苔藓植物能把岩石变成土壤吗?
2024-10-03韩国营
在网络和一些文献中,苔藓能分解岩石并让岩石变成土壤的说法比比皆是。其中,有一种说法流传最广——苔藓能够分泌液体或酸性物质,把岩石溶解掉。但是,苔藓植物真的能让岩石变土壤吗?
土壤是怎么形成的?
不管岩石多么坚硬,一旦出露或接近地表,与水圈、大气圈、生物圈接触后,就会面临“枪打出头鸟”的境遇。地表的物理和化学环境如同蚂蚁啃骨头,让岩石逐渐疏松、崩解,化学成分发生改变,最终变成大小不等、结构疏松的岩屑。但是,这仅是土壤的初始状态,在气候与生物漫长的共同作用下,岩屑才能最终变成可供植物生长的土壤。
植物界的“蚂蚁啃骨头”
岩石风化是指岩石在自然界中受到风、水、温度、压力等自然力的作用而发生的物理、化学或生物变化。那么,在岩石风化和土壤形成的过程中,植物又扮演了什么角色呢?
物理风化
植物会对岩石产生物理风化作用。例如,苔藓的植物体和假根在岩石的缝隙中伸展,又因干湿交替发生膨胀、收缩及冻融,就能使岩石形成裂缝。
化学风化
生物在新陈代谢过程中会分泌各种化合物,它们能将岩石表面溶蚀出根状的印痕。例如能够直接生长在裸露的岩石上的地衣,会分泌多种地衣酸——地衣酸并不是一种具体的酸,而是一个统称,科研人员目前从不同地衣中检测出的地衣酸已达25种。再如,有些地衣分泌的草酸释放氢离子,与岩石中的钠、钾、钙等阳离子发生交换而溶解岩石。
苔藓植物能把岩石变土壤吗?
既然植物可以化学风化岩石,苔藓植物能分泌酸性物质把岩石变土壤吗?
没有分泌功能的假根
种子植物的根系会分泌柠檬酸、草酸、乳酸等有机酸,起到调节土壤酸碱度和促进土壤微生物活性的作用。但是,苔藓的根与种子植物的根系完全不同,是没有组织分化的假根。
苔藓的假根是由植物体表皮细胞突出形成的无色、单列细胞,多呈丝状,可以固着和支撑植物体;吸收、含蓄水分,保持茎叶湿润;产生原丝体或芽胞,发育成新的植物体,但没有种子植物根系的分泌功能。此外,不是所有苔藓都有假根,泥炭藓属、裸蒴苔属就没有假根;苔藓植物的茎和叶也没有分泌酸性物质的功能。
因此,“苔藓的根系会分泌酸性物质”的说法,没有科学依据。
泥炭藓:可与环境
进行阳离子交换的藓类
被子植物体含有糖类、脂肪、核酸和蛋白质等有机物。糖类、脂肪和氨基酸(构成蛋白质的基本单位)代谢出萜(tiē)类、酚类和生物碱等次生代谢物。
苔藓植物也有次生代谢物,例如泥炭藓的次生代谢物为糖醛酸。糖醛酸分解释放出的氢离子,会与环境中的镁、钙、钾等阳离子进行交换,使环境中的氢离子增加,酸性增强。
值得一提的是,泥炭藓并不是因为体内积累了糖醛酸而主动释放出氢离子的。当环境中没有可交换的阳离子时,其周围环境的酸碱度不会发生变化。
泥炭藓分布在沼泽、湿地、泥炭地、高山苔原,或水湿岩面、滴水石壁上。这些习惯了在水湿岩面上“飞檐走壁”的泥炭藓种类,可与周围环境进行阳离子交换,使周围水环境呈酸性。
那么,是否可以将泥炭藓铺在花盆土壤中,作为土壤酸碱调和剂呢?答案是否定的。因为花盆土壤养不活泥炭藓,一层死的泥炭藓也起不到酸解环境作用。其他类苔藓,例如地钱、真藓、青藓等类群,虽然可以在花盆基质上存活,但没有分泌酸性物质的功能。
而且,随着顶端或上层的不断生长,基部或下层的苔藓会慢慢死去,变成腐殖质。所以,很有可能还没有等到岩石变成土壤,苔藓自身就先腐烂了。
虽然苔藓难以把岩石变成土壤,但它们是土壤构成的“先锋队”——在其他植物不能生存的岩面拓荒后,基部苔藓不断腐烂以及拦截空气中流动的尘埃,渐渐形成一层薄土,从而为其他维管植物提供生长条件。
知识链接
苔藓和地衣的区别
苔藓和地衣的一些类群虽然在外观上有些相似,但却是两种完全不同的生物类型。
苔藓是一种非维管植物,这意味着它们不能像其他植物那样通过导管和筛管传输水分和养分,主要通过叶片直接吸收。
地衣则是一种由真菌和藻类或蓝细菌组成的共生体。真菌为藻类提供了结构支持和保护,而藻类通过光合作用为真菌提供养分。
(责任编辑 / 牛一名 美术编辑 / 周游)