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火海求生,植物们都有哪些绝招?

科普小知识2022-03-17 11:24:41
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去年,亚马逊雨林大火烧毁了50万公顷森林。今年的澳大利亚森林大火杀死了5亿只动物。4月5日,切尔诺贝利禁区附近的一场森林大火开始燃烧。13日,火势蔓延到了距离放射性物质存放地点约2公里的禁区。

火海求生,植物们都有哪些绝招?

澳大利亚激烈的森林大火,图为unimelb.edu

被大火蹂躏的荒野被摧毁了。没有幸存者吗?

当然不是!

生活的顽强远远超出我们的想象。许多植物有自己独特的在火焰中生存的技能。即使火焰燃烧我们,我们仍能永生。

今天,我想把你介绍给火界的一些大人物!

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坚硬的墙和清澈的田野:黄松

植物的生理结构与我们的非常不同。即使身体的很大一部分被火吞噬,他们也能经常自我修复并继续生活。努力提高自己的防御值,火就像铁一样坚硬,所以很多植物都成为了在火中生存的方式。生活在北美西部的美国黄松是一个很难控制的“勇敢的人”。

黄松的第一个防火措施是“硬墙”。它们鳞状的树皮又厚又硬,就像在树干上涂上一层天然的防火涂层。他们的第二项防火措施是“清理荒野”。在持续生长的过程中,美国黄松的下部枝条会一根接一根地脱落,只在树干的最高处留下绿色的枝叶。一场通常只在灌木层燃烧的山火几乎不可能跃入几十米高的成年黄松树冠。多亏了“保持墙壁清洁”这一核心策略,山火过后的大部分黄松都可以用鲜血复活。

火海求生,植物们都有哪些绝招?

厚树皮是黄松在火灾中拯救生命的最好方法。*照片

野火永远不会完全吞噬它们:熊草

每隔五到七年左右,北美西部的干叶蕨会集体抽出长花序,开出许多簇在一起的小白花。灰熊用细长的熊草叶子铺成冬眠的巢,因此得名这种美丽的百合。它们也被称为印度篮子草,因为印度人经常用熊草叶编织篮子。

面对汹涌的野火,茎和叶纤细的熊草没有抵抗力。幸运的是,他们已经为火浴做好了准备。熊草有短而厚的地下根茎,储存大量的营养和水,深埋在火焰无法触及的土壤中。一旦烟消云散,嫩芽就会悄悄地从根茎上发芽,成为熏黑的元叶上的第一个新绿。经常性的野火不仅能烧掉熊草,还能帮助它们清理枯枝落叶,使新生的熊草群落更加生机勃勃。

火海求生,植物们都有哪些绝招?

到处都是熊草,图片来自*。

块茎重生聪明:王华皇帝

刺参是南非人民喜爱的国花。然而,南非好望角,它们的发源地,不仅干旱贫瘠,而且每十到二十年就有一场大火肆虐。数千年来无数的灾难迫使王华皇帝进化出一整套火的生存策略。

他们在日常预算中总是小心翼翼,向木质块茎的根部输送水和营养。国王花的枝叶可能被火完全烤焦了,但是几乎完全藏在土里的木块可以在火中存活下来。依靠大量储存的水和淀粉,木质块茎上的许多休眠芽迅速长出枝叶,一簇簇繁茂的帝王花灌木将奇迹般地从火中重生。

对于聪明的国王花来说,灌木丛火仍然是传播种子的好机会。它们的种子被包裹在坚硬的卵泡中,通常会耐心地在树枝上停留几年。当火焰燃烧国王的花朵时,它们的木质果实会在高温下开裂并掉落到各处。当雨水滋润着干渴的荒野时,潮湿的果实会逐渐把种子挤出来,吸收了雨水的种子会顺利发芽。

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美丽的金花是防火大师,由南非国家生物多样性研究所拍摄。

忙着在火中播种:扭曲的叶松

超长备用种子不是金花的专利。许多来自火灾多发丛林的植物进化出了这种叫做皇冠种子库的奇妙技巧。年复一年,美国加州的捻转松在其顶部保留了许多松果。它们的塔状松果分泌出厚厚的树脂,牢牢地包裹住每一个鳞片,饱满的种子在隔绝状态下安然入睡。

一旦毁灭性的山火被点燃,薄树皮的松树就变成了巨大的火炬。火焰融化了凝固的松节油,松果上的鳞片一个接一个地裂开了。无数有翼的松子在热空气中飘散。几年后,许多成年扭曲的松树不再能重获生机,但年轻的松树已经在它们脚下茁壮成长。在新旧松树如此痛苦的替换下,扭曲的松树和其他几棵松树战胜了山火。加州的沿海山区甚至有一个独特的“封闭塔松林”。

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封闭的樟子松球果,图片来源于沃尔特·西格蒙公司

大树生火:大杉木

作为一棵寿命超过3000年的古树,巨大的红杉可以长到100米高,树干下部的周长超过30米,重量相当于大约500头非洲象。巨杉根部附近的树皮厚达90厘米,树皮汁中含有丰富的单宁,不仅使树干呈现独特的红棕色,而且是一种天然阻燃剂,效果一流。对于皮肤粗糙的成年巨杉来说,不寻常的山火强度只会让它们发痒。

然而,巨杉的种子和幼苗有点脆弱。在漫长生命历程的最初几年,如果你得不到足够的光和矿物质,年轻的巨杉很难逃脱枯萎和死亡的厄运。巨杉必须让大部分的球果留在树枝上。这些圆锥体可以在空中停留长达20年。只有当加州山火产生的气流到达树冠时,被高温烘烤的球果才会变干并扩散开来,让仅重几毫克的巨杉种子轻轻落到土壤中。这时,大火卷走了荫凉灌木,新一代巨杉可以享受灿烂的阳光。在肥沃的灰烬中茁壮成长。

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*公共领域显示,树皮被火烧的巨杉的幼苗在脚下生长。

自燃帮助后代:罗莎·罗克

西地中海地区的紫菀是一种茂盛的常绿灌木,有美丽的斑点花,有点像野生玫瑰。野蔷薇的茎和叶被厚厚的芳香树脂覆盖,这种树脂被一种特殊的刷子收集后被称为劳丹,可以给香水增添独特的琥珀香味。

每年,石玫瑰都会结出大量带有坚硬木质外壳的果实。如果果壳没有被高温软化,并且没有受到烟气中化学物质的刺激,大部分蔷薇种子将一直处于休眠状态。自然发生的野火可能会遇到,但却找不到。结果,罗克·罗斯发展了一种奇怪的“玩火*”的能力。在炎热干燥的夏季,茎和叶上的树脂会大量挥发,当温度超过32摄氏度时,可能会发生自燃。当岩石玫瑰被熊熊火焰烧成灰烬时,它周围的其他灌木和杂草也会被冲走。下一场大雨的时候,无数的岩玫瑰种子会从沉睡中醒来,在空旷的土地上发芽。

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摇滚玫瑰玩火,图片来自阿尔维斯加帕·CC BY-SA 4.0

全能“纵火犯”:桉树

几乎每个炎热干燥的季节,火和浓烟都会从澳大利亚的丛林中升起。为了在这种绝望的情况下获得生存的机会,树干下部的自动修剪枝叶以及木质块茎和树冠种子库是许多澳大利亚桉树的基本操作。然而,在树皮的深层隐藏大量休眠的表形芽是桉树科最流行的火生存策略。在外层树皮的严密保护下,大多数表皮芽将成功地在火中存活下来。这些表皮芽将在雨季被激活,让变黑的桉树树干从根部到顶端长出无数新的枝条。

更重要的是,桉树仍然是沉默的“纵火犯”。新鲜和枯萎的桉树叶都含有大量低燃点的桉油。因此,桉树林容易自燃,极大地助长了火势,从而成为森林火灾持续蔓延的罪魁祸首。然而,往往经过一场惨烈的大火,顽强的桉树很快恢复了活力,而其他树木群落被削弱。正是这种不计后果和残酷无情的竞争策略最终使桉树成为澳大利亚丛林的绝对霸主。

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烧焦的树干会长出新的树枝,如约翰·奥尼尔·GFDL 1.2中所示

看过这么多奇怪的用花草树木灭火的方法后,你认为哪一种最神奇?代代相传的生存智慧使许多植物能够安全逃离火灾,甚至利用周期性的火灾来实现家庭的繁衍和成长。然而,有意或无意的人为干预可能会极大地改变火的节奏和强度,让最擅长与火共舞的植物陷入深深的绝望。荒野中的大火是自然再生还是生态灾难?也许一切都在我们的思想之间。

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参考:

[1]沃格茨,1982年硕士。南非的千变万化科:了解它们并种植它们。开普敦斯特鲁伊克。

[2]雷贝洛,1995年。Proteas,南部非洲proteas的野外指南。开普敦芬伍德出版社。

[3]马修斯,1993年。Protea种植者手册。德班:信风出版社

[4]洛克,1980。洛克的《南部非洲的千变万化》。珀内尔。开普敦

[5]冠层种子库及其生态学意义。生态学杂志,2005,(11)

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