柔軟的樹(shù)根是如何鉆進(jìn)巖石里的？

特絲·約斯

自然學(xué)家早已經(jīng)注意到，樹(shù)根能通過(guò)疏松的土壤深扎到下方堅(jiān)硬的基巖里，不過(guò)這種罕見(jiàn)的“入侵”曾被認(rèn)為只是一件奇事。2013年，水文學(xué)家丹妮拉·倫珀深入考察了加利福尼亞州北部的山坡，她發(fā)現(xiàn)樹(shù)根會(huì)從巖石汲取大量的水分，因?yàn)榈叵滤畷?huì)滲入并儲(chǔ)存在巖石的孔隙和裂縫中。對(duì)此，生態(tài)水文學(xué)家埃麗卡·麥考密克表示：“我們想要評(píng)估這種現(xiàn)象到底有多普遍?！彼齺?lái)自得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校倫珀實(shí)驗(yàn)室，倫珀實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)決定繪制美國(guó)大陸上植物從基巖取水的地圖。

基于2003到2017年間的美國(guó)地質(zhì)數(shù)據(jù)，研究人員確定了美國(guó)哪些地區(qū)的森林和灌木林地生長(zhǎng)在基巖上，而且它們的樹(shù)根能伸入巖石。他們隨后利用已知的降水率、蒸發(fā)率和土壤濕度，計(jì)算出了有多少未知的循環(huán)水，他們推測(cè)這些水有可能儲(chǔ)藏在巖石深處。這項(xiàng)發(fā)表于《自然》的研究表明，對(duì)于許多植物而言，基巖中的水遠(yuǎn)非最后的選擇。美國(guó)至少有24%的喬木和灌木會(huì)定期從基巖取水，滿(mǎn)足它們對(duì)水分的需求，即便在雨量正常的年份亦是如此。而且，在炎熱干燥的加利福尼亞州和得克薩斯州，樹(shù)木所需的50%以上的水分都來(lái)自基巖。

基巖水可以幫助一些樹(shù)木抵御氣候變化造成的干燥天氣。不過(guò)，在全球變暖的背景下，雖然有科學(xué)項(xiàng)目試圖預(yù)測(cè)植物在未來(lái)會(huì)通過(guò)什么樣的方式獲取水分，卻都忽略了植物可以從巖石中獲取水分的現(xiàn)象。蘇珊·施溫寧（并未參與這項(xiàng)研究）是美國(guó)得克薩斯州立大學(xué)的生態(tài)學(xué)家，她說(shuō)：“新研究的作者認(rèn)為，植物從基巖中取水并不是一個(gè)地區(qū)性的特殊現(xiàn)象，因此應(yīng)該從更廣泛的角度來(lái)進(jìn)行研究?！眰愮瓯硎荆芯咳藛T現(xiàn)在關(guān)注的是，加利福尼亞州的植物是如何利用基巖水應(yīng)對(duì)這里嚴(yán)重干旱的天氣的。

最初，相對(duì)柔軟的樹(shù)根是如何鉆進(jìn)巖石里的？施溫寧表示，事實(shí)上，基巖和土層會(huì)慢慢混合在一起。隨著時(shí)間推移，向下滲透的雨水會(huì)侵蝕深層的基巖，使基巖形成節(jié)理（巖石的裂隙，一種精細(xì)的斷裂結(jié)構(gòu)）。手指狀的根須可以從這種裂隙伸進(jìn)去，并在需要時(shí)汲取裂隙中積蓄的水分。細(xì)菌和真菌附著在根部，這有利于增加根部的表面積，并能協(xié)助根部從最小的裂隙里汲取水分。倫珀說(shuō)：“樹(shù)根在石頭的裂隙里找到了這個(gè)美麗的家園，對(duì)于它們來(lái)說(shuō)，土壤底下是一個(gè)全新的世界。”