正文 1 生命之樹(2 / 3)

葉柄是葉片與枝相接的部分,它的主要功能是輸導和支持作用,葉柄能扭轉生長,從而改變葉片的位置和方向,使各葉片不致互相重疊,可以充分接受陽光。

托葉是葉柄基部的附屬物,通常成對而生。棉花的托葉為三角形,對幼葉有保護作用。豌豆的托葉大而呈綠色,可起葉的作用。

葉片由表皮、葉肉和葉脈三個基本部分構成。表皮包在葉的外麵,通常為一層,在上麵的叫上表皮,在下麵的叫下表皮,表皮是保護組織,對葉有保護作用。葉的表皮上有許多小孔,是氣體出入植物的門戶,叫氣孔。葉肉是薄壁組織組成的,通常分化為柵欄組織和海綿組織。葉肉是進行光合作用的主要場所。葉脈是葉中輸送水分和養料的結構。

(3)樹葉的功能

綠色植物的葉子能利用自己所含的葉綠素,吸收水分和二氧化碳,通過陽光進行光合作用,製造出糖類(主要為澱粉),這為人類和動物提供了食物來源。奇怪的是,人類雖然搞清了植物製造糖類的這一過程的原理,卻無法人工製造出澱粉,生產出糧食來,這其中的奧妙至今尚未能揭開。由於綠色植物有製造糖類的“特殊功能”,因而被譽為“第一生產者”。

1)光合作用:光合作用是綠色植物在可見光的照射下,將二氧化碳和水轉化為有機物,並將光能轉變為化學能儲藏起來,同時釋放出氧氣的過程。通過光合作用所產生的葡萄糖,是植物生長發育所必需的能源物質,也是植物進一步合成蛋白質、脂肪、纖維素及其他有機物的原料。對人和其他動物來說,光合作用的產物是直接或間接的食物來源,該過程釋放的氧氣又是生物生存的必要條件之一。農業生產中無論是糧食作物還是其他經濟植物,單位麵積的產量都直接與葉的光合作用有關。因此葉的發育和總葉麵積的大小,對植物的生長發育、作物的穩產高產都有極其重要的影響。葉片在不同的發育時期,其光合速率也不相同。新長出的幼嫩葉片,光合速率都比較低,所形成的光合產物難以滿足本身的需求,必須從成長葉片中獲取同化物;隨著葉片的長大,其固定二氧化碳的能力不斷增加,當葉片定型時,光合速率達到最大值;繼續發育,當葉片進入衰老時期,其光合速率又逐漸降低。同一植株上的葉,其形態、結構自下而上常呈一定的梯度變化,光合速率也不相同。

2)蒸騰作用:蒸騰作用是植物體內的水分以氣體狀態散失到大氣中去的過程。蒸騰作用與蒸發本質上是相同的,但是蒸騰作用的過程除受外界條件的影響外,還與植物的形態結構、生理過程的控製有關。葉是蒸騰作用的重要器官。植物根部吸收的水分,絕大部分通過葉的表麵積散失到體外。蒸騰作用在植物生活中具有積極的意義,它是根係吸收水分和植物運轉水分的重要動力,水分的運轉又能促進植物體內礦質元素的運輸;蒸騰作用還可以降低葉的表麵溫度,使植物葉片在強烈的陽光下不致於因溫度過高而損傷。

3)其他作用:植物的葉還有吸收能力,例如噴施有機磷殺蟲劑等農藥,可通過葉表麵吸收到植物體內;又如向葉麵上噴灑一定濃度的肥料,葉片表麵也能吸收。

有少數樹木的葉還具有繁殖能力,在葉緣上產生不定芽,芽落地後便可長成一株新植株。

植物的葉有多種經濟價值,很多樹木如香椿、花椒等的葉子可食用;薄荷、桑葉可藥用。另外,芳香油植物的臭檀、毛黃櫨等,也都是取材於植物體的葉器官。

(4)葉片的生活期

植物的葉有一定的生活期,一般來說,葉生活期限不過幾個月,也有能生活兩年甚至幾年的。葉生活到一定時期便會自然脫落,這種現象叫作落葉。木本植物根據落葉的情況分為兩種:一種是葉子隻生活一個生長季節,每當冬天來臨,就全部脫落,叫作落葉植物,如楊柳等;而另一種是葉子可生活兩年甚至多年,在植株上次第脫落,就全樹而言,終年常綠,叫作常綠植物,如鬆柏等。植物落葉的原因是葉柄基部形成離層,葉柄自離層處脫離,後來傷口則形成栓化細胞,並在枝上留下痕跡,叫葉痕。落葉一方麵是由於葉子機能的衰老,另一方麵是對不利環境的一種適應,可以大大減少蒸騰麵積,避免植物因缺水而死亡。所以有時落葉對植物並不是一種損失,而是一種很好的適應現象。

1.1.4希望之花

許多樹木都會開出鮮豔、芳香的花朵。這些花朵是植物種子的有性繁殖器官,可以為植物繁殖後代。花用它們的色彩和氣味吸引昆蟲來傳播花粉。繁殖過程始於傳粉,然後是受精,最後形成種子並加以傳播。對於高等植物而言,種子便是其下一代,而且是各物種在自然分布的主要手段。同一植物上著生的花的組合稱為花序。

(1)花的形態結構與組成

花是植物的繁殖器官,有各種形狀和顏色,一般長得很美麗,有的有香味,凋謝後結成果實。德國詩人、劇作家與博物學家歌德首先提出花是適合於繁殖作用的變態枝。這一觀點得到了化石記錄以及很多係統發育與個體發育證據的支持,並且能較好地解釋多數被子植物花的結構,因而沿用至今。

花的形狀千姿百態,大約25萬種被子植物中,有25萬種的花式樣。但是所有的花仍有共同的結構圖式,它們的組成通常為:

1)花柄:是連接莖的小枝,也是莖和花相連的通道,並支持著花。有長、短,或無。

2)花托:是花梗頂端略膨大的部分,著生花萼、花冠等部分,有多種形狀。

3)花萼:花最外輪的變態葉,由若幹萼片組成;常綠色,有離萼、合萼、副萼。有保護幼花的作用。

4)花冠:花第二輪的變態葉,由若幹花瓣組成;常有各種顏色和芳香味。有離瓣花、合瓣花。可吸引昆蟲傳粉,並保護雄蕊、雌蕊。

5)雄蕊群:一朵花內所有雄蕊的總稱。

6)雌蕊群:一朵花內所有雌蕊的總稱。多數植物的花,隻有一個雌蕊。

(2)花的功能

“花”在生活中亦常被稱為“花朵”或“花卉”。廣義的花卉可指一切具有觀賞價值的植物(或人工栽插的盆景),而狹義上則單指所有的開花植物。除了作為被子植物的繁殖器官,花卉還一直廣受人們的喜愛。花卉可以用於美化環境,而且某些還可以作為一種食物來源。

1.1.5勝利的果實

果實是被子植物特有的生殖器官,通常在開花授粉之後,以受精的子房為主體而形成,其中多包含有種子。但某些植物也可以通過單性結實而形成果實,這種果實在外形上與正常果實相似,但其中的種子沒有生殖能力,通常發生不同程度的退化,甚至完全消失。

(1)果實的結構

果實通常可分為種子和果皮兩部分。果皮又可分為外果皮、中果皮和內果皮(但在多數情況下難於區分),其中外果皮的表麵有時有各種形態的附屬物,如腺毛、鉤、翅等。對於可食用的果實來說,我們一般說的果肉,實際上是果皮的一部分,比如桃的肉質部分即為中果皮。

(2)果實的價值

果實與人類的生活關係極為密切。人們常吃的果品,包括蘋果、桃、柑橘和葡萄等,都富含葡萄糖、果糖與蔗糖,以及各種無機鹽、維生素等營養物質。這些果品不僅可以鮮食,美味可口,而且還能加工製成果幹、果醬、蜜餞、果酒、果汁和果醋等各類食品。

此外,在中國民間習用的一些中藥材中,棗、茴香、木瓜、柑橘、山楂、杏和龍眼等果實或果實的一部分常用來入藥。

1.2樹木與環境

環境是指樹木生存地點周圍空間的一切因素總和。環境因子中對樹木起作用的因子稱為生態因子,其中包括氣候因子(光、溫度、水分、空氣、雷電、風、雨和霜雪等)、土壤因子(成土母質、土壤結構、土壤理化性質等)、生物因子(動物、植物、微生物等)、地形因子(地形類型、坡度、坡向和海拔等)。這些因子綜合構成了生態環境,其中光照、溫度、空氣、水分、土壤等是植物生存不可缺少的必要條件,它們直接影響著植物的生長發育。

1.2.1樹木與光

光是樹木最重要的生存因子,樹木通過光合作用將光能轉化為化學能,為地球上的生物提供了生命活動的能源。影響光合作用的主要因子是光質(光譜成分)、光照強度和光照時間長度。

(1)樹木對光的要求

一般而言,樹木在白光下才能正常生長發育,但是白光中的不同波長段,即紅光(760~626納米)、橙光(626~595納米)、黃光(595~575納米)、綠光(575~490納米)、青藍光(490~435納米)、紫光(435~370納米),對樹木的作用是不完全相同的。藍光和紫光對樹木的伸長生長有抑製作用,但對幼芽的形成和細胞的分化均有重要作用,它們還能促進花青素的形成,使花朵色彩鮮豔。紫外線也具有同樣的功能,所以在高山上生長的樹木,節間均短縮而花色鮮豔。對樹木的光合作用而言,以紅光的作用最大,紅光有助於葉綠素的形成,促進二氧化碳的分解與糖類的合成;其次是藍光和紫光,藍光則有助於有機酸和蛋白質的合成,而綠光及黃光則大多被葉子所反射或透過,而很少被利用。

(2)光照時間與植物的生長發育

日照時間的長短除對植物的開花有影響外,對植物的營養生長和休眠也起重要的作用。一般而言,延長光照時數會促進植物的生長或縮短生長期,縮短光照時數則會促進植物進入休眠或延長生長期。蘇聯科學家曾對歐洲落葉鬆進行不間斷的光照處理,結果顯示受光照處理的植株的生長速度加快了近15倍。我國對杜仲苗施行不間斷的光照處理,使其生長速度提高了1倍。對從南方引種的植物,為了使其及時準備過冬,則可用短日照的辦法使其提早休眠以增強抗逆性。

1.2.2樹木與溫度

溫度和光照一樣,是樹木生存和進行各種生理生化活動的必要條件。樹木的整個生長發育過程以及樹種的地理分布等,都在很大程度上受溫度的影響:隻有在一定的溫度條件下,樹木才能進行正常生長,過高、過低的溫度對樹木都是有害的。樹木的生活是在一定的溫度範圍內進行的,不同溫度對樹木的作用是不同的。我們通常所講的溫度三基點,是指樹木的某一個生理過程所需要的最低溫度、最適溫度和不能超過的最高溫度。

(1)溫度直接影響樹木的自然分布

氣溫越低,樹木生長越矮,低於一定溫度的環境隻能生長草類。一般說來,一年中最熱月的平均氣溫如果低於10℃,當地就不能生長喬木。中國位於中低緯度,即使最北的黑龍江省漠河縣,最熱月平均氣溫亦達18.4℃,依然林海莽莽。中國因夏季氣溫過低而影響樹木生長的情況隻發生在海拔較高的高山地區,如東北海拔2000米以上的山區,華北海拔3000米以上的山區,青藏高原海拔3500~4500米的山區等。在上述環境中,最熱月平均氣溫略高於10℃,喬木已明顯變矮,在武夷山主峰附近和雲南橫斷山脈雲嶺上部,可以看到這種由於主幹上分枝間距縮短而形成的小巧玲瓏、十分美觀的樹形。

夏季的最低氣溫決定了樹木是否可以生存,冬季的最低氣溫則決定生存樹木的種類。從東北到華南,從高山到海拔較低的地區,由於冬季最低氣溫的逐漸升高,樹木種類也從耐寒的寒溫帶針葉林演變到溫帶的闊葉落葉林、不耐嚴寒的亞熱帶闊葉常綠樹種,以至鬱鬱蔥蔥不見天日的赤道雨林。

經濟林木的分布對溫度的要求更加嚴格。溫帶的蘋果樹一般最低耐受溫度為-30℃左右的最低氣溫,因此東北蘋果一般隻分布在渤海和黃海沿岸。亞熱帶的柑橘不能耐受-9~-7℃低溫,如果最低氣溫低於-9℃,柑橘會遭到毀滅性的凍害。因此長江以北種柑橘無經濟價值。熱帶作物橡膠,氣溫5℃時就會受到凍害,這就是中國熱帶緯度上仍不一定能種熱帶作物的原因所在。

中國各大城市的行道樹木也可以體現許多樹木與氣候的關係。北方屬溫帶氣候,多采用闊葉落葉樹作行道樹種,甚至亞熱帶的長江中下遊地區也是如此。因為這些地區夏天的太陽高度和氣溫都比較高,此時行道樹正好具有遮陽作用。待到冬季寒潮滾滾南下,氣溫劇降,這時樹木已掉光了葉子,慷慨地讓那溫暖的陽光灑滿人行道。

但是在熱帶地區,炎夏十分漫長,即使冬季氣溫亦較高,因此行道樹多選用常綠樹種,一年四季遮陽。在廣州、南寧等華南地區的大城市裏,馬路兩旁的行道樹冠常已連接,使馬路成了一條涼廊。榕樹生長於熱帶地區,在熱帶和亞熱帶南部冬季溫暖地區均可成活。雨季中由於氣溫高、濕度大,從樹枝上下垂的氣根生機旺盛,一旦到達地麵,即在土中生根,逐漸變成真正的樹幹。由於這些次生樹幹的支撐,榕樹枝幹可以繼續向橫裏生長,若幹年後,一棵大榕樹便可獨樹成林,甚至占地幾畝。

(2)樹木的分布間接影響溫度的高低

“大樹底下好乘涼”。炎熱的夏季,樹林裏空氣濕潤、涼爽宜人,這是因為樹木的蒸騰作用,能降低周圍環境的溫度;在冬天,植物能夠阻滯寒風,能減緩降溫過程。

季節不同,樹林中氣溫變化規律也不同。冬季(12月至翌年2月),樹林中氣溫全天比樹林外氣溫高,但相差不大。春季(3~5月),白天樹林中氣溫比樹林外高,但夜間比樹林外低。這是因為春季樹木沒有發葉,白天獲得的太陽輻射較充足,加之林內亂流較弱,所以白天林內氣溫比林外高;夜間林冠上有冷空氣下沉和林內亂流不強,因而氣溫比林外低。夏季和秋季(6~9月),白天因林冠稠密的樹葉強烈地削弱了太陽輻射,林中所獲得的熱量較無林地少,加之森林總蒸發耗熱較大,所以氣溫自然比林外低;夜間森林繼續有蒸發耗熱以及亂流較弱,因之氣溫仍舊比林外偏低。深秋因葉子脫落,林內與林外氣溫之差與春季相仿。

1.2.3樹木與水分

水是樹木生存的重要因子,它是組成樹木的重要成分,樹體內含水量為50%。隻有在水的參與下,樹木體內的生理活動才能正常進行,而水分不足,會加速樹木的衰老。樹木中的水主要來源於大氣降水和地下水,在個別情況下,樹木還可以利用微量的凝結水。水是通過不同質態、數量、持續時間這三個方麵的變化對樹木起作用的。水可呈多種質態,如固態水(雪、雹)、液態水(降水、灌水)和氣態水(水蒸氣、霧),不同質態水對樹木的作用不同;數量,是指降水的多少;水的持續時間,是指幹旱、降水、水淹等持續的天數。水的這三個方麵對樹木的生命活動影響重大,直接或間接影響樹木的生長、開花和結果。