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。