探索银杏叶背后的奥秘
2020-02-29
银杏,是银杏植物门里最后一类未绝种的植物,它的化石能追溯到27亿年前。银杏是雌雄异株植物,它有着外形美丽的叶片,每到秋季金色的银杏叶就成了大自然最美丽的景色之一。令人惊讶的是,一片小小的银杏叶,背后蕴藏着复杂的“生物密码”。
学者们一直在研究这一古老植物的生长和繁殖,然而,很少有人关注气候对银杏的生长和繁殖的影响。通过研究生物气候和比叶面积(叶的单面面积与其干重之比)、比叶重(单位叶面积的叶片重量)和比表面积(单位质量物料所具有的总面积)的关系,我们就能发现,季节性对银杏生长影响非常大。
季节因素的研究包含了湿度和温度等一系列数据。科学地讲,银杏的生长、繁殖过程和银杏叶子的颜色变化都与生物气象密切相关。在不同的地区气候环境中,银杏受精和授粉的日期也大不相同。在北京,花粉的传播从每年的4月底5月初开始,受精则是在8月16日到20日,花粉的传播开始于116到120天之后。
所有的科学论述都必须有实验结果作为支撑。为了解开银杏叶背后的奥秘,我们做了一次有趣的实验:今年5月至7月,我们在北京农林景观学院前后七次采集了140片叶子,检测记录了420个比表面积、生物量和比叶面积原始数据点。为了获得标准化和全面的数据集,我们考虑了雌雄和形态并进行了测量,从树高约3米、面向西南角的部分采收叶片。为了获得标准化、全面的数据集,我们从5月初到7月中旬,每周进行一次雌雄和形态的收集和观察。
我们还考虑了非生物因子和季节因子,其中包括温度、湿度、降水、日照时数等内容,参照科研人员已发表的相关研究论文进行了对比。为了探究比叶面积与非生物性因素,尤其是光照时长之间的关系,我们分析比较了光照时长和银杏叶生长之间的关系,发现随着光照时长的增加和减少,银杏叶的生长也会发生相应的变化。
一天中的光照时长能有效提高光合作用率,促进银杏叶片的碳储积,这种影响要明显高于温度和湿度对比叶面积影响。另外,我们也惊奇的发现,5月至7月之间,银杏叶表面积对比叶面积值影响更大,这与碳储积也相关,说明由于叶片厚度不同,比叶面积具有可变性。
不仅如此,雄株和雌株的银杏叶也大有不同,雌株银杏叶比叶面积值较低,其碳储积和光合作用率较高。不同地区,授粉和授精时间不同,这是非生物性因素导致的。
通过我们的实验和数据对比,我们发现在所有非生物因素中,光照时常对植物生长和碳储积的影响最大,而雌株银杏树在5、6月碳储积相对较低,7月初开始生长率就增加。银杏叶表面积和生物量也会影响叶片生长速率的计算结果,其中生物量反向影响比叶面积的走向,而比表面积更靠近数据。相比之下,表面积对于比叶面积的比率的影响就比较微小。
由于银杏树的独特性和我们实验区域的局限性,没有办法取得更大面积和更多数量的数据进行对比,我们还需要研究其他类似物种的生长规律来进行比对,才能更深层次地进行研究,但对于这种“化石”级别的植物来说,多一些对它生长规律的分析,必然有利于我们更好地保护和繁衍这一珍贵的物种。