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        植物 “高壓抽水”之謎

        2015-08-17 11:11:20王貞虎
        綠色中國(guó) 2015年7期
        關(guān)鍵詞:抽水機(jī)根毛桉樹(shù)

        王貞虎

        澳洲有一種杏仁桉,普遍高達(dá)百余米,樹(shù)干直插云霄,最高達(dá)156米,相當(dāng)于50層的高樓。鳥(niǎo)在樹(shù)頂上歌唱,在樹(shù)下聽(tīng)起來(lái)就像蚊子的嗡嗡聲一樣。 站在樹(shù)下向上望,但見(jiàn)樹(shù)冠上的枝葉郁郁蔥蔥,碧綠欲滴,特別是夏日的清晨,葉尖上還往外“吐水”。人們不禁要問(wèn),這么高大的樹(shù),是什么力量把土壤里的水分提到一百多米高的樹(shù)葉中去呢?

        原來(lái),植物都具有吸水的特殊功能,每株植物都是一套“抽水網(wǎng)”。 據(jù)載,一棵玉米,一生要從根里“抽水”200千克,才能完成它的使命。一畝闊葉林,一個(gè)夏天要“抽水”160噸,才能完成生長(zhǎng)的過(guò)程;而一畝針葉林也要“抽水”142噸,方能度過(guò)炎炎的夏季。

        一株植物大約擁有幾千萬(wàn)臺(tái)至幾億臺(tái)“抽水機(jī)”。這些“抽水機(jī)”全安置在植物根部的根毛區(qū)。在根的細(xì)小根梢上邊,有一小段密密麻麻的纖毛,這就是植物的根毛。每條植物的根毛都是根毛區(qū)表皮細(xì)胞外壁的外突起所形成的,這條細(xì)長(zhǎng)根毛與土壤顆粒緊密接觸。根毛數(shù)目極多,一顆黑麥約有40億條根毛,總長(zhǎng)度可達(dá)9000多公里,這樣就擴(kuò)大了根的吸收面積。植物龐大的根系,在地下不停地搜索著每一滴水,再通過(guò)莖桿輸送到葉片,再由葉片的氣孔排放到空氣中,從而降低了周?chē)臏囟?,增加了濕度,改善了環(huán)境。

        根系產(chǎn)生的巨大吸水能力還離不開(kāi)兩種動(dòng)力。

        一種動(dòng)力是根壓,這是根吸水的下端動(dòng)力?;畹母鲃?dòng)吸水,并把水導(dǎo)向上端的能力叫根壓。根的內(nèi)部有許多細(xì)小的導(dǎo)管同心協(xié)力管理無(wú)機(jī)鹽水溶液,溶液濃度較高,導(dǎo)管就向四周細(xì)胞奪水,四周細(xì)胞失水之后,再向外圍細(xì)胞奪水,最后捉使根毛向土壤奪水。根壓可達(dá)2?3個(gè)大氣壓,不僅能促使根主動(dòng)吸水,而且可促使水分通過(guò)莖到達(dá)葉和植物全身。

        另一種動(dòng)力是蒸騰拉力。伸展在空中的葉子不斷地散失水分,失水的葉便向枝條吸水,枝向莖吸水,間接地向根吸水。這種動(dòng)力很像上端有“抽水機(jī)”將水抽上來(lái),這個(gè)“抽水機(jī)”的作用叫“蒸騰拉力”。蒸騰拉力可達(dá)十幾個(gè)大氣壓,它比日常用的最大抽水機(jī)的抽力還強(qiáng)十幾倍。

        有了上、下兩種動(dòng)力,就可以很方便地把水抽到一百多米高了。

        高等植物的"抽水系統(tǒng)"發(fā)達(dá),地下的根系往往比地上可見(jiàn)部分要大好幾倍。如小麥根深可達(dá)2米,蘋(píng)果樹(shù)根系水平方向能伸到27米以外。因此,植物可以從很大一片土壤里吸水。

        根不僅是植物的“抽水機(jī)”,也是“化工廠”,還是“小倉(cāng)庫(kù)”。含氮、磷、鉀等元素的化合物被根吸收后,經(jīng)過(guò)根轉(zhuǎn)化成植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)。冬季,植物維持生命的營(yíng)養(yǎng),就是靠根儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)的“小倉(cāng)庫(kù)”來(lái)供給。春天到了,植物又開(kāi)始抽芽、吐葉、開(kāi)花了,也是靠根儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)。

        可笑的是,植物強(qiáng)大的“抽水”功能,近年不時(shí)被人指責(zé)是造成某地干旱的罪魁禍?zhǔn)?。比?010年春天,西南五省大旱,就掀起了一輪輿論風(fēng)暴。有人竟認(rèn)為這場(chǎng)旱災(zāi)是由于西南各地長(zhǎng)有桉樹(shù)的原因,因?yàn)殍駱?shù)是植物界“抽水”能力最強(qiáng)的“抽水機(jī)”。

        后來(lái),這個(gè)謬論被人用科學(xué)的論據(jù)推翻??茖W(xué)家認(rèn)為,指責(zé)桉樹(shù)“抽水”造成西南大旱對(duì)桉樹(shù)來(lái)說(shuō)是很不公平的。因?yàn)槌艘徊糠炙N類(lèi)外,大部分高等植物都扎根于旱地之上。為了生存,它們都要用根吸收水分,再把水分“抽”到地上的莖葉里去。從這個(gè)意義上說(shuō),所有的陸生植物都是“抽水機(jī)”,只不過(guò)“抽水功率”大小不同罷了。一般來(lái)說(shuō),木本植物的“抽水功率”要大于草本植物。所以在比較干旱的地區(qū),水分條件不足以支撐木本植物的大量生長(zhǎng),這些地方就只能形成草原和荒漠,而不能形成森林。但是,這次鬧旱災(zāi)的西南五省的水分條件并不差,其原始植被本來(lái)就是森林,因此在這一地區(qū)種植桉樹(shù),理論上是不會(huì)像在草原和荒漠地區(qū)濫種楊樹(shù)那樣造成水資源損耗的。

        而且,陸生植物并非只有抽水這一種本事,它們還有涵養(yǎng)水分的本事。這是因?yàn)橹参锟梢园训乇砗透邓暗牡叵赂脑斐梢子谛钏沫h(huán)境,盡管蒸騰作用會(huì)消耗一定的地下水,但是被植物改造的土地卻能夠涵蓄更多的水分。這就是我們常說(shuō)森林是“綠色水庫(kù)”的原因。桉樹(shù)林也是森林,一樣可以起到涵養(yǎng)水分的作用。很多桉樹(shù)林都是在荒坡上造林的,假如當(dāng)初沒(méi)有造林,而是讓荒坡一仍其舊,那么當(dāng)年的旱災(zāi)只能更重。

        當(dāng)然,營(yíng)造不合理的樹(shù)林的確會(huì)產(chǎn)生耗水過(guò)多的問(wèn)題,但這不是“樹(shù)”本身不好,而是“技術(shù)”不好。常見(jiàn)的不合理做法有以下幾種:一,樹(shù)木種植過(guò)密,不僅大量消耗水分,而且導(dǎo)致樹(shù)和樹(shù)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng),結(jié)果兩敗俱傷;二,樹(shù)林內(nèi)的物種多樣性太低,缺少其他喬木、灌木和草本植物,這種結(jié)構(gòu)單一的純樹(shù)木“裸林”,所產(chǎn)生的蓄水作用是很小的;三,在大片地區(qū)同時(shí)栽種同一種樹(shù),導(dǎo)致樹(shù)齡單一,而不是讓以耗水為主的幼齡樹(shù)林和以蓄水為主的老齡樹(shù)林交錯(cuò)分布。

        (責(zé)編:高雨薇)

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