今年,长江流域多地出现了持续的高温干旱天气,重庆、南京等地也持续刷新着有气象记录以来的最高温度。在这样的天气里,人类尚且可以借助树荫、房屋或空调等,寻求一份清凉,而植物只能裸露在大地之上,接受阳光的炙烤。高温+干旱,它们是怎么渡过难关的?让我们到著名的“火炉”南京去看一下。
在南京的大街小巷,栽种有大量的英国梧桐作为行道树。
多年来,当地的英国梧桐均在11月中旬前后,叶片逐渐变黄,进而变为红褐色,最终随风飘落。往年11月下旬的景色,南京钟山风景区的英国梧桐,而今年自七月起,南京持续的高温干旱天气,在八月中旬,路边的英国梧桐,叶片已纷纷开始变黄凋落,给人以深秋的错觉。今年八月中旬南京植物园路英国梧桐受到此次极端天气的影响,高大繁茂的英国梧桐提前脱落部分叶片,可以有效降低水分的需求,这便是它应对环境变化的智慧吧。
看到这里,大家可能会疑惑,常见的行道树不是应该叫法国梧桐么?其实,这是近百年来我们对它最大的误会。常见的这种梧桐树,名叫英国梧桐(双球悬铃木),是17世纪初,英国人用美国梧桐(单球悬铃木)和法国梧桐(三球悬铃木)杂交获得的优势杂交种,英国人称为“伦敦悬铃木”。
这个杂交种大大提高了梧桐树的生长适应性,因其成材快、树冠大、适应性强和耐修剪等特点,在全球多个国家和地区被大量栽种用作行道树,因此也被称为世界行道树之王。
挺拔的大树具有庞大的根系,面临暂时性的缺水时它们可以从地下土层中获取水分。那小花小草如何应对高温缺水环境呢?作为江南夏末秋初开花植物的颜值担当,石蒜属植物往年会因品种不同次第开放。在今年持续的高温干旱天气下,它们开花更频繁了。
八月初,南京中山植物园中的长筒石蒜和中国石蒜开始盛开。一周有余,它们的花朵相继干枯并结果。随着八月底降温与降雨到来,它们又神奇般地迎来第二春,在开败的花丛中又抽出无数的花枝,令人称奇。
石蒜属植物鹿葱作为石蒜属的早花种群,本应在八月初盛开,而今年直到八月底降温降雨后才纷纷冒出头来,迎风绽放。
石蒜属植物是多年生草本球根花卉,它们没有庞大的根系,主要依靠地下形似大蒜头一般的鳞茎,储存生命发育所需的大部分营养和水分。即使我们把石蒜鳞茎挖出后,遗忘在角落几个月,只要栽种起来,它们依然可以正常生长。今年的气候异常,直接造成南京地区多种石蒜属植物花期推迟。
这给了园艺师一个提示:正常情况下,石蒜属植物的花期只到九月中旬前后,如果在人工繁育过程中采取合理的高温和断水措施,也许可以借助它们的应对机制来改变花期,这样就可以让这些美丽的花朵在十一假期盛放。
当然,不是所有的植物都可以有效应对此类极端天气,很多植物会焦黄、枯死和萎蔫。真正可以有效应对极端天气的植物,多数已在历史的长河中经受住了此番磨难。最为人所熟知的,要数家庭园艺大量栽种的多肉植物。
南京中山植物园多肉多浆温室可不要认为多肉植物仅仅是指仙人掌科和景天科植物,它们或是圆滚滚布满尖刺,或是萌哒哒如观音坐莲。其实,多肉植物是个很大的家族,包括番杏科、大戟科、夹竹桃科和龙舌兰科等几十个科的上万种植物。它们有一个共同特征:生长在干旱或部分时段干旱的地区,植株的根茎叶器官中,至少有一个可用于储藏水分的肉质组织,这样即使它们在一段时期缺水,体内储存的水分也可以满足自身生长发育的需求。
大部分仙人掌科植物为了适应干旱的环境,经过长期的演化,叶片逐渐退化成刺状,肉质的茎膨大用于储存所需的养分和水分。同时,肉质茎的表皮也进化成绿色,替代叶片进行光合作用。根据茎的形态不同,仙人掌有不同的类型。我国民间最常见的仙人掌科植物,肉质茎呈掌状,称为仙人掌也就再恰当不过了。
当然,还有长得像圆球的,称为仙人球;长得像圆柱的,称为仙人柱;有的茎呈扁平的叶形,如昙花;有的呈鞭柱状,如金纽;还有的由多个三角形疣状突起组成球形,远看形如甲虫,被称为甲虫牡丹,有着“植物界的大熊猫”之称。
仙人掌科植物通体布满刺,分为硬刺和毛刺,生长在一个个被称为刺座的位置,这里也是仙人掌开花结果的点。仙人掌的刺,存在即合理,不但可以替代叶片减少水分的蒸发,同时还兼具防御功能,可有效防止被啃食, 据说还可以调节植株温度。有研究认为仙人掌看似光滑的刺表面,密布的细微结构还可以凝集露水,为植株补充水分。
除了硬刺,仙人掌的毛刺也同样有它存在的价值。有一个颜值颇高的类群,称为白毛类仙人掌,这类仙人掌身上长满白色的柔毛,除了可以有效抵御高强度的紫外线外,它长长的柔毛也可以凝集空气中的水汽。需要注意的是,白毛类仙人掌虽软萌可爱,但它实为可远观而不可亵玩焉,在白色的柔毛下面还是布满尖锐的细刺的,想要撸毛可是要面临被扎的风险。
还有个有趣的点,当我们细看仙人掌的肉质茎,除了上面密布的刺,它的一个个刺座就好比一个个绳结,当仙人掌吸收储存大量的水分时,这些密布的绳结好似组成一个网兜,把胖嘟嘟的茎包裹其中。而且,无论是仙人球还是仙人柱,它们都有纵形的楞。
我们可以把这些仙人掌比作车胎,因为这些纵楞的存在,当仙人掌喝足了水分,这些楞就会慢慢开展,不会因膨胀而炸裂;同样的,当旱季来临,仙人掌体内的水分快速消耗,纵楞又会向内收缩,确保它的茎始终保持固有的形态,不会因水分丧失而瘪掉,实为可盐可甜的用水高手。
从上面这些植物中,我们可以总结出植物的生存智慧:如果长期的雨水缺失加上炎热的天气,地表和土壤中的水分逐渐散失,植株体内的水含量也在慢慢失衡,当达到极点,植物首先便会凋落叶片以求保全植株。植物在应对高温干旱过程中,除了会提前落叶和结果外,还有很多应对机制。它们可以通过改变叶片形态、叶表皮诱生蜡质成分和改变气孔大小等调节自身生理平衡。
科学研究还发现,植物也会通过细胞渗透压调节、激素调节、诱导产生抗氧化酶和脱落酸等,应对高温和干旱胁迫。地球上植物种类繁多,还有很多植物都有着它独特的用水智慧,需要我们共同去研究和探索。它们依水而生,不断适应所处的水环境,共同构建我们星球丰富的生物多样性。