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李瑄

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雨林的秘密花园

2013-01-31 14:27:26

晨曦中的雨林看上去如此安静,层层重叠的巨树在上空紧密联合,森林里藤萝交织,让人寸步难行,树干和树枝的表面也覆盖有各种细小的植物,有时候甚至看不出大树的本来面貌。这些植物仿佛从天而降,没有任何部位与地面相连,它们就像是大树的房客。当季节合适,它们中的一些成员也会悄然绽放,散发出宜人的馨香。绚丽多彩的花朵占据了树干和枝头,犹如一座座美丽的“空中花园”,让人们误以为是在仙境中流连……

 

独辟蹊径求生存

 

鸟巢蕨是这众多房客中的一个,它附着在树干的表面,利用大树的支撑尽量向高空生长。生长在地上是不智的,巨树的林冠层截去了大多数的光线,靠近地表的位置愈发阴暗,而植物根系的激烈竞争和枯枝落叶发酵引起的窒息也让它们受不了。不过,和人们想像中不同的是,鸟巢蕨对大树房东没有更多的要求了,而是自力更生地获取水分和营养,科学家用一个专门的词汇来称呼它们之间的这种关系——附生。

 

附生植物在热带雨林中很常见,它们牢牢占据了维管束植物种类的四分之一,有些地方甚至在一半以上。苔藓和蕨类,以及兰科、凤梨科、天南星科、茜草科……许多人们熟悉的植物都是其中的重要成员。尤为奇妙的是,这些植物的营养器官都或多或少地衍生出一些特殊的结构,便于它们吸收水分和获取养分。

 

鸟巢蕨在根部形成致密而交织的块状,看上去就如同它名称描绘的那样,像一个巨大的鸟巢。这种构造帮助它收集尽量多的雨水和枯落物,当枯落物逐渐堆积形成腐殖质,就能为它们提供营养。有时候还会有蚂蚁在鸟巢蕨的根部筑巢,成为它们获取营养和土壤的好帮手。

 

另外一些植物的吸水机理也十分特殊,这里面以苔藓和凤梨最引人注目。矮小的苔藓匍匐在树干表面,它具有密集而能够吸水的毛状结构,在空气湿度达到一定程度时就能从空气中吸收水分,有趣的是,苔藓叶枯萎后并不脱离茎干,而是依旧依附于植株体,这些枯叶中含有较多吸水能力强的死细胞,可谓是“化作春泥更护花”。凤梨科植物则靠一种绒毛状的结构吸水,这是由几个盾形的死细胞覆盖在一串突出的活细胞上形成,当空气中的水分与死细胞接触时,就会被捕捉,进而被里面的活细胞吸收,然后通过输导组织转运。一些兰科植物中也有类似由死细胞吸水的结构。

 

开源节流是它们共同的策略,有的植物具有假鳞茎或者枝干肥大多汁,可以贮存较多的水分;有的植物则叶片肥厚,并且叶片的表皮角质化,使它们在平时尽量少地丧失水分。

 

科学家用叶面积指数来衡量植物的特征,这是一个重要的参数,与光能的截取、水分平衡、CO2及物质循环都有关。在一些研究显示,雨林中的附生植物叶面积指数高达160(温带落叶林中一般为3~6),表面积如此巨大,这无疑是它们引以自豪的本领。

 

附生植物往往悬挂在高空,那么它们是怎样到达树上的呢?原来,很多附生植物的孢子或种子都能够依靠风力传播;凤梨和榕树则奉献出柔软多汁的果实,换取小鸟或者其他动物对种子的传播,粘性的果肉也能够帮助种子附着在树干的表面。它们各显神通,不遗余力地争取生长的机会。

 

房客的回报

 

作为慷慨行为的回报,这些大树房东并非一无所得。附生植物营造的温暖家园成为昆虫或者其他动物的栖息地。谁能猜得出蚯蚓能在30米高的大树枝上挖掘腐殖质,又或者白天活动的蟑螂可能是大树的传粉者?就连绿双冠蜥也能安然停留在远离河道的附生凤梨上,要知道,这个挑剔的家伙向来是生活在水边。还有一些研究表明,全球20﹪~25﹪的无脊椎动物仅仅出现在林冠中,其中相当一部分是植物的授粉者。

 

在过去的许多年里,因为无法近距离接触,附生植物和它们生长的林冠就像是一个被遮蔽的“黑箱”,人们看不清楚真相,以为它们之间彼此独立。20世纪70年代以来,随着单绳攀爬技术的应用,科学家终于进入林冠,那些被湮没的事实呼之欲出。

 

有的学者把附生植物比喻成电容,因为它们的存在可以控制雨季带来的洪水和侵蚀,并为即将到来的旱季储存水分。它们的作用是惊人的,在同一树冠中,附生植物能够使周围环境的水分损失较它们不存在时减少五分之一。除此以外,它们对雾水的吸收表现得更好,像天南星科的爬树龙,每克植株通过叶片吸收的雾水量几乎是林生芒果的一百倍。雾水中含有大量的铵离子和硝酸根离子,是大多数植物生长所需,但是这些水分很难穿透地表的枯落层进入土壤,被树木的根系利用,这时候往往就轮到附生植物大显神通了。

 

在养分循环方面,附生植物也有值得骄傲之处。它们在旱季完成对营养元素的贮存,之后通过雨水的淋溶使这部分养分汇入森林生态系统的养分循环。甚至它们死去之后,留下的残骸也能够回报给宿主大树。在很多热带森林中,附生植物的躯体和残骸构成了地上生物量和养分库的重要部分,占到叶中总养分含量的45﹪。有些宿主大树干脆就在空中生长出林冠根,专门用来吸收附生植物残骸中的养分,铁心木属、樟属、柞木属的一些植物都有这样的特点。

 

无声的厮杀

 

并非所有的房客都温柔可人,桑科榕属的一些植物就是异类,尽管它们和林中大树的缘分也是从附生开始,最后却往往要拼个你死我活。

 

黄葛榕和董棕的战争很早以前就开始了,它的种子在一次无意的旅行中来到这棵董棕的枝桠上。种子在适宜的条件下萌发,生长出气生根。这些气生根环绕着宿主的树干,悄无声息地向四周延伸,有的顺着大树“爬行”而上,有的则悬挂在半空,慢慢地垂向地面,扎入土中。董棕并没有察觉,直到有一天,这些气生根彼此交织,在它的树干周围缠成紧密的一圈,便成了它噩梦的开始。看上去两棵树还是如此亲昵,互相依偎,可谁知道生长在里面的那棵树正日渐枯槁?在地下,它的根系竞争不过掠夺者,每日里处于饥渴的状态;在地面,它的树干被紧紧包裹,无法增粗;在树冠上,那有限的阳光早已被后来者掠夺。温柔的表现逐渐褪去,内在的残酷开始显露出来。

 

也许在很久之后,董棕最终会出现颓态,它的鲜活不再,躯干被松鼠和白蚁穿进穿出,慢慢腐朽、剥落,在夜风中发出哀婉的低吟,这已经是它们最后的生命之歌。再若干年后,这些不甘和悲愤都会消失殆尽,只剩下黄葛榕独立生存。

 

这种故事在雨林中每天都发生,胜利的主角不单单是黄葛榕,还有高榕、斜叶榕、垂叶榕……人们把雨林植物间的这种残酷厮杀称作“绞杀”。

 

花园的支柱

 

人们再不敢轻忽雨林中的植物,为了生存,它们总有这样那样狡黠的行为。看上去笨重的大树,是否就只是呆呆地立在原地呢?当然不。

 

为了尽可能地获得阳光,它们也要尽量向高空发展。雨林中的中、上层乔木,一般高三四十米,望天树则有七八十米高,它们的树干也很宽大。有些无奈的是,这些树木的根系很难深入到空气缺乏的深土层中,为了获得稳定的支撑,它们便采取向地面空间发展的策略。榕树的“独树成林”就是一种很有效的方式。其他的树木,如多花嘉榄、四数木等,选择的是把树干的基部向四周延伸,形成像一堵堵墙一样的板根,解决了“头重脚轻”问题。当然,这其中也许还由我们不清楚的遗传基因所控制,因为有板根现象的树木,在它们还是小树时往往就具有小板根,之后随着树木的长高而加大。

 

还有一些树木,如印度榕,它们的根系则尽量向地表延伸、扩张,形成地面根,也有很好的支撑效果。并且这些地面根彼此愈合,形成网状根系,还能阻止其他植物侵入它们的领地。

 

雨林之中并没有隐士,宁静的表现下往往暗潮汹涌。对所有生活在其中的植物来说,无论借助其他的力量或是凭借自身的本领异化,都是为了生存。当我们逐渐揭开雨林的面纱,露出那些或温馨或残酷的真相,才正是植物的智慧所在。

 

(旧文原稿,文章见《科学世界》)

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