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生物风化作用

2024-12-08刘汉斌

科学大众·小诺贝尔 2024年11期

作为三大风化作用之一,生物风化作用经常与物理风化作用、化学风化作用同时进行。生物风化主要指生物通过根劈作用、分泌有机酸或腐败产生腐殖酸, 对岩石和矿物产生破坏作用,加速其风化。生物风化促进了岩石风化后土壤的形成,也是改变山川地貌和地表建筑的“开路先锋”。本期,我们一起走进古诗,探寻那些隐藏在古诗中的生物风化作用。

根劈作用

“咬定青山不放松,立根原在破岩中。”清代书画家郑燮的这首《竹石》形象、生动地描写了竹子立根于岩石缝隙中、扎根于青山上的顽强生命力和刚毅品质,借物喻人,表达自己坚定不移、不随波逐流的高尚情操。

竹子正常高5~10 米,最高可达40 多米,其特殊就在于它的根部可向泥土或岩石中不断延伸,吸收水分与营养,最深可达2 米。不断生长的根对周边岩石、土壤和地层产生了强大的劈裂作用,产生的缝隙促使更多水分和空气进入,从而加速了根的生长发育,产生更强的劈裂作用。如此循环往复,加速了岩石、矿物的风化,增加了土壤中有机质的含量。宋代苏轼《甘露寺》中的“枝撑云峰裂,根入石窟蟠”形象地写出了树枝把岩石撑裂,植物的根直接扎进了石窟岩石中,与“咬定青山不放松,立根原在破岩中”有异曲同工之妙。

成壤作用

“落红不是无情物,化作春泥更护花。”清代诗人龚自珍在《己亥杂诗·其五》中以落花自喻,表明自己虽然脱离官场,但是依然关心国家和民族的命运,展现了诗人牵挂国家、敢于牺牲小我成就大我的无畏精神。

除了龚自珍的《己亥杂诗》,描写植物叶子凋落的诗歌还有很多,如“诗圣”杜甫《登高》中的“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来”,隋代诗人孔绍安《落叶》中的“早秋惊落叶,飘零似客心。翻飞未肯下,犹言惜故林”,唐代诗人刘长卿的“荒村带返照,落叶乱纷纷”,唐末五代诗人修睦的“雨过闲田地,重重落叶红”……植物有机质的凋落和腐败在客观上增加了土壤腐殖酸和有机质的含量,加速了成壤作用,提升了土壤的肥力。

此外,林火也是成壤作用之一。生物经林火焚烧后产生大量草木灰,成了新的肥料,促进了新的植物生长。典型的如白居易《赋得古原草送别》中的“野火烧不尽,春风吹又生”,温庭筠《烧歌》中的“起来望南山,山火烧山田”。

除了植物,动物的分解也是成壤的一个重要方面,同时也是荒野磷火的一个重要来源。典型的如曹操《蒿里行》中的“白骨露于野,千里无鸡鸣”,李白的“白骨成丘山,苍生竟何罪”“昭王白骨萦蔓草,谁人更扫黄金台”,王粲《七哀诗》中的“出门无所见,白骨蔽平原”,杜甫《兵车行》中的“君不见,青海头,古来白骨无人收”,陈陶《陇西行》中的“可怜无定河边骨,犹是春闺梦里人”,曹松《己亥岁二首》中的“凭君莫话封侯事, 一将功成万骨枯”,张蠙《吊万人冢》中的“可怜白骨攒孤冢,尽为将军觅战功”,方回《秋晚杂书三十首》中的“松楸仅有存,骨肉化为土”。

骨头中含有大量羟磷灰石。动物和人死后,骨头风化剥蚀,其中的磷由磷酸根状态转化为易燃的磷化氢,在常温下与空气接触便会燃烧起来,加速了骨头的分解。随着时间的推移,坚硬的骨头就慢慢分解为土壤的一部分。

破坏作用

“彼黍离离,彼稷之苗。行迈靡靡,中心摇摇。”3 000 多年前,周朝一位大夫在路过周朝故都镐京,看到埋没在荒草中的旧时宗庙遗址,有感于周朝的颠覆,写下了这首著名的《黍离》,被后世当作“亡国之痛,兴亡之感”。其实,这首诗的背后就是植物对建筑物的加速风化作用。

植物作为环境敏感先锋物,一旦在建筑物废弃后就迅速占领,通过根劈和成壤作用,让建筑物在短期内迅速风化、瓦解,成为断壁残垣。典型的还有元代诗人张养浩的“伤心秦汉经行处,宫阙万间都做了土”,两汉《十五从军征》中的“遥看是君家,松柏冢累累。兔从狗窦入,雉从梁上飞。中庭生旅谷,井上生旅葵”,宋代宋无《秣陵寓居》中的“荒园日日涉蓬高,破屋年年盖把茅”,宋代郭印《治园》中的“故园别日久,归来三径荒。丛竹坏新壁,枯荷掩幽塘”。

此外,植物也是石质文物如石窟、石碑破坏的主要外力。典型的如清代诗人蒋节的“何年刻石石自裂,风雨剥蚀生苔纹”,表明石碑在风雨作用下长满了青苔。

生物作为地球生态系统的重要一环,在改变地球表面的生态和形态的同时,也以一己之力推动了地球上岩石、矿物的风化分解和成壤作用,改变了地球和地表人工建筑的面貌、形态,促进了地球的演化和物质循环。

(责任编辑:陆艳)