長白山植物篇：聽紫椴開花，給葉綠素的工作量來一場大考核

作者簡介：

戴冠華，中國科學(xué)院長白山森林生態(tài)系統(tǒng)定位站副站長。

主持完成科技服務(wù)項目10余項，院士咨詢項目一項，主持授權(quán)實用新型專利一項，第一作者以及合作作者發(fā)表文章50余篇。

研學(xué)點位：中國科學(xué)院長白山森林生態(tài)系統(tǒng)定位站

長白山定位站位于長白山國家級自然保護區(qū)，創(chuàng)建于1979年，同年加入了聯(lián)合國MAB（人與生物圈計劃）。1989年長白山站被批準為中國科學(xué)院開放站，1992年被批準為中國科學(xué)院生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN）重點站，1993年加入“國際長期生態(tài)學(xué)研究網(wǎng)絡(luò) （LTER）”，2000年被批準為國家重點開放實驗站試點站，2005年被批準為國家野外站，定名為吉林長白山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站。2022年獲得中國生態(tài)學(xué)學(xué)會科普教育基地和吉林省普通高中綜合素質(zhì)評價社會實踐基地的稱號。

長白山是世界上公認的歐亞大陸北半部最具代表性的典型自然綜合體，是世界上同緯度地區(qū)保存最完好、面積最大的原始森林分布區(qū)。巨大的海拔差異，導(dǎo)致水熱條件的明顯不同，從而形成了長白山從上而下明顯的環(huán)境梯度，造就了長白山類型多樣的自然植被，構(gòu)成了獨特的自然景觀格局。

在水平距離僅40多公里的坡面上，包羅了從溫帶到極地水平上數(shù)千公里的植被景觀，有溫帶針闊混交林、寒溫帶針葉林、高山岳樺矮曲林、極地苔原等植物群落。長白山自然保護區(qū)內(nèi)獨有的自然景觀與動、植物區(qū)系，是世界上少有的“物種基因庫”和“天然博物館”，是科學(xué)研究的天然實驗室及宣傳環(huán)境保護教育的天然大課堂。

冬季的冰雪還沒有完全離開，長白山的早春植物就迫不及待地開啟了它的新篇章。它們不畏嚴寒，傲然屹立在那兒，迎著風雪怒放，點綴了黯淡無光的森林，給大自然帶來了勃勃生機。一年之計在于春，春天是充滿希望的季節(jié)，大森林的植物開始發(fā)芽、開花，孕育出新的生命 。

長白山的原始森林在夏季都是郁郁蔥蔥的，每次進入森林都讓人感覺到心曠神怡。如果你來到長白山，一定要去感受“聽紫椴開花”。紫椴是長白山闊葉紅松林的主要闊葉喬木樹種之一，高達20余米，每年的六月末七月初紫椴開花的時候，林內(nèi)的所有植物已經(jīng)是枝繁葉茂，從下往上看只能看見一片片綠色的葉子密布，根本看不見它的花。

如果在晴天，你一踏進森林就會聽到“嗡嗡嗡”的聲音在頭頂，這是什么聲音呢？哦，原來是辛勤的蜜蜂在采蜜。每當紫椴開花的時候，蜂農(nóng)們就會帶著蜜蜂來到長白山，這時蜜蜂就不辭辛勞，每天都往返于蜂箱與椴樹之間，為我們收集那甘甜的蜂蜜。蜜蜂采蜜時會震動著它的翅膀，一棵樹上會有幾萬乃至幾十萬只蜜蜂在一起采蜜，當所有發(fā)出的震動聚在一起就發(fā)出了巨大的“嗡嗡”聲。這時我們根本不需要去看，只需要聽就能知道紫椴是否開花了。

這就是自然界的奧妙所在。

2022年3月，習近平總書記在參加首都義務(wù)植樹活動時強調(diào)，森林是水庫、錢庫、糧庫，現(xiàn)在應(yīng)該再加上一個“碳庫”。森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要的“碳庫”，在調(diào)節(jié)氣候、緩解全球變暖的過程中發(fā)揮著重要作用。

為什么稱森林是“碳庫”呢？

森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，具有強大的固碳增匯功能，在生物固碳中發(fā)揮著主力軍的作用。長白山保護區(qū)有十幾萬公頃保存完整的原始森林，每年都吸收固定了大量的二氧化碳，為空氣質(zhì)量凈化提供了不可估量的作用。

那么植物是如何實現(xiàn)這一功能的呢？

植物和人一樣，要健康地成長，當然也需要食物了。不過，植物所需的食物大都是自己生產(chǎn)的。植物要生長首先就需要進行光合作用（光合作用是通過合成一些有機化合物將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程），而在光合作用的光吸收中起核心作用的葉綠素是光合作用的最重要色素，它存在于所有能營造光合作用的生物體，包括綠色植物、原核的藍綠藻（藍菌）和真核的藻類。葉綠素從光中吸收能量，然后能量被用來將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔铩?/p>

植物體上的每一片葉子就像是一個個“小工廠”，葉子里的葉綠素就是一個個“小工廠”里的“員工”。這些“員工”非常能干，能利用陽光的照射將水和二氧化碳合成糖、纖維素和淀粉等物質(zhì)，而這些正是植物最喜歡吃的美味食品。葉綠素很勤勞，每天太陽一出來就開始工作，就是在陰天、雨天太陽不出來時，它也能借用云層中透過來的微弱陽光來制造食物，直至天黑了才休息。

我們可以通過測定植物的葉綠素含量了解植物物質(zhì)轉(zhuǎn)化的程度和速度。這樣也就清楚地知道了植物吸收二氧化碳的速度和能力了。

研學(xué)知識小課堂：

所謂固碳，也叫碳封存，是指增加除大氣之外的碳庫碳含量的措施。固碳能夠?qū)⒍嘤嗟奶挤獯嫫饋?，不排放到大氣中。目前主要有物理固碳和生物固碳兩種方式——

物理固碳：將二氧化碳長期儲存在開采過的油氣井、煤層和深海里。

生物固碳：利用植物的光合作用，吸收大氣中的大量二氧化碳，將其轉(zhuǎn)化為碳水化合物，以有機碳的形式固定在植物體內(nèi)或土壤里。

在過去的10年中，生物固碳被認為是緩解全球變暖最具前景的方法。

1.花楸（qiū）樹

俗名：楸樹、馬加木、山槐子、絨花樹、紅果臭山槐、百華花楸、泰山花楸

產(chǎn)地：吉林、黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古

生境：海拔700～2500米的山坡或雜木林內(nèi)

物候期：花期6-7月，果期9-10月

用途：園林樹種、用材、入藥、果實可釀酒

拍攝地：吉林長白山（2022年11月積雪的花楸樹）

2.鈍葉瓦松

產(chǎn)地：吉林、黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古、河北

生境：海拔1200～2200米的巖石縫中

物候期：花期7-8月，果期8-9月

用途：觀賞

拍攝地：吉林長白山

3.高山龍膽

產(chǎn)地：吉林（長白山）、新疆、

生境：海拔1200～2500米的山坡草地、河灘草地、灌叢中、林下、高山凍原；

物候期：花果期7-9月

用途：觀賞、藥用

拍攝地：吉林長白山

4.篤斯越橘（藍莓）

產(chǎn)地：吉林長白山、大興安嶺（黑龍江、內(nèi)蒙古）

生境：海拔900～2300米的山坡落葉松林下、林緣；針葉林，泥炭沼澤，亞高山苔原和牧場

物候期：花期6月，果期7-9月

用途：果可食用、釀酒

拍攝地：吉林長白山