红杉与松萝—精妙的共生

作者:王欣宇时间:2014-11-29 03:45:18评论:0

在加州,最醒目的陆地生态景观莫过于北加州的红杉树林。不过粗看起来,加州这个地方似乎不太适合红杉生存。水杉的原产地是在湖北一带,全年较为湿润;可加州属于地中海型气候,大名鼎鼎的加州阳光可不是闹着玩的,每年降雨几乎全部集中在冬季,夏秋两季降水不足全年五分之一。也许人类会觉得艳阳高照神清气爽,但植物就郁闷了——夏天阳光最强烈,本来是光合作用和蒸腾作用最旺盛的时节,却偏偏不给下雨,因此相当一部分草本植物选择了在夏天枯死,所谓“夏日的金色原野”其实大都是一年生草本植物的枯叶,三分之一是因为每年春天开放的金黄色加州罂粟,再三分之一就是南加州的金色旷野了。可是红杉树夏天也不落叶,靠什么抵挡漫长的旱季呢?


(加州Rolling Golden Fields) 

答案是地衣。红杉和其它加州植物有一张特殊的“捕雾网”:长松萝 Usnea longissima(下图)


我们使用的捕雾网的基本原理是创造一个多孔而表面积巨大的容器,松萝的这种形状显然非常适合促成雾的凝结。少量的水分会被地衣吸收,但大部分都会凝结后滴下,变成降水。当然没有地衣只有枝叶也可以,但效果就没这么好。据测算,在北加州的浓雾区,有森林覆盖的地方雾气每年带来的“降水”可以高达34%,而没有森林的地方则只有17%。夏天一棵红杉内部可以有19%的水来自凝结滴落的雾气,而林下植被内部来自凝雾的水分可以高达66%。不夸张地说,没有这套捕雾装置,北加州的生态面貌就要完全改变。此外,由于某些树栖地衣中有固氮蓝藻共生,还提供了一定的氮源。


这一体系看来是非常精妙而和谐的,然而它又是相当脆弱的。地衣作为真菌和藻类共生体,属于吃苦耐劳型,对资源匮乏的耐受力极强,可是对环境污染却没有任何防御手段,尤其是对燃煤产生的二氧化硫极其敏感,因此既是环境污染的指示物,又是最早的受害者。那个经典的桦尺蠖(peppered moth)颜色演化的例子,就是因为工业革命的污染杀死了树皮上的地衣,从而改变了背景颜色的。因此工业污染对这样的体系伤害要大很多。类似的,砍伐森林将会对这一地区的水循环产生巨大的影响,恢复起来的难度也远大于其它温带森林。另外还有厄尔尼诺导致的雾量减少问题。全球变暖的可能后果更不必提。很多时候,精妙和脆弱都是如影随形的。

来源:科学松鼠会

关键字:生态,王欣宇

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