“吃”霧的森林

編譯 方陵生

“吃”霧的森林

編譯 方陵生

這是一片神奇的森林，只需“吃”霧就能滿足其生長(zhǎng)所需的大部分水分。

通往弗賴豪爾赫國(guó)家公園的崎嶇小道被一片沙漠所包圍。該公園位于智利中部偏北地區(qū)，氣候干燥，一年的降雨量還不到150毫米，其干燥荒漠的地形地貌讓人聯(lián)想到美國(guó)西南部的荒地，卻絲毫不見(jiàn)亞馬孫流域郁郁郁蔥蔥的美景。然而，游人乘車沿著小道緩緩上行，物換景移，眼前呈現(xiàn)出另外一片天地——在太平洋沿岸海拔450至610米的蜿蜒山脈上，是一片充滿活力的小型熱帶雨林，覆蓋著大約180畝土地。高聳的樹(shù)木向上延伸直達(dá)30米。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，森林天篷上點(diǎn)綴著各種蕨類、苔蘚和鳳梨科植物。游人如果下車，沿著上坡的小徑從灌木叢走進(jìn)森林中，就會(huì)突然感覺(jué)天上在下雨。其實(shí)這并不是從天上的云中落下的雨水，而是從森林天篷樹(shù)冠上滴下來(lái)的霧滴。在科學(xué)家的眼中，這是一片神奇的森林——森林中的樹(shù)木吸收空氣中的水分的效率是如此之高，它們只需“喝”霧就能滿足其生長(zhǎng)所需水分的3/4。

“喝”霧和“吃”霧

這片被圍困在沙漠中的雨林綠洲是如何維持生機(jī)的呢？科學(xué)家所揭示的秘密讓人驚訝：這里的樹(shù)木“喝”霧，甚至還“吃”霧。

生態(tài)系統(tǒng)學(xué)家凱瑟琳·C·韋瑟斯研究霧對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響已長(zhǎng)達(dá)25年，但她至今對(duì)森林“吃”霧的神奇機(jī)制還是感到難以置信。她說(shuō)，一踏入霧林，你就會(huì)明顯感到進(jìn)入了一個(gè)非比尋常的生態(tài)系統(tǒng)，樹(shù)木、葉片、苔蘚和鳳梨科植物都非常擅長(zhǎng)于吸收懸浮在大氣中的微小水滴，它們“喝”霧、“吃”霧的本領(lǐng)無(wú)與倫比。

弗賴豪爾赫國(guó)家公園位于一片一直向南延伸約960千米的巨大熱帶雨林帶的北端，越往南去，氣候越潮濕，森林也越濃密，但在干燥的夏季，森林的生存仍然離不開(kāi)霧。為了生存，這里的每一種生命都發(fā)揮著自己獨(dú)特的作用：苔蘚和地衣像海綿一樣吸收著空氣中的水分；樹(shù)葉最大程度地伸展開(kāi)來(lái)，但不是向著太陽(yáng)的方向，而是迎向飄入林中的霧氣；落葉堆積在枝丫上，形成一個(gè)個(gè)小小的土堆，蕨類、苔蘚和鳳梨科植物在里面安營(yíng)扎寨；樹(shù)的嫩芽伸向這些森林的“寄宿者”，和它們分享濕氣和水分；鳥(niǎo)類、甲蟲(chóng)以及其他一些生物，在干旱的夏季里為尋找水源，也會(huì)尋尋覓覓來(lái)到這里，然后在有意無(wú)意間為森林中的各種植物傳播種子和花粉。

更為神奇的是，弗賴豪爾赫森林中的樹(shù)木不但從霧中獲取水分，它們還從霧中獲取營(yíng)養(yǎng)。從太平洋飄來(lái)的霧氣中含有豐富的氮和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如磷、鈣和硫，當(dāng)霧氣飄飄蕩蕩越過(guò)高高的山脈時(shí)，就將這類支持生命的物質(zhì)運(yùn)送到了沿岸的森林里。韋瑟斯認(rèn)為，如果沒(méi)有從海洋飄來(lái)的霧氣，弗賴豪爾赫雨林可能早就“餓”死了。

生態(tài)系統(tǒng)學(xué)家韋瑟斯

享受海流帶來(lái)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

在多數(shù)情況下，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都是從陸地流向海洋的，山區(qū)更是如此，可是在弗賴豪爾赫國(guó)家公園，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng)卻是相反的——從海洋流向陸地。這是為什么？韋瑟斯將來(lái)自各個(gè)不同學(xué)科的研究成果綜合在一起，試圖破解這一自然生態(tài)系統(tǒng)之謎。

苔蘚和地衣迎向飄入林中的霧氣生長(zhǎng)。

相對(duì)于全球氣候系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，霧是由局部氣候條件形成的。像智利這樣的沿海低洼地區(qū)，通常會(huì)受到平流霧（也叫海面霧）的影響。在智利沿岸，溫暖的海洋空氣必須穿過(guò)一片冷水帶才能抵達(dá)陸地，這片冷水帶是由亨博爾特海流造成的。這是一股緩慢向北移動(dòng)的海流，沿著南美洲的太平洋沿岸，流經(jīng)3000多千米，從智利南部一直抵達(dá)赤道。溫暖的空氣從涼爽的海面吸收水汽，海邊的夜風(fēng)則將海面上形成的霧氣緩緩?fù)葡騼?nèi)陸。

亨博爾特海流向北流去，然后轉(zhuǎn)個(gè)彎折向西。洋流的攪動(dòng)將海底寒冷而富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的海水帶到海洋表面，養(yǎng)育了無(wú)數(shù)的微生物和藻類，洋流因此成為地球上最具孕育生命能力的海洋生態(tài)系統(tǒng)之一。而韋瑟斯的研究發(fā)現(xiàn)，陸地生態(tài)也在共享這片海水中的養(yǎng)分：海風(fēng)和海浪將海面的浮沫浮渣高高拋向空中，與霧氣融合在一起，然后緩緩飄向內(nèi)陸。霧可容納的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或污染物的濃度是雨所能承載的5至300倍。

其實(shí)，最初引起科學(xué)家關(guān)注的，并不是霧中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而是由人類產(chǎn)生的污染物。自1948年和1952年相繼發(fā)生籠罩美國(guó)賓夕法尼亞多諾拉和英國(guó)倫敦上空的致命煙霧事件之后，科學(xué)家就開(kāi)始研究霧氣中的化學(xué)成分。到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家已經(jīng)證明，霧氣中的污染物正是酸雨形成的原因（酸雨可能導(dǎo)致作物生長(zhǎng)遲緩，對(duì)森林造成損害）?，F(xiàn)在，韋瑟斯和其他科學(xué)家確認(rèn)，云和霧都是酸和其他污染物的主要載體，云和霧將酸和其他污染物傳送到極其遙遠(yuǎn)的地方。云層并不一定會(huì)帶來(lái)大量雨水，但云層中一定攜有大量的污染物。事實(shí)上，霧就是靠近地面的云，所以無(wú)需降雨，霧也可以將海面上的大量污染物或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳送到陸地植被。

為了確定云層的污染程度和雨水的酸性度，上世紀(jì)80年代，韋瑟斯帶著全套的采霧設(shè)備來(lái)到智利南部地區(qū)，因?yàn)榕c世界任何地方相比，這里的雨水最純凈?？伤l(fā)現(xiàn)，即使在這里，霧氣中也含有一定的酸性物質(zhì)。更重要的是，她發(fā)現(xiàn)，霧氣中氮的含量之高大大超出預(yù)想。韋瑟斯想知道這些氮來(lái)自哪里。通過(guò)研究，她最終發(fā)現(xiàn)了森林“喝”霧、“吃”霧的秘密，以及在亨博爾特海流上空產(chǎn)生的霧氣中的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)弗賴豪爾赫森林的生態(tài)狀況所起的關(guān)鍵性作用。

各地霧林已成為觀察氣候變化的警示標(biāo)志。

氣候變化的警示標(biāo)志

那么，森林是如何學(xué)會(huì)“喝”霧、“吃”霧的呢？雖然在現(xiàn)代智利的沿海地區(qū)只存留下了一些小片森林，但在遠(yuǎn)古時(shí)期，這里曾經(jīng)是與亞馬孫流域相接的大片森林。在過(guò)去500萬(wàn)年至2500萬(wàn)的漫長(zhǎng)歲月中，由于地球地質(zhì)活動(dòng)，安第斯山脈隆起，將一大片森林分隔開(kāi)來(lái)，如今安第斯山兩側(cè)的許多植物和動(dòng)物物種都存在著千絲萬(wàn)縷的親緣關(guān)系，就可證明這一點(diǎn)。在這種特殊的環(huán)境下，智利境內(nèi)的弗賴豪爾赫森林逐漸演化出了一種特殊的生存手段——從霧中獲取水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而成為一片不但“喝”霧，而且“吃”霧的森林。

來(lái)自海洋的霧飄入弗賴豪爾赫森林，高大的森林天篷以延伸到空中的樹(shù)枝和樹(shù)葉、松柏科植物以一叢叢狹長(zhǎng)的針葉截獲了那些隨風(fēng)飄來(lái)的水珠。研究發(fā)現(xiàn)，在大霧天氣里，樹(shù)液的流動(dòng)甚至?xí)l(fā)生逆轉(zhuǎn)：通常，樹(shù)木的根系從地下吸水，然后為樹(shù)葉提供水分；而在大霧天氣，捕捉到的大氣中的水分首先被樹(shù)葉吸收，然后通過(guò)枝枝丫丫向下流動(dòng)。研究人員推測(cè)，霧可能還起著另外一個(gè)作用：潤(rùn)濕樹(shù)葉，防止植物內(nèi)部的水分被釋放到空氣中去。

由霧氣輸送來(lái)的氮，對(duì)于智利沿海雨林的生存是至關(guān)重要的。雖然森林落葉中也含有許多營(yíng)養(yǎng)成分，為森林截留了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但新鮮養(yǎng)分的主要來(lái)源仍然是霧。研究人員試圖確定霧中氮的含量，并與其他的來(lái)源如雨水中氮的含量進(jìn)行比較。韋瑟斯認(rèn)為，智利沿海森林的生長(zhǎng)由于缺乏這一重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而受到限制，而霧則給森林帶來(lái)了大量的氮。

令科學(xué)家十分擔(dān)憂的是，全球變暖可能對(duì)弗賴豪爾赫森林和世界各地的霧林帶來(lái)不利影響。霧林對(duì)地球環(huán)境的多個(gè)方面都異常敏感，包括大氣環(huán)流、洋流以及空氣和土壤中污染物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量等。因此，氣候變暖對(duì)弗賴豪爾赫森林和世界各地的霧林都有可能構(gòu)成特別的危險(xiǎn)，例如大氣溫度和海洋溫度的增加有可能降低產(chǎn)生霧天的頻率，也有可能使霧氣升得更高，高過(guò)森林所在的山脈，讓能夠給森林注入生命活力的霧變得可望而不可及。

現(xiàn)在，世界上為數(shù)不多的以“喝”霧、“吃”霧為生的森林已成為科學(xué)家觀察氣候變化的一種警示標(biāo)志?？茖W(xué)家認(rèn)為，當(dāng)?shù)厍颦h(huán)境和氣候出現(xiàn)異常變化時(shí)，霧林總是最先出現(xiàn)預(yù)兆，但同時(shí)，霧林也在適應(yīng)著變化的環(huán)境。研究人員對(duì)250年前智利霧林樹(shù)木年輪的研究表明，盡管周期性的厄爾尼諾現(xiàn)象產(chǎn)生了一些極端干旱的天氣，但在那些時(shí)期內(nèi)，熱帶雨林中新生的樹(shù)木仍在繼續(xù)生長(zhǎng)。那么，面對(duì)下一輪氣候變化的考驗(yàn)，弗賴豪爾赫霧林和其他一些地方的霧林還能頑強(qiáng)地生存下去嗎？