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大树先生的“私生活”

2022-03-17本刊综合

发明与创新·小学生 2022年3期
关键词:私生活植树节树木

本刊综合

你们知道我国的植树节是哪一天吗?

没错,就是3月12日。在这一天,我们植树造林,为祖国披上“绿装”。在种一树美好的同时,我们也得晓一叶之理,知晓树木的知识。

那么,接下来,我们就来聊一聊树的“私生活”。它们跟人类一样,也是会呼吸、睡觉、生病、放屁的哟。

知识卡片:

植树节的由来

植树节是一些国家以法律规定宣传保护树木,并动员群众参加以植树造林为活动内容的节日。

1872年,美国著名农学家朱利叶斯·斯特林·莫尔顿提议在内布拉斯加州设立植树节,动员人们有计划地植树造林。当时内布拉斯加州农业局采纳了这一提议,州长规定之后每年4月份的第三个星期三为植树节。

1885年,内布拉斯加州议会正式规定,以莫尔顿先生的生日4月22日为每年的植树节。

中国植树节的设立

我国的植树节最早由凌道扬、韩安和裴义理等林学家于1915年倡议设立,时间确定为每年的清明节。

1928年,为纪念孙中山逝世三周年,中华民国国民政府将植树节改为3月12日。

1979年,在邓小平提议下,第五届全国人民代表大会常务委员会第六次会议决定将每年的3月12日定为我国的植树节。

不一样的心跳

怎样才能清楚地听到树的心跳声?当然是借助听诊器。来到大树旁,将听诊器的扁形听诊头放在树干上,把耳塞塞入耳中,你能听到类似流水的声音,这无疑就是树的心跳声啦。

寻找树的心跳

2017年,丹麦奥尔胡斯大学的András Zlinszky和他的同事Anders Barford在一个无风的夜晚用地面激光扫描技术测量22棵不同品种的树,以观察它们的冠层是否会发生变化。结果发现,有几棵树的树枝向上或向下移动了大约1厘米,而有些甚至移动了1.5厘米。

对于这种现象,他们提出了新的理论:这一行为表示树木正积极地、有节律地从根部向上运送水分,从本质上讲,这就是树的“心跳”。

此前,人们认为树木不会进行这种活动,而只是被动地通过叶片的水分蒸发将水分“吸”上去。

Zlinszky解释道:“在經典植物生理学中,大多数输送过程被解释为稳定的输送,随时间变化的波动可以忽略不计,特别是从植物的整体活动来看,或者是在短于一天的时间尺度上。”树干轻轻地挤压水,把水向上推进木质部。木质部是树木中的一种组织系统,其主要功能是将水和营养物质从根部输送到枝叶中。

选好时机和“听点”

树的心跳是一首美妙的生命之歌。早春是听树的心跳声的最佳时机,此时树正把大量的水分源源不断地输送到枝叶,为一个新季节的欣欣向荣做准备。

我们可以选一棵直径至少15厘米且皮比较薄的树来听它的心跳。通常,落叶树的心跳声比针叶树的清楚。将扁形听诊头放在树干上的位置离树根越近,听到的声音越大。而且,树越年轻,听到的声音也越大。

在听树的心跳声时,你不妨将扁形听诊头放在树干上多听听,多试试几个地方,相信你会找到最佳“听点”。

天黑也睡觉

在进行了一天的光合作用后,树需要睡觉吗?

当然需要。只是它们睡觉的方式不同于我们,是放松枝桠或者垂下树叶等,科学家将这种有趣的现象称为“睡眠运动”。

研究树的睡眠

为了研究树睡觉的情况,芬兰科学家测量了两棵垂枝桦在晚间的表现,这两棵树一棵位于芬兰,另一棵位于奥地利。那天是秋分,昼夜等长,干燥无风,监测从晚上开始,一直到早晨才结束。

科学家们用红外线扫描仪照射树的各个部分,每个部分的照射时间不到1秒。这样,只需要几分钟,就可以获得整棵树的细节图谱。

研究发现,天黑后,垂枝桦的树枝和叶子就会下垂,而在日出前的几个小时会垂到最低点。而在黎明时分,树枝和叶子又会上扬到原来的位置。

研究报告的首席作者、芬兰地理空间研究所的研究员伊图·普特涅恩说:“研究结果表明,整棵树在晚上都会下垂,因此,枝叶也会下垂。但是,树的下垂幅度并不是很大,一棵5米高的树最多下垂10厘米。”至于是太阳升起“唤醒”了树木,还是树木因自身的循环节奏而“苏醒”,这仍然不为人知。

不止桦树会睡觉

合欢树是一种落叶乔木,它的叶子由许多小羽片组合而成。白天,这些小羽片舒展开来,给人一种生机勃勃之感。然而,每当夜幕降临,小羽片就全部合拢,好像在睡觉。

为什么树木会在晚上睡觉呢?这种现象可能与树木的紧张情绪以及树木内部水压的变化有关。

“植物的运动通常与其细胞中水的平衡有关。而水的平衡又与植物通过光合作用所获得的光照有关。”匈牙利科学院生态研究中心的研究员安徳·兹林斯基说。

由于夜间没有光合作用将光能转化为简单的糖类,树很可能通过“放松”树枝和叶子来储存能量,否则树枝和叶子就会向太阳倾斜。

“吐水”即出汗

在炎热的夏天,人会通过流汗来降低体温,而树在清晨也会“出汗”。

如何出汗

在夏天的早晨,你会发现杨树、柳树等树木的叶子上有一颗颗晶莹的小水珠,特别是雨后的清晨,水珠会顺着叶尖或叶子边缘流下来。这就是树木流出的“汗珠”。这些“汗珠”里有少量的无机盐和其他物质,就跟人类的汗水一样。

植物生理学上,科学家们把植物“出汗”称为“吐水”,这是正常的现象。

维持体内水分平衡

水是植物的“命根子”。植物的光合作用需要水,呼吸作用需要水,体内物质的运输需要水,生长也需要水。树木通过根部吸取大量的水分,部分水分是需要排出去的。

白天,树木在阳光下进行光合作用,叶片上的气孔张开着,大量的水分通过这些气孔蒸发,所以我们用肉眼看不到它们的“汗珠”。到了晚上,气孔全部关闭,尤其是在没有风且闷热的夜晚,温度较高,湿度也很大,叶片里的水无法及时蒸发,而根部仍不断地从土壤中吸取水分,于是,在清晨,过剩的水分以及其他物质就会从叶尖或者叶子边缘的“水孔”向外流出——“出汗”。

“吐水”是由根压引起的。樹木生长旺盛,根系活动较强,“吐水”量也较多。所以,“吐水”量可以作为根系生理活动的指标,并能用来判断长势的好坏。

与露珠、蒸腾不同

露珠是在昼夜温差较大且空气中的水汽充足的情况下,由夜晚近地表水汽冷凝在地物表面形成的液态小水滴。露珠一年四季都能形成,秋季发生更为频繁,露水量也特别大。而“出汗”是树木在生长过程中出现的排水现象,“汗珠”只能通过叶片上的气孔排出,掉落后马上又会冒出新的“汗珠”,如此反复。露珠总盖满叶片表面,水滴很小,而“汗珠”通常是大滴液珠,一般在叶尖和叶子边缘。

植物蒸腾和“吐水”看似都是植物散发水分的方式,其实两者有本质的区别。

根部吸收的水分以气态形式散发到大气中的过程称为蒸腾。蒸腾是复杂的生理过程,水汽量少且速度慢,所以肉眼无法识别。“吐水”仅为树木的排水现象,在“吐水”过程中树木不合成新的物质。

会放屁、排便

就像我们的胃里有微生物分解食物并制造臭气一样,树木内部也有微生物,它们也会产生屁,通过树皮或茎干将屁“放”出来。

史密森尼学会的生物地球化学家Patrick Mcgonigal说,科学家们不确定树的屁能否以某种方式帮助这棵树,但他们知道并非所有的树都放一样的屁,而且有些树比其他树更爱放屁。

在遇到危险时,有些树也会“放屁”,比如金合欢树。当感受到动物们的啃咬,金合欢树就会分泌毒素至每片叶子,还会“放屁”,以此通知同类们有危险来临。借着风势,方圆50米以内的金合欢树都能接收到警报。它们会立刻分泌毒素,做好准备。

所有的东西都会排便,树也不例外。它们排便的方式与众不同——排出盐类、金属元素到叶子、树皮、树心和树根中。

红树植物常生活在咸水中,会“吃盐”,我们从它们的叶子中能挤出多余的盐。树胶、树脂等也可以看作是树木的“粪便”。如果你在看纸质书或坐在桌子上,那么很可能在接触树的“粪便”。

生病又发烧

与人和动物一样,树木也会生病,毕竟它们也是有生命的,只是它们不吭声罢了。

树木病害分为生物性和非生物性两种,前者主要是真菌、细菌、病毒、类菌质体以及线虫、藻类、螨类等引起树木的传染性病害,后者是指不适合树木正常生活的水分、温度、光照、营养物质、空气污染等引起树木的生理性病害。

对树木威胁最大的是传染性病害,“树流感”就是典型代表之一。

“树流感”

“树流感”的学名是“栎树猝死病”,是由栎树猝死病菌引起的林木和观赏植物病害。栎树猝死病菌为一种类真菌,可随感病叶片、幼枝、植物苗木进行传播,短时间内能对树木造成致命伤害,如枝干溃疡、枝叶枯萎。从感染到出现症状只需三四周,且树木受到感染后没有有效的治疗办法。

栎树猝死病菌于1993年在德国和荷兰的杜鹃和荚蒾上首次被检测出,1996年出现在美国加利福尼亚州沿海地区的密花石栎和栎属植物上。随着全球化发展,一个地域的栎树猝死病菌比过去更易携带或转移到另一个地域,并在缺乏天敌等制约因素的新环境下扩散,导致不可逆转的生态灾难。

“发烧”

植物学家用灵敏的红外测温仪进行测试,发现生病的树和人一样也会“发烧”。不同的是,病树早晨“发烧”的温度往往比其他时候高,而人生病时却往往是晚间“发烧”厉害,清晨常会“退烧”。

树生病时为什么会发烧呢?

原来,树主要靠叶表面蒸腾水分来调节自己的体温,就如同人通过出汗来调节体温一样。在正常情况下,当环境温度过高时,树根吸收的水分会不停地从气孔中蒸发,同时带走过多的热量,使树的温度保持稳定。但是,树生病后,树根吸收水分的能力就会明显减弱,可供蒸腾的水分也就会大大减少,多余的热量得不到及时散发,树自然就会“发烧”。

根据病树会“发烧”这个现象,人们可以根据温度来判断哪棵树有病,从而及时采取有效的治疗措施。

在冬天会休眠

冬天那么冷,有的树会通过“脱发”——落叶和休眠在严寒中生存下来。树休眠就像是动物冬眠,内部的新陈代谢、能量消耗、生长等都将变缓。

当ABA(脱落酸)聚集时,便发出了叶片即将脱落的信号。而树休眠在落叶的时候就开始了。

ABA是一种化学物质,会阻止细胞分裂,使树暂停生长。这多发生在落叶树木和针叶树上。在休眠期间,树的新陈代谢会变缓,这是细胞生长受阻的部分原因。

如果你把树放在室内,保持稳定的温度和光照,很可能迫使树不进入休眠状态。然而,这通常对树是不利的。树经历休眠是自然的需要,如果不让树休眠几个月,它们的寿命会缩短。所以,不用担心树经受不住冬天的考验,最好是让它们顺其自然。

大树的生活这么丰富,我们应该多亲近、保护树木,和它们做好朋友。在今年的植树节,种下更多绿色,体验劳动带来的喜悦吧!

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