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树木如何彼此交流?

2019-06-20 10:16作者:葛洋栏目:种苗文化阅读次数:

    森林是一个复杂的生态系统,它们之间竟然也存在复杂的“社交网络”。

    加拿大一位名为苏珊·西蒙德的研究者曾在1991年做过这样一个有趣的实验:实验对象是80棵纸桦、道格拉斯冷杉和北美乔杉。实验器材包括防毒面具、盖革计数器、显微镜、熊喷雾剂等,还有装满放射性碳-14二氧化碳气体的注射器,以及装满稳定性碳-13二氧化碳气体的高压瓶。苏珊·西蒙德用塑料袋把植物套起来,向袋中注射失踪同位素二氧化碳,并用遮光布盖住道格拉斯冷杉,使其无法通过光合作用固碳,然后向纸桦中注射放射性碳-14二氧化碳,向道格拉斯冷杉注射稳定性碳-13二氧化碳。使用两种同位素的目的是为了检验两个物种间有没有双向交流。1小时后,植物充分吸收二氧化碳,经过光合作用固碳,并输送到根部。她将套在纸桦上的塑料袋取走,用盖革计数器检测纸桦的树叶,有读数就说明纸桦已经吸收放射性二氧化碳。然后,她再用盖革计数器检测道格拉斯冷杉的针叶,结果也有读数!由于道格拉斯冷杉吸收的是稳定性碳-13二氧化碳,它的叶子本不该具有放射性,盖革计数器有度数说明纸桦把放射性碳-14通过根部输送给了道格拉斯冷杉!

    “这就像纸桦和冷杉在交谈一样。纸桦说:‘嗨,需要帮忙吗?’。冷杉答:‘嗯,我被遮光布遮住了,不能光合固碳,能不能给我一点碳?’。然而,北美乔杉则没有放射性读数,这说明北美乔杉‘自成一体’,与纸桦和道格拉斯冷杉不在一个系统里。”苏珊·西蒙德形象地描述这一过程。

    苏珊·西蒙德做的80组实验都显示,纸桦和冷杉之间存在一种“双向交流”。在夏天,纸桦输送给冷杉的碳要比冷杉输送给纸桦的碳更多些。但进入秋天,纸桦树叶枯萎的早些,而冷杉还在生长,所以冷杉输送给纸桦的碳更多些。她认为,这两个物种是相互依存的,它们之间不光有竞争关系,还有合作关系。另外,纸桦和冷杉之间不光有碳的交流,还有氮、磷、水、信号、激素等的交流。

    这些交流涉及真菌和菌根的作用。比较常见的真菌就是森林里的蘑菇。蘑菇会生出白色的菌丝,然后与植物根形成共生体“菌根”。真菌细胞和植物细胞间进行碳和营养物的交换。菌根不仅连接同物种的植物,还连接不同物种,形成一个“地下网络”。地表下有着无穷无尽的生物通道,就像一个地下世界。有时地下菌丝体总长度可达数百公里。这些通道把树木连接起来,使它们能够互相交流,形成一个有机体,甚至是一个“智慧体”。一棵中枢树可以与数百棵树相连,并且中枢树会“养育”幼苗。苏珊·西蒙德等利用同位素示踪法发现,中枢树会把多余的碳通过菌根网络输送给幼苗。这种“养育”可以使幼苗的存活率提高4倍。

    那么“母树”能够“认出”同物种的幼苗吗?答案是肯定的。“母树”通过菌根网络输送给同物种幼苗的碳比输送给其他物种幼苗的多。除此之外,“母树”还会向幼苗传递“经验”“智慧”。这种“经验”不仅以碳的形式,还以防御信号的形式传递。这些“经验”可以提高幼苗对环境压力的抵抗力。森林并不只是一棵棵孤立的树,而是由各种网络和中枢构成的一个复杂系统。这使得森林具有一定的适应性,但同时又很脆弱。因为森林系统中中枢树有时就像飞机上的螺丝一样,拆掉关键部位的几个,整个系统就会崩塌。

    “地下世界”是一个重大发现,能够改变人们对森林的认识。苏珊·西蒙德说,皆伐现象在加拿大很严重,工业机器的轰鸣似乎不可阻挡。像山杨和桦树这样的物种都被商业价值更高的松树和冷杉取代了。2014年,世界资源研究所称,过去10年,加拿大的森林干扰率居全球之首,达到每年3.6%。这是保持可持续发展所能接受的森林干扰率的4倍。而气候变化会让森林干扰更加严重。

    那我们该怎样帮助森林呢?苏珊·西蒙德提出4条建议。第一,人们需要走进森林,提升当地居民对森林可持续管理的参与度。第二,我们需要保护成熟林,减少砍伐。因为成熟林是“基因仓库”,还具有大量的中枢树和菌根网络。第三,如果我们要砍伐,也要尽量保护“遗产”,也就是中枢树、菌根网络和基因库,使得森林系统的“智慧”能够传承下去。第四,森林作为一个复杂的系统,拥有很强的自我修复能力,菌根网络的修复速度很快。我们需要利用人工种植或自然再生,帮助大自然自我修复。


文章来源:【中国绿色时报】 文章编辑:【】
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