生活在城市里的人们常受到噪声和各种有害气体的侵扰,在森林中则不同了,这里充满宁静,到处是和谐的绿色和怡人的风光。森林里的空气也新鲜异常,有些树木还分泌出能杀菌的树液,像松树等。由此可见,经常进行“森林浴”的确能起到强身健体的功效,难怪日本人正大力推广这种别具一格的“森林浴”呢。
如果你家靠近森林,何不“近水楼台先得月”,去沐浴一番呢?
水中居民
植物界的水中居民是人们熟知的水生植物。在江河、湖泊里,水生植物是十分丰富的。有出污泥而不染的荷花,爽甜脆嫩的荸荠,别具风味的茭白、慈姑,水乡名产的菱、莼菜、芡实,廉价饲料水葫芦、水花生,禽畜饲料浮萍,还有水下栖身的眼子菜、金鱼藻、狐尾藻、苦草等等。这些植物生活在过量的水环境中,与陆地环境迥然不同。水环境具流动性,温度变化平缓,光照强度弱,氧含量少。水生植物是怎样适应于水环境的呢?
水环境里光线微弱,然而水生植物的光合性能并不亚于陆生植物。原来,水生植物的叶片通常薄而柔软,有的叶片细裂如丝呈线状,如金鱼藻;有的呈带状,如芳草。水车前的叶子宽大、薄而透明。叶绿体除了分布在叶肉细胞里,还分布在表皮细胞内,最有趣的是叶绿体能随着原生质的流动而流向迎光面,这使水生植物能更有效地利用水中的微弱光。黑藻和狐尾藻等沉水植物,它们的栅栏组织不发达,通常只有一层细胞,由于深水层光质的变化,体内褐色素增加呈墨绿色,可以增强对水中短波光的吸收。漂浮植物,浮叶的上表面能接受阳光,栅栏组织发育充分,可由5—6层细胞组成。挺水植物的叶肉分化则更接近于陆生植物。
水中氧气缺乏,含氧量不足空气中的1/20,水生植物要寻找和保证空气的供应,因此那些漂浮或挺水植物具有直通大气的通道。如莲藕,空气中的氧从气孔进入叶片,再沿着叶柄那四通八达的通气组织向地下根部扩散,以保证水中各部分器官的正常呼吸和代谢的需要。这种通气系统属于开放型。
沉水植物金鱼藻的通气系统则属于封闭型的,其体内既可贮存自身呼吸所释放的二氧化碳,以供光合时之需,同时又能将光合作用所释放的氧贮存起来满足呼吸时的需要。
水生植物很容易得到水分,因而其输导组织都表现出不同程度的退化,特别是木质部更为突出,沉水植物的木质部上留下一个空腔,被韧皮部包围着。浮水植物的维管束也相当退化。
在池塘和湖泊中,常可见到各种浮水植物安静地漂浮于水面。它们借助于增加浮力的结构,使叶片浮于水面接受阳光和空气。如水葫芦,它的叶柄基部中空膨大,变成很大的气囊。菱叶的叶柄基部也有这种大气囊。当菱花凋落的时候,水底下就开始结出沉沉的菱角。这些菱角本来会使全株植物没入水中,可是就在这个时候,叶柄上长出了浮囊,这就使植物摆脱了没顶的威胁,而且,水越深,叶柄上的浮囊也就越大。
千姿百态的水生植物,在长期进化的过程中,形成了许多与水环境相适应的形态结构,从而繁衍不息,在整个植物类群中,占据一定的位置。
旱生植物
水,是植物的生命之源,“万物生长靠太阳,雨露滋润植物壮”,但自然界的许多植物,却生长在异常干旱的逆境中,它们是如何面对干旱而顽强地生存呢?
一类植物变得特别能吸水贮水,成为多浆液的旱生植物。在长期干旱逆境中生活的结果,使它们的根、茎、叶的薄壁组织逐渐转变成了贮水组织,成了它们的内部贮水池。
有一种草花,叫大花马齿苋,俗称“死不了”,与马齿苋同属一个科。
这种植物大量贮藏水分的器官是它那肉质多汁的茎及碧绿圆柱形的肉质叶,无论怎样的酷暑烈日,也休想把花晒干。它在干旱的土壤中顽强地生活着,开出一朵朵红的、黄的、白的各种颜色的花朵,由此获得“死不了”的称谓。
在澳大利亚有旱季的热带地区,常可看到被称为瓶子树的澳洲梧桐,这是一种奇特的树。它那高达数米的树干中部膨大,上、下较细,形似一只巨大的花瓶。原来,瓶子树在雨季时大量吸收水分,把多余的水贮存在膨大的树干中,到了旱季,就用贮存在树干中的水来“解渴”,这真是一种巧妙的抗旱方法。无独有偶,在南美洲有旱季的地区,有一种被称为“纺锤树”的木棉科落叶乔木。它的树干中部也像瓶子一样膨大,也有在雨季时吸水贮于其中供旱季使用的耐旱本领。
仙人掌一类的肉质植物,不但是贮水的能手,还是节水的模范。如北美沙漠中的一棵高15—20米的仙人掌,可蓄水2吨以上。这类植物不但贮水多,利用得还特别经济。有人做过这样一个实验:把一个重达37.5千克的大仙人球放在房间里不浇水,每过一年,称称它的重量,6年后,它一共才蒸腾了11千克水分,而且水分的蒸腾量一年比一年少。
上述这类多浆液植物多属于仙人掌科、大戟科和景天科,在中、南美洲和南非洲的某些沙漠里分布很广泛,特别是多种多样的仙人掌类,饶有趣味,这类植物由于气孔白天关闭,晚上开放,光合强度非常微弱,所以它们生长也非常慢。
另外一类旱生植物,不善于贮存水分,因此体内含水量少,显得又干又硬,成为少浆液的旱生植物,这类植物中,有的叶片变得很小甚至全部退化成鳞片状,以减少水分的支出。光合作用则用绿色茎枝来代替,如沙拐枣、梭梭等。少浆液植物还有很多能减少水分消耗的保护性适应,如叶表面角质化、叶面多绒毛、蜡质,气孔下陷并有特殊的保护结构等。夹竹桃就是这样的少浆液旱生植物。有一些旱生禾草的叶子在干旱时能卷成筒状,气孔被卷在里面以降低蒸腾作用。总之,这类植物的叶片具有一道道牢固的防止蒸腾的“工事”,以尽量减少水分的消耗。少浆液植物还有根系非常发达的特点,能迅速而充分地吸收土壤中的水分。其中有的种类是主根很发达,而且扎得很深,最深可达到40米;有些种类的侧根很发达,分支多、分布广。
旱生植物不仅以其外部形态特征来适应干旱,更重要的还在于其内在的生理特征,如细胞的固水、保水能力强,渗透压高,因此能从极干的土壤中汲取水分,保证水分供应。当然,旱生植物的耐旱力不是无限的,一旦干旱超过它所能忍受的限度,仍要受害甚至死亡。
绞杀植物
动物界中,动物之间弱肉强食是很自然的现象。而植物没有动物那样大的活动空间,植物的生长范围狭小,又不能活动,但它们之间也同样存在着弱肉强食的现象。热带雨林中的绞杀植物就是植物间相互竞争中的胜利者。
热带森林地区,由于气温高,湿度大,非常适合热带植物的生长。植物群落中植物种类繁多,种间密度很大,故每种植物的生活空间缩小了,接受阳光的机会也相应减少。植物之间为了生存进行着一场争夺阳光和土壤养分的激烈竞争。在自然竞争中,那些具有生长优势的植物物种,可以得到充足的阳光和养料,从而在竞争中保存下来;那些处于劣势的植物,终究被淘汰。
科学家们发现在巴拿马热带森林里,在一些大树周围的许多小树和藤本植物相继枯死。经过观察发现,原来在大树根部长出了巨大根肿,它生长得很快,在土壤中不断膨胀,形成一种挤压力,毁坏了邻近植物的根系,甚至将其根挤出地面,使其他植物无立足之地,可怜而死。
在我国广东鼎湖山和海南岛尖峰岭林区,也可看到一番绞杀情景。如细叶榕的种子被鸟吃掉并随同粪便一起排出落在了红壳松的树干或枝丫处后,种子就会萌发生根,幼苗长成粗壮的灌木状,其后生出许多正向地性的气生根。有些气生根贴附在宿主的树干上,有些气生根则从宿主的枝上下垂,下行根逐渐增多并且互相融合,直至用它那强大的木质根网把宿主树干团团裹住。这时细叶榕的树冠也增大繁茂起来,遮盖了宿主的树冠,而宿主由于见不到阳光和自身养分被吸干最终被扼杀而腐朽。绞杀植物细叶榕的根网就成为一个空筒,但仍可以完全过着独立的生活。榕属等绞杀植物在热带雨林里最后常常成为森林上层的高大乔木。
绞杀植物的种类很多,如桑科的榕属、五加科的鸭脚木属、漆树科的酸草属等,但它们主要生活在热带雨林里,亚热带森林和温带森林中绞杀植物的种类和个体数量,均远逊于热带雨林。
没有叶子的树
通常,树木都有叶子。绿叶中的叶绿素,在阳光作用下,不断制造养料,输送到根茎部,使树木长得欣欣向荣。
大自然真有趣,世界上竟有无叶的绿色树。
台湾相思树是南方常见的行道树,它满树青绿,看上去长着许多绿叶。
其实,它的叶子已经完全退化,剩下的只是叶柄,呈披针形,内含叶绿素,好像叶子一样。它的叶柄也能进行光合作用。
这种叶柄,毕竟还起到叶的作用,因此说它无叶,还不很确切。
木麻黄、梭梭和光棍树,可以说是典型的无叶的绿色树木了。
木麻黄是一种常绿的被子植物,乔木,高可达20米。小枝细软,灰绿色,小枝上有很多节,每节都有6—8枚极退化的鳞片状叶。初夏开花,花单性,雌雄同株或异株。木麻黄原产澳大利亚和太平洋的岛屿上,印尼爪哇岛上至今还有许多天然的木麻黄林。现在,热带和亚热带地区普遍栽种。我国福建、台湾、广东等地常用作行道树、观赏树及防风林树种。既美化了环境,又有效地控制了海风的侵袭。
木麻黄外貌有点像松树,又叫它“驳骨松”。其实,它和松树完全不同。
松树的枝条上蔟生着许多长长的针叶,而木麻黄的枝条上有许多节,节上轮生着细小的鳞片退化叶,而灰绿色的枝条代替叶子进行光合作用。
梭梭是一种耐旱的多年生木本植物,属藜科,产于我国新疆和青海西部盐海及沙漠地区。它可长成1—9米高的落叶灌木或小乔木,枝干绿色粗壮,叶子退化成极小的鳞片状物。它当年生的枝呈绿色,对生,可代替叶子进行光合作用。每当夏季干旱时,它的嫩枝可以脱落,以节约体内水分的消耗。
这种现象是其他树木所罕见的。在炎热干旱的夏季,梭梭开花后,进入休眠状态,直到深秋,种子才长大成熟。落地的种子只要遇到合适的湿度,竟能在短短几小时之内就发芽生长,并且一经长成,便有很强的抗沙能力。梭梭的这种生活习性,使它能在荒漠中“艰苦奋斗”,长期生存繁衍下去。
非洲干旱地区有种奇树,高3—7米,外形看上去满树都是光溜溜的圆柱状绿色枝条,不长叶子。偶然长了一些叶子也是在枝端,仅仅是几枚,而且很小,所以人们叫它光棍树。光棍树又叫光枝树或绿玉树,是大戟科植物。
这种树,我国也有引种。广州作为庭院观赏植物,北京、上海等地在温室盆栽,供观赏。
木麻黄、梭梭和光棍树等,生活在缺雨的干旱地区。它们与仙人掌等多浆液植物相反,不善于贮存水分,因此植物体内含水量少,显得又干又硬。
为了适应这种严酷的环境,它们尽量缩小叶片的表面积,以减少蒸腾,所以叶子退化了,或者干脆消失了,变成光溜溜的枝条。这是少浆液的旱生植物在长期自然选择中的结果。
离不开火的植物
过去,人们对野火全无好感,认为它只会毁灭生物,就极力去扑灭它。
但近年来许多事实证明,火和温度、阳光、水分一样,不仅是大自然的一个组成部分,而且也是一个重要的生态因子。自然界天然发生的火,对许多植物、动物的生存和演化起着重要作用。
美国生态学家曾研究过野火在美国黄石国家公园的生态作用。在过去的300—400年中,黄石公园北部每隔20—25年就发生一次大火。但近80年来,人们主动地制止了自然火灾的发生,却使黄石公园的动植物发生了变化:山杨树的数量减少,并且老年化,以幼嫩山杨为食的大角鹿也随之减少。人为地减少大角鹿也未能使山杨树增加。可是在自然火灾发生的地段,幼小的山杨树反而生长起来了。美国政府根据这一发现,建立了200万亩的天然火灾自生自灭地段,从而稳定了山杨树和大角鹿的种群数量。
北美洲有一种最珍贵的树种,叫沼泽松,它也是最善于适应火灾的一个树种。这种高大的树有着罕见的浅色树冠,身躯伟岸挺拔,不仅生长在低洼的地方,而且也生长在干爽的山麓。它木质坚硬,红润有光,色泽非常悦目。
正是这种树,似乎是专等发生火灾才成长壮大呢!当它的幼苗长到几十厘米高的时候,在五至七年内就完全停止再往上长,这时它全力发展和巩固根部。幼苗的针叶含有很多水分,而且长得很长。这些针叶紧紧聚拢在一起把未来的新枝保护在它们中间。在此阶段,火灾丝毫损害不了它,即使是烈火把潮湿的针叶全部燎净。然而它周围的其他树木、灌木和草一下被大火吞噬而光,它的幼苗此时就得以见到阳光。大火之后,沼泽松迅猛生长,并长出一层很厚的树皮以便更好地保护自己,避免新的火灾危害。正因为这样,现在栽植沼泽松的时候,往往故意烧一烧松树地段,为它们的生长创造最好的条件。
号称“世界爷”的红杉,也是不怕火的。这种被称为活化石的古生植物非常珍贵,现在已经很少见到了。生长在北美一些国家公园里的红杉数目是屈指可数的,人们把它们作为稀世珍宝来加以保护,自然不让火灾在红杉林中发生。可是事与愿违,这种罕见的树木却不愿意繁衍子孙,而且行将绝种了。原来,在它的树冠之下,生长着许多冷杉幼树,冷杉生长过程中争夺了红杉的养分。要使现有的“世界爷”森林得以更新,就必须定期进行火烧。
红杉树不怕火烧,因为它的木质犹如钢铁一般,是燃烧不起来的,而且它的纤维质树皮又厚又结实,严严地保护着它那坚实的树干。当然,大火可以把红杉的叶子和树冠烧着,可是老的叶子烧掉了之后,新的叶子很快就生长出来了。
大火之后,红杉树不但获得了广阔的生活空间而开始迅猛向上和向周围生长,同时也给红杉树的种子清扫了地盘。因为红杉树的种子只有在没有草木、被火烧透而且深深覆盖着草木灰的土壤上,才能发芽。红杉幼苗需要大量的光和热,只有在充足阳光和无“人”与它们争抢的空间中,才可能迅速生长。
如此说来,森林火灾到底是有利还是有害呢?科学家经过详细的全面计算之后,断然肯定,害远远大于利。虽然火灾可以对某一些树种的自然恢复和森林以后的发展起促进作用,然而,这种个别有利后果却远不能补偿火灾给人类的经济活动造成的巨大损失。森林火灾是国民经济的一大害,应该千方百计把森林火灾减少到最低限度。
为繁殖而发热的植物
你一定不会相信,在植物的大家族中,有一类植物竟然会为繁殖发热。
这类植物在开花时,花部会产生强烈的发热现象。它们就是具有佛焰苞的天南星科植物,如海芋、臭菘和欧芋等。