野火烧不尽,春风吹又生:植物与火的关系

作者: 魏周睿

来源: 科学大院

发布日期: 2023-10-31 07:01:47

本文探讨了植物如何适应火灾以及火灾对植物多样性的影响,揭示了火灾在自然界中并非全然有害,某些植物甚至能借助火灾实现繁荣。文章还介绍了人工控制火灾在保护生物多样性方面的应用。

提到山火,很多人就会想起这样的景象:烈焰燎原,大火毁灭了一切。不过在自然界中,并非所有山火都是百害而无利。虽然山火总是会对森林带来无可估量的破坏,但有些植物不仅在熊熊烈火中摸索出了生存之道,甚至能凭借燎原的野火走向繁荣。不仅如此,人工“驯服”的山火还可以成为保护生物多样性的一门利器。

在大多数人的想象中,火灾频发的地区一定是环境恶劣,生物较少。其实不然,山火肆虐之地的物种丰富度与其他地区相比并不逊色,甚至更加出色。例如,夏季炎热干旱,冬季温和多雨的地中海型气候,就很容易引发森林火灾。而世界上的五个地中海型气候区(地中海盆地、美国加利福尼亚、智利中部、南非开普地区和澳大利亚西南部),无一例外都是生物多样性热点地区。

在地中海型气候下,频繁的火灾几乎都出现在炎热干旱的夏季,这就使火灾具有高度周期性和可预测性,成为一种合适的选择压力,改变了当地植物的进化方向。目前已有一些假说解释火促进植物多样化的机理。生态学上的中间扰动假说认为,如果火灾间隔期太短,植物可能来不及产生种子等繁殖体而被淘汰;间隔期太长又可能已超过植物的生命周期;而间隔期合适的火有利于产生或储存了足够种子的植物进行自我更新。

植物是从什么时候开始适应火灾的呢?4亿年前的木炭化石证明植物很早以前就必须面对火灾的威胁。一些研究显示,裸子植物在约1亿年前就出现了部分适应火烧的性状,而被子植物在白垩纪的广泛传播也与当时大气中含氧量高、火灾频发有关。在与火同行的漫长岁月里,对火的适应使一些植物谱系在竞争中更有优势,促成了它们的兴盛。

例如,松属Pinus作为裸子植物中最大的属,包含100多个物种,占据着北半球广阔的针叶林,其扩散和多样化就与对火的适应密切相关。

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