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第6章 植物(5)

植物的根具有特别庞大的分枝系统,根系的扩展范围一般都大于地上部分的扩展范围。科学家曾经对一年生苹果苗木的根系做过细致的观察,发现根的分枝总数达50000条之多,而树干的分枝却不超过10条,也就是说根的分枝能力是地上部分的数千倍。植物的根在地下盘根错节,就像无数只手一样牢牢地抓住土壤,既可以把植物体固定在土壤中,又起到了防沙固土的作用。

根吸收水分和矿物质的主要部位是根毛,根毛的数目因植物种类不同而各异。一株黑麦平均每天长出11490万条根毛,如果把这些根毛连接起来可达80千米长;而一株黑麦从萌发到抽穗,约有150亿条根毛,这些根毛就像无数个微型水泵,可以源源不断地从土壤中吸收水分和矿物质。

因此人们在山坡、沙地,河堤上植树造林和种草,可以起到涵养水源、防止水土流失的作用。

知识点:根系、分枝、根毛、水泵

为什么森林被破坏后容易出现水旱灾害

有人说森林就是一个“绿色的水库”,事实也是如此。森林就像一座巨大面积的天然的蓄水库,它能够调节水分,蓄水保土。当雨水落到森林上面时,林冠就将雨水截留了大约15%-40%,针叶截留少,阔叶截留多。余下的雨水,除5%-10%从林地表面蒸发以外,50%-80%都被林地上的一层厚而松的腐烂枯枝落叶的“海绵地毯”吸收。这些水分渗入土壤中,少部分供给林木生长的需要,大部分渗透到土壤下层,变成了地下水。这种地下水经过土壤的层层过滤后,又迂回曲折地变成清水流向下坡或流出地面。

现在全国各地都在进行植树造林,很多地区在荒山坡岭绿化造林以后,地下水位都有了明显的升高,其原因也在这里。真正从林地表面流走的雨水,大约只占总降雨量的1%。因此,在森林地区下雨不会造成水灾或产生水土冲刷和侵蚀,而是“青山常在,绿水常流”,因而可以大大减轻旱涝对农业生产的威胁。

相反,如果山上或坡地没有足够的林木覆盖,情况就截然不同了。大雨一来,直接打到裸露的土地上,泥沙随水冲走,就会形成严重的水土流失,甚至形成泥石流。在这样的地区,大雨酿成洪灾,无雨又闹旱灾;而且大量肥沃的表土随水流走,土壤日趋瘠薄。不仅如此,大量泥沙淤积水库,垫高河床,危害更大。

知识点:绿色水库、地下水、雨水、裸露、泥沙

为什么从年轮上可以看出树木的年龄

树木都是比较长寿的。自然界中常有许多百年以上的大树,甚至也有上千年的古树,要知道它们的年龄,乍一看,好像是件难事。可是,当人们了解了树木的生长特性以后,也就可以大体说出一株树木的年龄来。“数年轮”就是一种很好的方法。

年轮,顾名思义,就是树木茎干每年形成的圆圈圈。在树木茎干的韧皮部内侧,有一圈细胞生长特别活跃,分裂极快,能够形成新的木材和韧皮组织,被称为形成层,可以说,树干的增粗全靠它的力量。这些细胞的生长情况,在不同的生长季节中有明显的差异。春天到夏天的天气是最适于树木生长的,因此,形成层的细胞分裂较快,生长迅速,所产生的细胞体积大,细胞壁薄,纤维较少,输送水分的导管数目多,称为春材或早材;到了秋天,由于形成层细胞的活动逐渐减弱,产生的细胞当然也不会很大,而且细胞壁厚,纤维较多,导管数目较少,叫做秋材或晚材。

选一段从大树树干锯下来的木头观察,你可以发现,原来树干是一圈圈构成的,而且每一圈的质地和颜色有所不同。通过上面的分析,我们就可以断定:质地疏松、颜色较淡的就是早材;质地紧密、颜色较深的就是晚材。早材和晚材合起来成为一圆环,这就是树木一年所形成的木材,称为年轮。照理,年轮一年只有一圈,因此,根据树木年轮的圈数,我们就很容易知道一株树的年龄了。但是,也有一些植物如柑橘,年轮就不符合这种规律,我们叫它为“假年轮”,因为它们每一年能够有节奏地生长三次,形成三轮。因此,不能把它当成三年来计算。

年轮,可以说是树木年龄的可靠记录,但并不是了解树木年龄的唯一法宝。因为不是所有树木的年龄,都可以用数年轮的办法来测知的,只有温带地区的树木,年轮才较显著。热带地区的树木,由于气候季节性的变化不明显,形成层所产生的细胞也就没有什么差异,年轮往往不明显。因此,要想推算它的年龄当然也就比较困难了。

知识点:年轮、形成层

为什么说地球上的氧气是从

植物光合作用中得来的

光合作用中得来的地球上的大气中,约含有21%的氧气。氧气是一切动植物和人类生活所不能缺少的东西。那么,氧气是从哪里来的?

人们从地质、化学、天体物理的研究和理论上的推断,得知几十亿年前,地球上的大气层里有氮气、氢气、水蒸气和二氧化碳等,唯独没有氧气。即使由于太阳光的紫外线辐射,产生一些氧气,也很快被用掉,贮存不起来。地球上这么多的氧气,究竟是怎么来的呢?人们继续研究,知道原始的生物是靠着发酵作用而生活的,它们逐渐演化,大约20多亿年前,才出现了能进行光合作用的植物,即利用叶绿素吸收阳光,分解水而放出氧气,同时还原二氧化碳合成有机物。开始是小量的、局部的,逐步地发展扩大,大气层里的氧气也逐步积累增多。到了大约6亿年前,氧气的浓度达到了现在的1%;大约4亿年前,氧气的浓度达到了现在的10%;随着多细胞生物、陆生植物的飞速发展,氧气也迅速增加,到了约3亿年前,就已达到现在的水平。这样,高等动物才逐渐演化出现。动物和细菌是消耗氧气的,刚好与光合作用相反,它们吸入氧气,呼出二氧化碳。另外,还有岩石的氧化、海洋的缓冲,都促使大气中的含氧量逐渐稳定下来。这样,两个矛盾过程的对立统一,就出现了相对的平衡。

光合作用的产氧量是很大的,有人估计,按照现在地球上植物的情况,每年可产生氧气1000多亿吨。大气中的氧总量不过200多万亿吨,可以说现在空气中的氧气,平均每隔2000年都要经过植物光合作用循环更新一次。假设一旦空气中的氧全没有了,按照现在的光合作用数量,也只要2000年就能全部恢复现在的水平。从地球演化史来看,2000年是个极短的时间,按现在光合作用的速度,维持大气中现有的氧气是绰绰有余的。

现在空气中的氧气是在增加,还是在减少呢?因为没有长期的资料,还不能断定。近代地球上的植物是比过去某一个时期少了,二氧化碳也少了(大气中约含有0.03%)。但是,由于工业的发展,每年要燃烧掉几十亿吨的煤炭和石油。按此计算,每年进入大气的二氧化碳,相当于它原含量的0.7%;就算它耗用了等量的氧,那么,空气中的氧气每年所减少的量,也只是总氧量的0.01%,只是光合作用每年产氧量的2%,因此,地球上的氧气量一时是不会有什么显著变化的。

知识点:光合作用、氧气、二氧化碳

为什么人离开植物不能生存

人与植物的关系息息相关。

首先,人必须依靠植物提供氧气,只有植物能制造氧气。如果说一个人几天不吃饭、几天不喝水且有一息尚存的话,几分钟不呼吸就可能性命难保,氧气可是人生命活动的第一需要!一个成年人每天呼吸约2万多次,吸入氧气0.75千克,呼出二氧化碳0.9千克。植物既是天然氧气“制造厂”,又是二氧化碳的“广阔市场”。有人做过统计,1公顷阔叶林,在生长季节每天能制造氧气750千克,吸收二氧化碳1000千克。所以算起来,只要有10平方米的林木,就可以供给一个人氧气的需要量,并把呼出的二氧化碳吸收掉。因为有植物源源不断地补充氧气,空气中的氧气才能保持基本恒定。相反,如果没有植物,地球上的氧气只要500年左右的时间即可用完。所以,人能够得到生命活动所需要的氧气,必须归功于绿色植物。

其次,人的食、衣、住、用,样样离不开植物。在远古时代,人类由于没有学会种植粮食,在200多万年的漫长岁月里,为了找寻食物,不得不过着游牧生活。今天,人类生活虽然安定了,但人与植物的关系也还是生命攸关。试想,我们吃的粮食、蔬菜、油料、水果,哪一样不是植物?肉类、蛋品、奶类、鱼类这些人类不可缺少的营养品,乍看起来并不是植物,但间接来源于植物。人们的衣着来自植物的纤维,人们治病的药物有一部分从植物中获得。植物界中的木材,那更是“多才多艺”,造房屋、架桥梁、铺枕木、作矿柱,没有木材不行;家具没有木材不行……许多植物是不可缺少的工业原料。总之,人的食、衣、住、用不论是直接或间接都得依赖于植物,没有植物,人和其他生物都无法生存,地球就将成为一个没有生命的寂静世界。

还有,随着人们生活水平的提高,多么需要一个绿树成荫、百花争艳的环境呀!试想,如果人们长期生活在一个没有树木花草,没有绿色植物的一片灰蒙蒙的环境里,将会是什么滋味?

知识点:人、植物、氧气、二氧化碳

为什么森林可以调节气候

森林是天然的蓄水库、是气候的调节器,也是保持水土的卫士。

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