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世界今日報丨明明是綠色的,為什么叫紅樹林?

時間:2022-07-13 16:30:04    來源:科普中國網(wǎng)    

每當(dāng)漲潮時,廈門市濱海濕地公園都會上演浪漫一幕——三座島上的樹林被海水淹沒,僅有一些較高樹種的林冠露出水面,宛若一片“海上森林”,如果從高空向下俯瞰,就會發(fā)現(xiàn)原來這是一副由愛心和五星組成的畫作。


(相關(guān)資料圖)

廈門下潭尾火炬大橋一側(cè),濱海濕地公園的紅樹景觀

(圖片來源:廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院)

但是看到這,一些內(nèi)陸的朋友們或許會好奇:居然有樹泡在海水里還能活著,甚至正常地生長繁殖,這也太神奇了吧?

沒錯,這種神奇的樹就是紅樹林。

一、葉子明明是綠色,憑什么叫紅樹?

具體而言,紅樹林泛指一類生長在熱帶和亞熱帶海岸潮間帶的木本植物,并不是某一個物種。至于為什么被稱為紅樹,顧名思義,并不是說它的樹葉是紅色,而是因為這類植物在一些情況下會呈現(xiàn)出紅色的外觀。

紅樹植物中的很多成員都屬于紅樹科(Rhizophoraceae),這些紅樹科物種的樹皮中含有一種叫做單寧的物質(zhì),與空氣接觸后會被氧化為紅色,這樣一來,可不就是“紅樹”了嗎?

紅樹植物樹皮中的單寧遇空氣后被氧化為紅色

圖片來源:environment.bm

紅樹植物根據(jù)其特性又可以分為真紅樹植物和半紅樹植物。真紅樹植物一般指的是僅分布在海岸潮間帶的物種,而半紅樹則是那些既可以生長在潮間帶,也可以在陸地上生存的物種。但不論是真紅樹植物還是半紅樹植物,它們有一個共同的特點,都可以在海水的周期性浸淹的環(huán)境下存活。

潮水漲起,漫過紅樹林

圖片來源:作者拍攝

這一點對很多植物來說是難以想象的。大家都知道,如果給家里的植物澆鹽水,沒幾天咱們的愛花可能就會“香消玉殞”。潮間帶海水周期性浸淹帶來的高鹽和缺氧環(huán)境對植物而言十分嚴(yán)酷,不僅如此,熱帶、亞熱帶地區(qū)海邊的高溫烈日對他們來講也是莫大的挑戰(zhàn)。

而紅樹植物的神奇之處就在于演化出了許多有趣的性狀,諸如特異的根系結(jié)構(gòu)、特殊的繁殖方式來適應(yīng)這樣嚴(yán)酷的環(huán)境。

二、不僅扎根厲害,還會“吐”鹽?

咱們先來看看紅樹植物奇特的根系結(jié)構(gòu),常見的紅樹植物的根系類型包括:支柱根、筍狀根、表面根、板狀根、指狀根和膝狀根等等。根據(jù)這些名字,大家應(yīng)該很容易想象出這些特異根系的大致模樣,這些特殊的根系內(nèi)含有豐富的通氣組織,可以幫助紅樹植物更好地進(jìn)行氣體交換。

紅樹植物的支柱根

圖片來源:asknature.org

此外,為了應(yīng)對高鹽環(huán)境,紅樹植物還衍生出了一系列避鹽和泌鹽的措施,一方面通過控制細(xì)胞內(nèi)鹽度在閾值之下來保護(hù)細(xì)胞免受高鹽的影響,另一方面則通過鹽腺等器官將鹽分排出體外。

紅樹植物的泌鹽現(xiàn)象

圖片來源:ocean.si.edu

三、胎生的植物,真的存在嗎?

比起上述這些妙招,紅樹植物還有一項應(yīng)對潮間帶極端環(huán)境的妙招胎生!說起“胎生”,大家大概不會覺得有什么特別,畢竟這對哺乳動物來說是太過常見。但是不是很難相信,在紅樹植物中,也存在所謂的“胎生”現(xiàn)象。

當(dāng)然,此胎生非彼胎生,但共同點都是后代在母體上就開始發(fā)育,發(fā)育成熟到一定階段才會脫離母體。這類“胎生”在水稻中也存在,不過叫做穗萌,穗上的水稻種子遇適宜的環(huán)境條件會立即發(fā)芽,這在農(nóng)業(yè)上會產(chǎn)生負(fù)面的影響,種子都萌發(fā)了,我們還吃個啥呀?

回到正題上,對不少紅樹植物而言,“胎生”現(xiàn)象指的是它們的種子在還沒有離開母體時就已經(jīng)萌發(fā),隨后成長為棒狀的胚軸,最后從母體掉落到潮間帶的淤泥中。

紅樹植物的胚軸

圖片來源:mangroveactionproject.org

胎生作為紅樹植物應(yīng)對潮間帶環(huán)境而衍生出的特殊繁殖機(jī)制,對紅樹植物生存、繁衍和擴(kuò)張的重要性不言自明。相比于成年個體,種子在惡劣環(huán)境下的存活無疑更具有挑戰(zhàn)性,這時候,如果可以在母體上萌發(fā),依靠母體的養(yǎng)分發(fā)育到一定階段,就可以增加這些“種子”們的存活率。

扎根在潮間帶的胚軸

圖片來源:參考文獻(xiàn)

而且,種子在母體上發(fā)育為胚軸不僅可以增加這些“紅樹寶寶”們在潮間帶的存活率,還可以讓它們在遠(yuǎn)渡重洋時披上一層堅固的“鎧甲”。

胚軸在發(fā)育過程中會積累一定量的單寧,就是前面提到的讓紅樹“變紅”的物質(zhì),單寧是天然的防腐劑,胚軸在順著洋流飄蕩時,單寧可以給予胚軸一定的保護(hù),讓其不易被海水腐蝕。不得不說,紅樹植物真是一個神奇的類群,在漫長的演化時光里,它們堅韌地成功應(yīng)對了艱苦環(huán)境帶來的調(diào)整。

四、海岸衛(wèi)士還能否繼續(xù)堅守?

由于圍墾、不當(dāng)開發(fā)等原因,自21世紀(jì)以來,全球紅樹林面積呈逐年下降趨勢,世界糧農(nóng)組織(Food and agriculture organization of the united nations, FAO)全球森林資源評估報告(2015)顯示:2015年全球紅樹林面積為14,752 kha,較2010年減少了3.98%。

1990-2015年世界紅樹林面積變化

圖片來源:作者自制

在國內(nèi),由于水產(chǎn)養(yǎng)殖、房地產(chǎn)開發(fā)、港口和碼頭設(shè)施建設(shè)等因素,紅樹林的生長領(lǐng)地遭到了侵占,不僅如此,水產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖帶來的污水排放和水體富營養(yǎng)化問題同樣對紅樹林造成了一定程度的破壞。

所幸,由于紅樹林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值愈發(fā)得到重視,國家加強(qiáng)了對紅樹林的保護(hù),并對紅樹林進(jìn)行生態(tài)修復(fù),人工林的面積也逐年增加。

紅樹林歷經(jīng)千萬年,漲潮時海水浸淹,猶如水中綠島;退潮時,盤根錯節(jié),猶如海岸衛(wèi)士般屹立于潮間帶,誰會希望“海中森林”就此消失呢?

參考文獻(xiàn):

Alongi, D. M. (2012). Carbon sequestration in mangrove forests. Carbon management, 3(3), 313–322.

Amos, W., & Harwood, J. (1998). Factors affecting levels of genetic diversity in natural populations. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 353(1366), 177–186.

Hoque, R. R., & Balachandran, S. (2019). Handbook of environmental materials management. C. M. Hussain (Ed.). Cham, Switzerland: Springer.

(注:文中拉丁文名應(yīng)為斜體)

出品:科普中國

作者:EVEE 北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院

標(biāo)簽: 紅樹植物 真紅樹植物 濕地公園

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