森林是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),它們之間竟然也存在復(fù)雜的“社交網(wǎng)絡(luò)”。
加拿大一位名為蘇珊·西蒙德的研究者曾在1991年做過這樣一個有趣的實(shí)驗:實(shí)驗對象是80棵紙樺、道格拉斯冷杉和北美喬杉。實(shí)驗器材包括防毒面具、蓋革計數(shù)器、顯微鏡、熊噴霧劑等,還有裝滿放射性碳-14二氧化碳?xì)怏w的注射器,以及裝滿穩(wěn)定性碳-13二氧化碳?xì)怏w的高壓瓶。蘇珊·西蒙德用塑料袋把植物套起來,向袋中注射失蹤同位素二氧化碳,并用遮光布蓋住道格拉斯冷杉,使其無法通過光合作用固碳,然后向紙樺中注射放射性碳-14二氧化碳,向道格拉斯冷杉注射穩(wěn)定性碳-13二氧化碳。使用兩種同位素的目的是為了檢驗兩個物種間有沒有雙向交流。1小時后,植物充分吸收二氧化碳,經(jīng)過光合作用固碳,并輸送到根部。她將套在紙樺上的塑料袋取走,用蓋革計數(shù)器檢測紙樺的樹葉,有讀數(shù)就說明紙樺已經(jīng)吸收放射性二氧化碳。然后,她再用蓋革計數(shù)器檢測道格拉斯冷杉的針葉,結(jié)果也有讀數(shù)!由于道格拉斯冷杉吸收的是穩(wěn)定性碳-13二氧化碳,它的葉子本不該具有放射性,蓋革計數(shù)器有度數(shù)說明紙樺把放射性碳-14通過根部輸送給了道格拉斯冷杉!
“這就像紙樺和冷杉在交談一樣。紙樺說:‘嗨,需要幫忙嗎?’。冷杉答:‘嗯,我被遮光布遮住了,不能光合固碳,能不能給我一點(diǎn)碳?’。然而,北美喬杉則沒有放射性讀數(shù),這說明北美喬杉‘自成一體’,與紙樺和道格拉斯冷杉不在一個系統(tǒng)里。”蘇珊·西蒙德形象地描述這一過程。
蘇珊·西蒙德做的80組實(shí)驗都顯示,紙樺和冷杉之間存在一種“雙向交流”。在夏天,紙樺輸送給冷杉的碳要比冷杉輸送給紙樺的碳更多些。但進(jìn)入秋天,紙樺樹葉枯萎的早些,而冷杉還在生長,所以冷杉輸送給紙樺的碳更多些。她認(rèn)為,這兩個物種是相互依存的,它們之間不光有競爭關(guān)系,還有合作關(guān)系。另外,紙樺和冷杉之間不光有碳的交流,還有氮、磷、水、信號、激素等的交流。
這些交流涉及真菌和菌根的作用。比較常見的真菌就是森林里的蘑菇。蘑菇會生出白色的菌絲,然后與植物根形成共生體“菌根”。真菌細(xì)胞和植物細(xì)胞間進(jìn)行碳和營養(yǎng)物的交換。菌根不僅連接同物種的植物,還連接不同物種,形成一個“地下網(wǎng)絡(luò)”。地表下有著無窮無盡的生物通道,就像一個地下世界。有時地下菌絲體總長度可達(dá)數(shù)百公里。這些通道把樹木連接起來,使它們能夠互相交流,形成一個有機(jī)體,甚至是一個“智慧體”。一棵中樞樹可以與數(shù)百棵樹相連,并且中樞樹會“養(yǎng)育”幼苗。蘇珊·西蒙德等利用同位素示蹤法發(fā)現(xiàn),中樞樹會把多余的碳通過菌根網(wǎng)絡(luò)輸送給幼苗。這種“養(yǎng)育”可以使幼苗的存活率提高4倍。
那么“母樹”能夠“認(rèn)出”同物種的幼苗嗎?答案是肯定的。“母樹”通過菌根網(wǎng)絡(luò)輸送給同物種幼苗的碳比輸送給其他物種幼苗的多。除此之外,“母樹”還會向幼苗傳遞“經(jīng)驗”“智慧”。這種“經(jīng)驗”不僅以碳的形式,還以防御信號的形式傳遞。這些“經(jīng)驗”可以提高幼苗對環(huán)境壓力的抵抗力。森林并不只是一棵棵孤立的樹,而是由各種網(wǎng)絡(luò)和中樞構(gòu)成的一個復(fù)雜系統(tǒng)。這使得森林具有一定的適應(yīng)性,但同時又很脆弱。因為森林系統(tǒng)中中樞樹有時就像飛機(jī)上的螺絲一樣,拆掉關(guān)鍵部位的幾個,整個系統(tǒng)就會崩塌。
“地下世界”是一個重大發(fā)現(xiàn),能夠改變?nèi)藗儗ι值恼J(rèn)識。蘇珊·西蒙德說,皆伐現(xiàn)象在加拿大很嚴(yán)重,工業(yè)機(jī)器的轟鳴似乎不可阻擋。像山楊和樺樹這樣的物種都被商業(yè)價值更高的松樹和冷杉取代了。2014年,世界資源研究所稱,過去10年,加拿大的森林干擾率居全球之首,達(dá)到每年3.6%。這是保持可持續(xù)發(fā)展所能接受的森林干擾率的4倍。而氣候變化會讓森林干擾更加嚴(yán)重。
那我們該怎樣幫助森林呢?蘇珊·西蒙德提出4條建議。第一,人們需要走進(jìn)森林,提升當(dāng)?shù)鼐用駥ι挚沙掷m(xù)管理的參與度。第二,我們需要保護(hù)成熟林,減少砍伐。因為成熟林是“基因倉庫”,還具有大量的中樞樹和菌根網(wǎng)絡(luò)。第三,如果我們要砍伐,也要盡量保護(hù)“遺產(chǎn)”,也就是中樞樹、菌根網(wǎng)絡(luò)和基因庫,使得森林系統(tǒng)的“智慧”能夠傳承下去。第四,森林作為一個復(fù)雜的系統(tǒng),擁有很強(qiáng)的自我修復(fù)能力,菌根網(wǎng)絡(luò)的修復(fù)速度很快。我們需要利用人工種植或自然再生,幫助大自然自我修復(fù)。
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