在網(wǎng)絡(luò)和一些文獻(xiàn)中,苔蘚能分解巖石并讓巖石變成土壤的說(shuō)法比比皆是。其中,有一種說(shuō)法流傳最廣——苔蘚能夠分泌液體或酸性物質(zhì),把巖石溶解掉。但是,苔蘚植物真的能讓巖石變土壤嗎?
不管巖石多么堅(jiān)硬,一旦出露或接近地表,與水圈、大氣圈、生物圈接觸后,就會(huì)面臨“槍打出頭鳥(niǎo)”的境遇。地表的物理和化學(xué)環(huán)境如同螞蟻啃骨頭,讓巖石逐漸疏松、崩解,化學(xué)成分發(fā)生改變,最終變成大小不等、結(jié)構(gòu)疏松的巖屑。但是,這僅是土壤的初始狀態(tài),在氣候與生物漫長(zhǎng)的共同作用下,巖屑才能最終變成可供植物生長(zhǎng)的土壤。
巖石風(fēng)化是指巖石在自然界中受到風(fēng)、水、溫度、壓力等自然力的作用而發(fā)生的物理、化學(xué)或生物變化。那么,在巖石風(fēng)化和土壤形成的過(guò)程中,植物又扮演了什么角色呢?
植物會(huì)對(duì)巖石產(chǎn)生物理風(fēng)化作用。例如,苔蘚的植物體和假根在巖石的縫隙中伸展,又因干濕交替發(fā)生膨脹、收縮及凍融,就能使巖石形成裂縫。
生物在新陳代謝過(guò)程中會(huì)分泌各種化合物,它們能將巖石表面溶蝕出根狀的印痕。例如能夠直接生長(zhǎng)在裸露的巖石上的地衣,會(huì)分泌多種地衣酸——地衣酸并不是一種具體的酸,而是一個(gè)統(tǒng)稱,科研人員目前從不同地衣中檢測(cè)出的地衣酸已達(dá)25種。再如,有些地衣分泌的草酸釋放氫離子,與巖石中的鈉、鉀、鈣等陽(yáng)離子發(fā)生交換而溶解巖石。
既然植物可以化學(xué)風(fēng)化巖石,苔蘚植物能分泌酸性物質(zhì)把巖石變土壤嗎?
種子植物的根系會(huì)分泌檸檬酸、草酸、乳酸等有機(jī)酸,起到調(diào)節(jié)土壤酸堿度和促進(jìn)土壤微生物活性的作用。但是,苔蘚的根與種子植物的根系完全不同,是沒(méi)有組織分化的假根。
苔蘚的假根是由植物體表皮細(xì)胞突出形成的無(wú)色、單列細(xì)胞,多呈絲狀,可以固著和支撐植物體;吸收、含蓄水分,保持莖葉濕潤(rùn);產(chǎn)生原絲體或芽胞,發(fā)育成新的植物體,但沒(méi)有種子植物根系的分泌功能。此外,不是所有苔蘚都有假根,泥炭蘚屬、裸蒴苔屬就沒(méi)有假根;苔蘚植物的莖和葉也沒(méi)有分泌酸性物質(zhì)的功能。
因此,“苔蘚的根系會(huì)分泌酸性物質(zhì)”的說(shuō)法,沒(méi)有科學(xué)依據(jù)。
被子植物體含有糖類、脂肪、核酸和蛋白質(zhì)等有機(jī)物。糖類、脂肪和氨基酸(構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位)代謝出萜(tiē)類、酚類和生物堿等次生代謝物。
苔蘚植物也有次生代謝物,例如泥炭蘚的次生代謝物為糖醛酸。糖醛酸分解釋放出的氫離子,會(huì)與環(huán)境中的鎂、鈣、鉀等陽(yáng)離子進(jìn)行交換,使環(huán)境中的氫離子增加,酸性增強(qiáng)。
值得一提的是,泥炭蘚并不是因?yàn)轶w內(nèi)積累了糖醛酸而主動(dòng)釋放出氫離子的。當(dāng)環(huán)境中沒(méi)有可交換的陽(yáng)離子時(shí),其周圍環(huán)境的酸堿度不會(huì)發(fā)生變化。
泥炭蘚分布在沼澤、濕地、泥炭地、高山苔原,或水濕巖面、滴水石壁上。這些習(xí)慣了在水濕巖面上“飛檐走壁”的泥炭蘚種類,可與周圍環(huán)境進(jìn)行陽(yáng)離子交換,使周圍水環(huán)境呈酸性。
那么,是否可以將泥炭蘚鋪在花盆土壤中,作為土壤酸堿調(diào)和劑呢?答案是否定的。因?yàn)榛ㄅ柰寥鲤B(yǎng)不活泥炭蘚,一層死的泥炭蘚也起不到酸解環(huán)境作用。其他類苔蘚,例如地錢、真蘚、青蘚等類群,雖然可以在花盆基質(zhì)上存活,但沒(méi)有分泌酸性物質(zhì)的功能。
而且,隨著頂端或上層的不斷生長(zhǎng),基部或下層的苔蘚會(huì)慢慢死去,變成腐殖質(zhì)。所以,很有可能還沒(méi)有等到巖石變成土壤,苔蘚自身就先腐爛了。
雖然苔蘚難以把巖石變成土壤,但它們是土壤構(gòu)成的“先鋒隊(duì)”——在其他植物不能生存的巖面拓荒后,基部苔蘚不斷腐爛以及攔截空氣中流動(dòng)的塵埃,漸漸形成一層薄土,從而為其他維管植物提供生長(zhǎng)條件。
苔蘚和地衣的一些類群雖然在外觀上有些相似,但卻是兩種完全不同的生物類型。
苔蘚是一種非維管植物,這意味著它們不能像其他植物那樣通過(guò)導(dǎo)管和篩管傳輸水分和養(yǎng)分,主要通過(guò)葉片直接吸收。
地衣則是一種由真菌和藻類或藍(lán)細(xì)菌組成的共生體。真菌為藻類提供了結(jié)構(gòu)支持和保護(hù),而藻類通過(guò)光合作用為真菌提供養(yǎng)分。
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