史军
中国古代的哲学观中,五行相生相克,金生水,水生木,木生火,火生土,土生金。木、火、土之间的关系,比我们想象的紧密的多。传统上,我们认为只有那些能够耐火不易燃的,但是最近的一项研究表明,在火灾高发区域,植物向着更易燃的方向演化。
2022年4月13日,来自英国和新西兰的科学家在《自然·植物》上发文称,植物可燃性还与其生长环境中林火发生的概率有关,林火多发地区的植物往往并不尝试向耐燃方向进化,进化历程反而让它们的可燃性越来越高。换句话说,在这些区域生活的植物喜欢点燃自己,为什么会有如此奇葩的行为呢?
在上述研究中发现,同一家族的植物有着相似的可燃性,比如说桉树、新西兰茶树、松红梅等等桃金娘科植物都是脾气火爆的植物。桃金娘科的植物,白千层长着一副易燃的模样。白千层的树皮特征太明显了,白色树皮就好像一层层贴上的白纸,并且这些“白纸“疏密有致,如果去摸的话居然有真实的纸张触感。这大概就是白千层得名的原因。不仅如此,白千层的木材中还富含各种易燃的挥发性成分,在市场上火热的澳洲茶树精油其实是从叶片和枝条中提取出来的。白千层的精油中含有很多桉叶油类成分,例如α-松油烯、桉叶素、γ-松油烯、4-松油醇等挥发性成分。配合层层叠叠的树皮,简直就是为了燃烧而生。
在澳洲大陆,植物之间也充满残酷的竞争,在这片水分和养料都不够充沛的大陆上,对资源的竞争和抢夺显得更为激烈。除了用枝叶和根系与对手竞争阳光和水分,最直接的解决战斗的方法就是让对手直接出局。燃起一把森林大火,显然是清理对手的好方法。但问题是,所有的植物都是由有机物组成的,试问哪棵草,哪棵树不怕烈火呢?桉树妈妈就为自己的种子选择了一种涅槃重生的生活方式。
桉树的树叶中含有很多挥发性的油脂成分,当遇到高温干热天气的时候,就会自燃起来。当然,这把火不是为了自伤,而是为了“清理”那些与桉树抢夺养料的灌木和草本植物。一把大火过后,整个森林都变成了焦土。这个时候,桉树的种子开始萌发了,那些大火制造出来的草木灰正好为种子生长提供了充足的养料,这不得不说是一个生命的奇迹。
地中海区域的岩蔷薇,也是玩火的高手,它们叶子中的物质能在温度高于32℃的时候发生自燃,周边的其它植物的灰烬就变成了岩蔷薇生长所需要的肥料。不得不感叹,在自然界的竞争中,智慧和残酷总是相伴而生。
无独有偶,分布在南非的帝王花也是喜欢火焰的植物,熊熊燃烧的大火正是涅槃重生的历练。在长期的演化过程中,帝王花有了适应丛林大火的生存秘笈——有些帝王花属的成员有着厚厚的“防火服”,外面的火焰再烈也无法伤及中心的幼芽,这样就能在火灾过后迅速重生;还有一些帝王花家的成员,虽然不能从火灾中逃出,但是它们的种子却能忍受大火的炙烤,甚至只有在大火炙烤的时候才会释放出种子,完成生命的更新和轮回。
研究植物的燃烧特性的了解,对于人工造林工程有着重要意义。在考虑需水量的问题的同时,还必须考虑到防火的特点。一般来说,像杨树,山杏这样的阔叶树种的含水量比较高,不是那么容易燃烧,而像松树,柏树这样的针叶林含水量比较低,同时这些树种含有丰富且易燃的松脂,一旦着火就会迅速燃烧。所以,针叶林面临着更严峻的防火要求。
树木的枯枝落叶也会影响到森林防火。北京林业大学的研究人员发现,不同植物枯枝落叶对雨水有不同的的储存能力,比如栓皮栎可以储存2.33毫米,油松是2.12毫米,黄是栌0.89是,侧柏是0.23毫米。所以,在降水比较多的地方,要想青山留住绿水,还得要多种植那些存水能力足的树种。同时,对于森林防火这也有重要价值。
植树造林万万不可忽视火的因素。当初,白千层被引入北美洲之后,很快就成为强大的入侵植物。加上白千层的很容易着火,引发森林大火在,这着实让林业工作者和消防人员头疼。但其实,在我们身边也偶有一些树木自燃的情况发生。2022年夏天,就有多个新闻报道,城市中的树木从树心燃烧了起来。这种现象被认为与“过热木”有关。所谓“过热木”,是指一些经常周期性加热冷却的木头。通常来说,一般木材的点火温度是200多摄氏度,但是过热木的点火温度要低得多,温度在100摄氏度以下。
实际上,研究人员很早之前就注意到这种现象,在20世纪初,保险业的消防手册上明确标注了,如果当地有长期的热源,就需要采取特殊的防火措施。而这些从树心燃烧起来的大树,很可能是与夏季的长时间的高温天气有关系。这也提醒我们要关注身边的古树,及早排除火灾隐患。
审核:王正 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室
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