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野火:道是无情却有情

2024-03-13许秀华

科学大众·小诺贝尔 2024年3期
关键词:野火野草松树

许秀华

赋得古原草送别

〔唐〕白居易

离离原上草,一岁一枯荣。

野火烧不尽,春风吹又生。

远芳侵古道,晴翠接荒城。

又送王孙去,萋萋满别情。

春日的一天,唐代诗人白居易来到郊外送别朋友,心中颇为不舍。

茂盛的野草从远处无边无际地蔓延过来,遮没了古道。太阳照耀下,这一片翠绿一下子扫尽了冬日的萧瑟与荒凉。这些野草一年年秋枯春荣,周而复始,即使是蔓延的野火,也烧不尽它们蓬勃的生命力。当春风吹来,它们就迫不及待地重获新生。

老朋友,我们是否能像野草一样,也有重聚的那一天?

野火是自然界固有的一部分

野火是自然界生态循环中不可或缺的组成部分。地球在生命出现之前,大气层也会电闪雷鸣。在4億多年前的志留纪末期,地球上出现了陆生植物后,野火终于在地表上找到了可燃物,时不时地熊熊燃烧起来,与陆地生态系统伴生至今。现在,全球每年约有3%的陆地面积要经历一场野火。

野火是纯粹的反面角色吗

在科学家看来,野火对自然生态系统的作用好坏参半,关键在于是否适度。

坏的一面

大规模的野火,会直接烧死大量生物,破坏地表植被,影响地表径流,导致水土流失。大规模的野火还会排放大量二氧化碳、二氧化硫等气体以及有毒物质,造成大气成分的改变,在一定程度上影响整个区域的温度和气候条件。

好的一面

一个生态系统时间久了,会产生一些优势物种,遏制其他物种的生存。蔓延的野火,就如同生态系统的一次大洗牌,让原本弱势的植物发展起来,促进生物多样性的发展。

对于那些在火灾中得以幸存的植物来说,野火不仅帮自己消灭了竞争对手,争取到生存空间,生物燃烧后的灰烬中还留下大量营养物质,燃烧中释放的热量和化学物质还能诱导基因突变,产生新的基因,这是生物进化的影响因素。

植物如何在野火中保存自己

烈焰会将一切都消灭得干干净净,植物如何在野火中幸存?与火共舞的本事,早在4亿年前,植物就开始“琢磨”。

松树的防火策略

松树就是与火共舞的典范,它们让自己的个子长得极高。靠近地面处的树皮很厚,可以抵抗野火的进攻。它们的树干生长到很高处才向四面八方伸出分枝,长出枝叶。中间的一端树干,则是光秃秃的。

这样,野火不仅伤不到松树,反而帮助松树清除了附近的竞争者。投桃报李,松树的松针往往富含易燃的油脂,水分较少。松针脱落后堆积在地面上,成为名副其实的火灾隐患——引火物。然而,松树的幼苗并不是皮糙肉厚耐火型的,所以幼苗必须快速长高,才能存活。

把活的机会留给种子

很多植物不在乎树干被大火烧成灰烬,只要种子安然无恙就行。

有些植物的种子被保护在木质的果实或球果内,成熟后并不立即开裂,只有在高温烘烤后才会开裂并释放内部的种子。这些树木甚至故意将一部分枯枝留在树干上,将野火引向树冠的种子处。松属、某些山龙眼科、某些柏科等大约1200种植物采取这一策略。

一些豆科植物的种子具有坚硬、不透水的外皮,种子成熟后要经过休眠期,之后受到火的冲击才会发芽。还有一些植物的种子,根据燃烧产生的化学物质感知火灾的发生才发芽。

野火之后获新生

野火过后,先恢复的是草本植物,之后是灌木,最后才是乔木。

植物体不仅有茎、叶等地上部分,也有根这样的地下部分。这就是小草在野火中存活的秘诀。

火后的一片焦黑并不代表植物已被烧死,一些植物的根系、地下茎和种子都可以在火灾中幸存,只待春风的召唤。

野火是生态演化的推进力

野火并不总是反面的。野火促进了地球系统的物质循环,促进了生物演化和生物多样性的发生。生态学上的中间扰动假说认为,间隔期合适的野火有利于植被的更新换代。而热多样性-生物多样性假说则认为,火灾使生态系统出现新的类似马赛克的小片异质植被分布,生态位更加多样化,有助于生物多样性的提升。

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