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野火:道是無情卻有情

2024-03-13 18:01:11許秀華
科學大眾·小諾貝爾 2024年3期
關鍵詞:生物植物

許秀華

賦得古原草送別

〔唐〕白居易

離離原上草,一歲一枯榮。

野火燒不盡,春風吹又生。

遠芳侵古道,晴翠接荒城。

又送王孫去,萋萋滿別情。

春日的一天,唐代詩人白居易來到郊外送別朋友,心中頗為不舍。

茂盛的野草從遠處無邊無際地蔓延過來,遮沒了古道。太陽照耀下,這一片翠綠一下子掃盡了冬日的蕭瑟與荒涼。這些野草一年年秋枯春榮,周而復始,即使是蔓延的野火,也燒不盡它們蓬勃的生命力。當春風吹來,它們就迫不及待地重獲新生。

老朋友,我們是否能像野草一樣,也有重聚的那一天?

野火是自然界固有的一部分

野火是自然界生態循環中不可或缺的組成部分。地球在生命出現之前,大氣層也會電閃雷鳴。在4億多年前的志留紀末期,地球上出現了陸生植物后,野火終于在地表上找到了可燃物,時不時地熊熊燃燒起來,與陸地生態系統伴生至今?,F在,全球每年約有3%的陸地面積要經歷一場野火。

野火是純粹的反面角色嗎

在科學家看來,野火對自然生態系統的作用好壞參半,關鍵在于是否適度。

壞的一面

大規模的野火,會直接燒死大量生物,破壞地表植被,影響地表徑流,導致水土流失。大規模的野火還會排放大量二氧化碳、二氧化硫等氣體以及有毒物質,造成大氣成分的改變,在一定程度上影響整個區域的溫度和氣候條件。

好的一面

一個生態系統時間久了,會產生一些優勢物種,遏制其他物種的生存。蔓延的野火,就如同生態系統的一次大洗牌,讓原本弱勢的植物發展起來,促進生物多樣性的發展。

對于那些在火災中得以幸存的植物來說,野火不僅幫自己消滅了競爭對手,爭取到生存空間,生物燃燒后的灰燼中還留下大量營養物質,燃燒中釋放的熱量和化學物質還能誘導基因突變,產生新的基因,這是生物進化的影響因素。

植物如何在野火中保存自己

烈焰會將一切都消滅得干干凈凈,植物如何在野火中幸存?與火共舞的本事,早在4億年前,植物就開始“琢磨”。

松樹的防火策略

松樹就是與火共舞的典范,它們讓自己的個子長得極高??拷孛嫣幍臉淦ず芎?,可以抵抗野火的進攻。它們的樹干生長到很高處才向四面八方伸出分枝,長出枝葉。中間的一端樹干,則是光禿禿的。

這樣,野火不僅傷不到松樹,反而幫助松樹清除了附近的競爭者。投桃報李,松樹的松針往往富含易燃的油脂,水分較少。松針脫落后堆積在地面上,成為名副其實的火災隱患——引火物。然而,松樹的幼苗并不是皮糙肉厚耐火型的,所以幼苗必須快速長高,才能存活。

把活的機會留給種子

很多植物不在乎樹干被大火燒成灰燼,只要種子安然無恙就行。

有些植物的種子被保護在木質的果實或球果內,成熟后并不立即開裂,只有在高溫烘烤后才會開裂并釋放內部的種子。這些樹木甚至故意將一部分枯枝留在樹干上,將野火引向樹冠的種子處。松屬、某些山龍眼科、某些柏科等大約1200種植物采取這一策略。

一些豆科植物的種子具有堅硬、不透水的外皮,種子成熟后要經過休眠期,之后受到火的沖擊才會發芽。還有一些植物的種子,根據燃燒產生的化學物質感知火災的發生才發芽。

野火之后獲新生

野火過后,先恢復的是草本植物,之后是灌木,最后才是喬木。

植物體不僅有莖、葉等地上部分,也有根這樣的地下部分。這就是小草在野火中存活的秘訣。

火后的一片焦黑并不代表植物已被燒死,一些植物的根系、地下莖和種子都可以在火災中幸存,只待春風的召喚。

野火是生態演化的推進力

野火并不總是反面的。野火促進了地球系統的物質循環,促進了生物演化和生物多樣性的發生。生態學上的中間擾動假說認為,間隔期合適的野火有利于植被的更新換代。而熱多樣性-生物多樣性假說則認為,火災使生態系統出現新的類似馬賽克的小片異質植被分布,生態位更加多樣化,有助于生物多樣性的提升。

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