“吃”霧的森林

編譯 方陵生

“吃”霧的森林

編譯 方陵生

這是一片神奇的森林，只需“吃”霧就能滿足其生長所需的大部分水分。

通往弗賴豪爾赫國家公園的崎嶇小道被一片沙漠所包圍。該公園位于智利中部偏北地區，氣候干燥，一年的降雨量還不到150毫米，其干燥荒漠的地形地貌讓人聯想到美國西南部的荒地，卻絲毫不見亞馬孫流域郁郁郁蔥蔥的美景。然而，游人乘車沿著小道緩緩上行，物換景移，眼前呈現出另外一片天地——在太平洋沿岸海拔450至610米的蜿蜒山脈上，是一片充滿活力的小型熱帶雨林，覆蓋著大約180畝土地。高聳的樹木向上延伸直達30米。遠遠看去，森林天篷上點綴著各種蕨類、苔蘚和鳳梨科植物。游人如果下車，沿著上坡的小徑從灌木叢走進森林中，就會突然感覺天上在下雨。其實這并不是從天上的云中落下的雨水，而是從森林天篷樹冠上滴下來的霧滴。在科學家的眼中，這是一片神奇的森林——森林中的樹木吸收空氣中的水分的效率是如此之高，它們只需“喝”霧就能滿足其生長所需水分的3/4。

“喝”霧和“吃”霧

這片被圍困在沙漠中的雨林綠洲是如何維持生機的呢？科學家所揭示的秘密讓人驚訝：這里的樹木“喝”霧，甚至還“吃”霧。

生態系統學家凱瑟琳·C·韋瑟斯研究霧對森林生態系統的影響已長達25年，但她至今對森林“吃”霧的神奇機制還是感到難以置信。她說，一踏入霧林，你就會明顯感到進入了一個非比尋常的生態系統，樹木、葉片、苔蘚和鳳梨科植物都非常擅長于吸收懸浮在大氣中的微小水滴，它們“喝”霧、“吃”霧的本領無與倫比。

弗賴豪爾赫國家公園位于一片一直向南延伸約960千米的巨大熱帶雨林帶的北端，越往南去，氣候越潮濕，森林也越濃密，但在干燥的夏季，森林的生存仍然離不開霧。為了生存，這里的每一種生命都發揮著自己獨特的作用：苔蘚和地衣像海綿一樣吸收著空氣中的水分；樹葉最大程度地伸展開來，但不是向著太陽的方向，而是迎向飄入林中的霧氣；落葉堆積在枝丫上，形成一個個小小的土堆，蕨類、苔蘚和鳳梨科植物在里面安營扎寨；樹的嫩芽伸向這些森林的“寄宿者”，和它們分享濕氣和水分；鳥類、甲蟲以及其他一些生物，在干旱的夏季里為尋找水源，也會尋尋覓覓來到這里，然后在有意無意間為森林中的各種植物傳播種子和花粉。

更為神奇的是，弗賴豪爾赫森林中的樹木不但從霧中獲取水分，它們還從霧中獲取營養。從太平洋飄來的霧氣中含有豐富的氮和其他營養物質，如磷、鈣和硫，當霧氣飄飄蕩蕩越過高高的山脈時，就將這類支持生命的物質運送到了沿岸的森林里。韋瑟斯認為，如果沒有從海洋飄來的霧氣，弗賴豪爾赫雨林可能早就“餓”死了。

生態系統學家韋瑟斯

享受海流帶來的營養物質

在多數情況下，營養物質都是從陸地流向海洋的，山區更是如此，可是在弗賴豪爾赫國家公園，營養物質的流動卻是相反的——從海洋流向陸地。這是為什么？韋瑟斯將來自各個不同學科的研究成果綜合在一起，試圖破解這一自然生態系統之謎。

苔蘚和地衣迎向飄入林中的霧氣生長。

相對于全球氣候系統來說，霧是由局部氣候條件形成的。像智利這樣的沿海低洼地區，通常會受到平流霧（也叫海面霧）的影響。在智利沿岸，溫暖的海洋空氣必須穿過一片冷水帶才能抵達陸地，這片冷水帶是由亨博爾特海流造成的。這是一股緩慢向北移動的海流，沿著南美洲的太平洋沿岸，流經3000多千米，從智利南部一直抵達赤道。溫暖的空氣從涼爽的海面吸收水汽，海邊的夜風則將海面上形成的霧氣緩緩推向內陸。

亨博爾特海流向北流去，然后轉個彎折向西。洋流的攪動將海底寒冷而富含營養物質的海水帶到海洋表面，養育了無數的微生物和藻類，洋流因此成為地球上最具孕育生命能力的海洋生態系統之一。而韋瑟斯的研究發現，陸地生態也在共享這片海水中的養分：海風和海浪將海面的浮沫浮渣高高拋向空中，與霧氣融合在一起，然后緩緩飄向內陸。霧可容納的營養物質或污染物的濃度是雨所能承載的5至300倍。

其實，最初引起科學家關注的，并不是霧中的營養物質，而是由人類產生的污染物。自1948年和1952年相繼發生籠罩美國賓夕法尼亞多諾拉和英國倫敦上空的致命煙霧事件之后，科學家就開始研究霧氣中的化學成分。到20世紀80年代，科學家已經證明，霧氣中的污染物正是酸雨形成的原因（酸雨可能導致作物生長遲緩，對森林造成損害）。現在，韋瑟斯和其他科學家確認，云和霧都是酸和其他污染物的主要載體，云和霧將酸和其他污染物傳送到極其遙遠的地方。云層并不一定會帶來大量雨水，但云層中一定攜有大量的污染物。事實上，霧就是靠近地面的云，所以無需降雨，霧也可以將海面上的大量污染物或營養物質傳送到陸地植被。

為了確定云層的污染程度和雨水的酸性度，上世紀80年代，韋瑟斯帶著全套的采霧設備來到智利南部地區，因為與世界任何地方相比，這里的雨水最純凈。可她發現，即使在這里，霧氣中也含有一定的酸性物質。更重要的是，她發現，霧氣中氮的含量之高大大超出預想。韋瑟斯想知道這些氮來自哪里。通過研究，她最終發現了森林“喝”霧、“吃”霧的秘密，以及在亨博爾特海流上空產生的霧氣中的水分和營養物質對弗賴豪爾赫森林的生態狀況所起的關鍵性作用。

各地霧林已成為觀察氣候變化的警示標志。

氣候變化的警示標志

那么，森林是如何學會“喝”霧、“吃”霧的呢？雖然在現代智利的沿海地區只存留下了一些小片森林，但在遠古時期，這里曾經是與亞馬孫流域相接的大片森林。在過去500萬年至2500萬的漫長歲月中，由于地球地質活動，安第斯山脈隆起，將一大片森林分隔開來，如今安第斯山兩側的許多植物和動物物種都存在著千絲萬縷的親緣關系，就可證明這一點。在這種特殊的環境下，智利境內的弗賴豪爾赫森林逐漸演化出了一種特殊的生存手段——從霧中獲取水分和營養物質，從而成為一片不但“喝”霧，而且“吃”霧的森林。

來自海洋的霧飄入弗賴豪爾赫森林，高大的森林天篷以延伸到空中的樹枝和樹葉、松柏科植物以一叢叢狹長的針葉截獲了那些隨風飄來的水珠。研究發現，在大霧天氣里，樹液的流動甚至會發生逆轉：通常，樹木的根系從地下吸水，然后為樹葉提供水分；而在大霧天氣，捕捉到的大氣中的水分首先被樹葉吸收，然后通過枝枝丫丫向下流動。研究人員推測，霧可能還起著另外一個作用：潤濕樹葉，防止植物內部的水分被釋放到空氣中去。

由霧氣輸送來的氮，對于智利沿海雨林的生存是至關重要的。雖然森林落葉中也含有許多營養成分，為森林截留了大量的營養物質，但新鮮養分的主要來源仍然是霧。研究人員試圖確定霧中氮的含量，并與其他的來源如雨水中氮的含量進行比較。韋瑟斯認為，智利沿海森林的生長由于缺乏這一重要的營養物質而受到限制，而霧則給森林帶來了大量的氮。

令科學家十分擔憂的是，全球變暖可能對弗賴豪爾赫森林和世界各地的霧林帶來不利影響。霧林對地球環境的多個方面都異常敏感，包括大氣環流、洋流以及空氣和土壤中污染物和營養物質的含量等。因此，氣候變暖對弗賴豪爾赫森林和世界各地的霧林都有可能構成特別的危險，例如大氣溫度和海洋溫度的增加有可能降低產生霧天的頻率，也有可能使霧氣升得更高，高過森林所在的山脈，讓能夠給森林注入生命活力的霧變得可望而不可及。

現在，世界上為數不多的以“喝”霧、“吃”霧為生的森林已成為科學家觀察氣候變化的一種警示標志。科學家認為，當地球環境和氣候出現異常變化時，霧林總是最先出現預兆，但同時，霧林也在適應著變化的環境。研究人員對250年前智利霧林樹木年輪的研究表明，盡管周期性的厄爾尼諾現象產生了一些極端干旱的天氣，但在那些時期內，熱帶雨林中新生的樹木仍在繼續生長。那么，面對下一輪氣候變化的考驗，弗賴豪爾赫霧林和其他一些地方的霧林還能頑強地生存下去嗎？