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核灾难后的绿色传奇

2013-01-21 22:46:20

作者:陈金法 张新权 

194586815分,美国在日本广岛投下了人类历史上第一颗原子弹——“小男孩”。在核爆区内,几乎一切生物荡然无存,有人甚至断言,广岛将从此变成一座死城;同年9月,在对核爆中心附近的树木进行科学调查时,人们惊奇地发现,5株银杏树竟然在“末日武器”的强大威力下生存了下来。到了第二年,存活的银杏树还长出了新芽;其中一株离核爆中心仅1000米远的银杏,成为最先恢复萌芽的植物,而且并未出现多大的畸形。这株名叫“宝仙”的银杏被人们称为核爆炸中最幸运的银杏树,它也一跃变成广岛原子弹爆炸的纪念标志之一。 

银杏为我国特有树种,是植物界的活化石,在经历了第四纪冰川的严峻考验后活了下来,成为银杏科硕果仅存的树种。它具有强大的生命力和抗火灾、抗核辐射、抗病虫害的能力。 

自然界和人类社会在历史长河中面临着各种考验,有的是天灾,更多的是人祸,核辐射产生的危害便是典型的代表之一。幸运的是,核辐射的阴云并未永远遮蔽天空,受到核辐射伤害后的广岛、长崎以及切尔诺贝利废墟,那些曾经的生命禁区,现在已被绿色所覆盖,呈现出一派欣欣向荣的景象,植物以其顽强的生命力续写着生命的传奇。它们凭借的又是怎样的法宝呢? 

核辐射的危害性 

在自然界和人工产生的元素中,有些能自动发生衰变,并放射出肉眼看不见的射线,这些元素统称为放射性元素。对生态环境造成重大灾难的核辐射有原子弹爆炸和核泄漏两种形式,后者造成的生态灾难较前者更为严重。典型的例子是苏联乌克兰地区切尔诺贝利核电站发生的事故:8吨多强辐射物质混合着炙热的石墨残片和核燃料碎片喷涌而出,释放出的辐射量相当于日本广岛原子弹爆炸量的400多倍。根据联合国2005年发布的一份报告,切尔诺贝利核电站爆炸事故使4000人患癌症死亡,尽管那里的辐射水平在过去20多年中急剧下降,但该地区至今仍存在一些“热区”。大多数受污染地区的辐射水平为每小时300微西弗,这是正常辐射水平的1200倍。专家估计,完全消除这场浩劫的影响最少需要800年。 

核辐射不仅对人体的健康危害极大,甚至可致人死亡,而且它对整个自然界生态系统也会造成严重冲击。在切尔诺贝利核电站爆炸发生的第一年,离核反应堆最近的动物全部死亡。时至今日,在切尔诺贝利的河里虽然仍有鱼儿漫游,但它们体内含有大量铯、钚等放射性物质。切尔诺贝利地区鸟类畸形病变的数量增多,繁殖能力大幅下降,在它们下的鸟蛋里面,也只有5%能孵化。由于食物来源受到污染,高辐射地区的鸟类数量减少50%,只有不到1/3的鸟类能活到成年。在大多数受污染地区,鸟类赖以生存的昆虫经历了同样的遭遇,包括授粉者在内的昆虫对辐射污染增加都很敏感,如熊蜂、蝗虫、蝴蝶等,它们的数量减少得更多,其多样性也有所降低。 

此外,核灾难对植物也有影响。其中,核爆炸对植物的危害与核泄漏造成的危害是不同的。 

核爆炸产生的冲击波、光辐射、早期辐射以及放射性污染是摧毁其周围一切物体的主要力量。早期辐射在原子弹爆炸的十几秒内产生,主要是穿透力很强的中子流和γ射线。给植物带来毁灭性灾难的则是冲击波和光辐射,冲击波的强大冲击力足以摧折树木,好在树木具有庞大的根系,可以将躯干尽可能固定在地上,减少被掀翻的可能性。 

光辐射是核爆炸瞬间产生的达到几千摄氏度的高温火球,它向四周辐射光和热,又称热辐射。光辐射的高温能够烧毁地上的一切可燃部分。在原子弹爆炸中心周围700米范围内,人们至今未能发现任何树木重生的奇迹,因为树木的燃点通常只有250℃,在上千摄氏度的高温之下,即使是深植于地下的植物根茎也不能幸免。那些从光辐射下存活下来的树木,除了距离爆炸中心相对较远外,更多是依赖某种程度的幸运,比如残垣断壁对强光的遮挡阻碍,特殊环境对燃烧的阻隔作用等。 

相对而言,早期辐射对植物的影响较小,因为植物对辐射的耐受能力较强;但这种耐受力也不是无限的。像日本的长崎和广岛,虽然在核爆炸后的废墟上得以重建;但在两地的核爆中心点,至今仍是真正的不毛之地,无法种植任何植物。 

与核爆炸相比,核泄漏带来的灾难要严重得多。切尔诺贝利核电站爆炸发生的第一年,距离核反应堆以西15002000米内的针叶树和松树全部死亡,距离核电站7000米内的树木大都相继死亡,隔离区内的松树、云杉等树木发生了落叶或者叶片颜色改变的情况,比如隔离区内著名的红树林,就是因为松树受到过量辐射而导致树叶统统变红。有些松树还长出褐色的怪枝,显示出树木因核辐射而出现巨变。核辐射还给这里所有的野生苹果都下了毒,如果谁不小心咬上一口,就会比白雪公主睡得更长久,可能再也不会醒来。 

“禁区”里的生命传奇

事实上,在广岛核爆炸中,银杏树并不是唯一的幸运树种,除银杏外,还有一株樟树顽强地生存了下来,它距离核爆中心也只有1200米。不仅如此,人们进一步研究后发现,不少其他物种也存活了下来,如芦荟、竹子、野生食用菌松茸等,其中,存活下来最多的植物就是蕨类(如红薇菜)。广岛和长崎核爆炸发生后,最先长出的植物是鱼腥草,还有红景天、刺五加、云芝、松果菊、芍药、金银花等,植物强大的涅槃重生能力令人惊叹。 

在切尔诺贝利核电站事故发生后,核电站周围30千米范围被划为隔离区,至今仍严格限制人员进入,成了生命禁区。在人们的想象中,那里应该是一块毫无生气的死寂之地;事实恰恰相反,隔离区内杂草丛生,路边的白桦树、白杨树、松树等树木在辐射的刺激下疯长,又高又茂盛。一栋栋楼房成了空无一人的危房,墙上密布郁郁葱葱的爬山虎。在切尔诺贝利附近的普利佩雅特(核发电厂工人的聚居地),随处可见红艳艳的野生苹果,树下的落果仿佛给大地铺上了一条深红色的地毯。 

不仅植物在慢慢恢复元气,而且动物也逐渐适应了那里恶劣的环境。由于人迹罕至,隔离区内繁茂的植被为动物提供了栖身之所和食物来源,有超过400个物种的动物,包括280种禽类和50种濒临灭绝的动物在隔离区内生活。因为缺少了人类的干涉,那里成了野生动植物的乐园,它们在隔离区内无忧无虑地生活。 

奥秘何在 

植物之所以能在核灾难中恢复过来,要受到许多因素影响,其过程也极为复杂。除了植物本身具有极强的生命力以外,适宜它们生存的环境也是不可缺少的因素。 

科研人员发现,不同树种对核辐射的耐受力不尽相同,针叶树比阔叶树对辐射要敏感得多,针叶树中的云杉比松树更敏感。在切尔诺贝利核泄漏事故发生的第一年,核电站周围1000公顷内以针叶树为主的森林逐渐死亡,即为最好的例证。然而,生命之火不熄,这些死去树木的种子落地生根后,萌发出新的生命,绿色又得以恢复。在切尔诺贝利事故后的26年间,污染区慢慢复苏,树木生长起来了,动物也迁徙回来了,接下来,动植物好像完全恢复了正常。 

适者生存,永远是自然界不变的法则。由于核辐射强度会随着时间的推移而快速衰减,加上植物的适应性也在逐步增强,因此,植物对辐射的耐受能力亦会有所提高。当辐射剂量低于0.1GyGy1千克被辐照物质吸收1焦耳的能量为1戈瑞)时,就不会对树木造成任何可见的伤害。 

树木具有极强的生命力,这得益于树木的无限分生能力。在树木的树皮和木质部之间有一层薄薄的组织,那就是形成层。它向内分生木质部,形成木材;向外分生韧皮部,形成树皮。树木不仅有分生能力,其细胞的再生能力也非常强。通过快速细胞分裂,被杀死的植物细胞可以迅速得到补充。正是得益于形成层的作用,树木可以健康生长几百年、几千年,甚至上万年。只要形成层还在,即使主干中空,树木也能生生不息。 

除了复制得快、恢复得快以外,树木细胞还有另一种“秘密武器”——每个细胞都携带了该物种的全套遗传信息。完整的信息使得树木细胞除了能复制自己以外,还有能力制造出其他类型的细胞。所以,即使某种类型的细胞全部被辐射杀死,其他细胞也可以很快填补上损失。

另外,许多植物都具有对辐射伤害的自我保护能力,如前文提到的银杏树在核辐射之下仍能顽强生存。科学研究发现,银杏提取物(GBE)中含有20多种抗辐射的微量元素、白果内脂及黄酮类化合物等生物活性成分,它们通过激活抗氧化剂谷胱甘肽的生成可以减轻氧化损伤,能抑制自由基引起的细胞凋亡,这就是银杏树具有辐射防护作用的秘密所在。该发现也为人类找到对抗辐射的良药提供了方向。 

对人类的启示 

大自然是一具活的有机体,具有神奇的恢复功能,这也意味着生命的传奇将会延续。与核辐射相比,人类对环境的影响可能更为巨大。切尔诺贝利地区在人类离开后很快恢复了勃勃生机,而一向自诩为地球主宰者的人类,在自身制造的灾难面前,竟然比我们视为“低等”的草木要脆弱得多。对于大自然,或许我们应该多一份尊重、热爱和珍惜。

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