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野火:道是無(wú)情卻有情

2024-03-13 18:01:11許秀華
科學(xué)大眾·小諾貝爾 2024年3期
關(guān)鍵詞:野火野草松樹(shù)

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(fēng)吹又生。

遠(yuǎn)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(shī)人白居易來(lái)到郊外送別朋友,心中頗為不舍。

茂盛的野草從遠(yuǎn)處無(wú)邊無(wú)際地蔓延過(guò)來(lái),遮沒(méi)了古道。太陽(yáng)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(fù)始,即使是蔓延的野火,也燒不盡它們蓬勃的生命力。當(dāng)春風(fēng)吹來(lái),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(tài)循環(huán)中不可或缺的組成部分。地球在生命出現(xiàn)之前,大氣層也會(huì)電閃雷鳴。在4億多年前的志留紀(jì)末期,地球上出現(xiàn)了陸生植物后,野火終于在地表上找到了可燃物,時(shí)不時(shí)地熊熊燃燒起來(lái),與陸地生態(tài)系統(tǒng)伴生至今?,F(xiàn)在,全球每年約有3%的陸地面積要經(jīng)歷一場(chǎng)野火。

野火是純粹的反面角色嗎

在科學(xué)家看來(lái),野火對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的作用好壞參半,關(guān)鍵在于是否適度。

壞的一面

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

好的一面

一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)間久了,會(huì)產(chǎn)生一些優(yōu)勢(shì)物種,遏制其他物種的生存。蔓延的野火,就如同生態(tài)系統(tǒng)的一次大洗牌,讓原本弱勢(shì)的植物發(fā)展起來(lái),促進(jìn)生物多樣性的發(fā)展。

對(duì)于那些在火災(zāi)中得以幸存的植物來(lái)說(shuō),野火不僅幫自己消滅了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,爭(zhēng)取到生存空間,生物燃燒后的灰燼中還留下大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),燃燒中釋放的熱量和化學(xué)物質(zhì)還能誘導(dǎo)基因突變,產(chǎn)生新的基因,這是生物進(jìn)化的影響因素。

植物如何在野火中保存自己

烈焰會(huì)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(kāi)始“琢磨”。

松樹(shù)的防火策略

松樹(shù)就是與火共舞的典范,它們讓自己的個(gè)子長(zhǎng)得極高??拷孛嫣幍臉?shù)皮很厚,可以抵抗野火的進(jìn)攻。它們的樹(shù)干生長(zhǎng)到很高處才向四面八方伸出分枝,長(zhǎng)出枝葉。中間的一端樹(shù)干,則是光禿禿的。

這樣,野火不僅傷不到松樹(shù),反而幫助松樹(shù)清除了附近的競(jìng)爭(zhēng)者。投桃報(bào)李,松樹(shù)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(shí)的火災(zāi)隱患——引火物。然而,松樹(shù)的幼苗并不是皮糙肉厚耐火型的,所以幼苗必須快速長(zhǎng)高,才能存活。

把活的機(jī)會(huì)留給種子

很多植物不在乎樹(shù)干被大火燒成灰燼,只要種子安然無(wú)恙就行。

有些植物的種子被保護(hù)在木質(zhì)的果實(shí)或球果內(nèi),成熟后并不立即開(kāi)裂,只有在高溫烘烤后才會(huì)開(kāi)裂并釋放內(nèi)部的種子。這些樹(shù)木甚至故意將一部分枯枝留在樹(shù)干上,將野火引向樹(shù)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(jiān)硬、不透水的外皮,種子成熟后要經(jīng)過(guò)休眠期,之后受到火的沖擊才會(huì)發(fā)芽。還有一些植物的種子,根據(jù)燃燒產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)感知火災(zāi)的發(fā)生才發(fā)芽。

野火之后獲新生

野火過(guò)后,先恢復(fù)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(zāi)中幸存,只待春風(fēng)的召喚。

野火是生態(tài)演化的推進(jìn)力

野火并不總是反面的。野火促進(jìn)了地球系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),促進(jìn)了生物演化和生物多樣性的發(fā)生。生態(tài)學(xué)上的中間擾動(dòng)假說(shuō)認(rèn)為,間隔期合適的野火有利于植被的更新?lián)Q代。而熱多樣性-生物多樣性假說(shuō)則認(rèn)為,火災(zāi)使生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)新的類似馬賽克的小片異質(zhì)植被分布,生態(tài)位更加多樣化,有助于生物多樣性的提升。

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