沒(méi)有結(jié)束。她還想帶著秋茄繼續(xù)“前進(jìn)”,更深入地探究一下:為什么秋茄喜歡生長(zhǎng)在有鹽分的環(huán)境中?怎樣幫助它適應(yīng)淡水環(huán)境?在大自然環(huán)境下,秋茄對(duì)赤潮中各種藻類的影響會(huì)有多大?等等。

“我還記得那天的頒獎(jiǎng)典禮上,大屏幕回放了一段英特爾國(guó)際大獎(jiǎng)賽的錄像,那是為頒發(fā)英特爾英才獎(jiǎng)做的鋪墊。英特爾英才獎(jiǎng)是創(chuàng)新大賽的最高榮譽(yù),獲得者將有機(jī)會(huì)參加世界級(jí)的科技比賽!現(xiàn)在的我還太小,能力不夠,不過(guò),我會(huì)一直研究下去,直到有一天,我要再次出現(xiàn)在這個(gè)舞臺(tái)上!” 潘心如自信滿滿地說(shuō)。

“秋茄,賜予我力量吧!”

關(guān)鍵詞索引

① 科技創(chuàng)新大賽

全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽是由中國(guó)科協(xié)、教育部、科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家體育總局、共青團(tuán)中央、全國(guó)婦聯(lián)、國(guó)家自然科學(xué)基金委和承辦地省人民政府共同主辦的一項(xiàng)全國(guó)性的青少年科技競(jìng)賽活動(dòng)。從1982年起,在全國(guó)各地輪流舉辦。第24屆科技創(chuàng)新大賽的主題是“體驗(yàn)·創(chuàng)新·成長(zhǎng)”。共有來(lái)自全國(guó)30個(gè)省、自治區(qū)、直轄市,以及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)和軍隊(duì)子女學(xué)校共34支代表隊(duì),545名學(xué)生、203名科技輔導(dǎo)員參加了全國(guó)總決賽。美國(guó)、法國(guó)、瑞典、韓國(guó)等14個(gè)國(guó)家也有選手參加展示和交流。

② 紅樹林

紅樹林是一種木本胎生植物,素有“海上森林”之美稱。紅樹林能保岸護(hù)堤,為魚蝦提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);能大量吸收海上污染物;還具有吸附土壤的特性,能不斷地創(chuàng)造出陸地。目前,全世界現(xiàn)有紅樹林1700萬(wàn)公頃,我國(guó)由于圍海造地、圍海養(yǎng)殖、砍伐等人為因素,僅有1.5萬(wàn)多公頃。

③秋茄

秋茄是紅樹林中的常見品種,也是最能夠耐寒的種類,它的果實(shí)形狀似筆。秋茄分布非常廣泛,浙江、廣西、廣東、臺(tái)灣、香港的海灣都有分布。

④赤潮

赤潮,被喻為“紅色幽靈”,國(guó)際上也稱其為“有害藻華”,是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的一種有害生態(tài)現(xiàn)象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定環(huán)境條件下爆發(fā)性地增殖造成的。根據(jù)引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量的不同,海水有時(shí)也呈現(xiàn)黃、綠、褐色等不同顏色。赤潮會(huì)嚴(yán)重污染海洋環(huán)境,對(duì)海洋生物造成傷害,使海洋的正常生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。

⑤水華

水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象,由水體中氮、磷含量過(guò)高導(dǎo)致淡水富營(yíng)養(yǎng)化,藻類突然性過(guò)度增殖造成。中國(guó)的太湖、滇池、巢湖、洪澤湖都有水華現(xiàn)象,水華的最大危害是使飲用水源受到威脅,藻類毒素通過(guò)食物鏈影響人類健康。