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【新華日報】護花,還能抵御氣候變暖——原來,你是這樣的落葉
發布日期:2020-10-28 供稿單位:宣傳部 瀏覽次數:

圖片來源 視覺中國


  落葉不掃,方知秋濃。又到了“落葉紛紛滿地秋”的時節,積落在地的枯黃殘葉,一部分會被清潔工人運送到固廢處理廠,還有一部分則會殘留在土壤中。那么留在土壤表面的那些落葉,會經歷怎樣的“葉生”?

  古有“落紅不是無情物,化作春泥更護花”,今有“秸稈還田促生長”,落葉是否也會像凋落的生物殘體一樣,變成供應土壤肥力的“大功臣”?它們除了供應土壤肥力,還會對生態環境、氣候變化有著怎樣的貢獻呢?

  落葉組成知多少

  “木本植物的落葉和草本植物有些不同?!蹦暇┺r業大學資源與環境科學學院教授潘根興介紹,草本植物的落葉主要是由碳水化合物、纖維素、蠟質和角質(包括脂類)、木質素以及少量蛋白質等構成;木本植物的落葉可能會含更多的蠟質和角質,而葉子細胞的蛋白質更少。

  木質素由于富含非常穩定的苯環結構,常被認為是最難分解的一類復雜有機化合物。蠟質和脂類物質的化學結構相對簡單,它們通常在樹葉的表面形成蠟質層和角質層,用來防止水分的蒸發。而蛋白質相對前面幾種有機化合物更容易分解,大約包含6%的氮以及少量的硫、錳、銅、鐵等植物生長需要的元素。

  “理論上,落葉中含有維持植物生長和代謝所必需的所有礦質元素,包括植物需求量比較大的大量元素,如氮、磷、鉀;中量元素,如鈣、鎂、硫以及微量元素如鐵、錳、銅、鋅、硼等?!睋P州大學環境科學與工程學院高級農藝師盛海君告訴記者,雖然落葉中的礦質元素眾多,但與正常生長的葉片相比,不同礦質元素含量會有差異。

  原來,氮、磷、鉀等大量元素由于在植物體內具有很好的“移動性”,具有從老組織向新生組織轉移的特點,因此,落葉中的氮、磷、鉀相對正常葉片來說含量較低。而微量元素因為在植物體內的“移動性”較差,在落葉中的含量與正常生長的葉片差不多?!霸诼淙~被分解時,這些養分很快釋放成為速效的礦質營養,所以落葉的分解作用也稱為‘礦化作用’,養分溶于水后進入土壤,被活著的植物根系吸收從而再次進入生命體循環?!迸烁d說。

  落葉為土壤生態系統提供“食物”

  葉落歸根,是植被生態系統的常態,片片落葉為土壤的生態系統提供了“食物”。

  當落葉進入土壤,首先會被植食性動物如螻蛄、線蟲、螨蟲等食用?!袄珧球?,它們可將落葉和土壤中的礦質顆粒一起吞食。當這些食物通過蚯蚓的腸腔時,落葉中的一些大分子物質如木質素、纖維素和蛋白質等會被分解,最后連同土壤礦質顆粒黏合在一起作為糞便排至蚯蚓體外?!苯K省揚州農業環境安全技術服務中心主任、揚州大學教授封克解釋,這些糞便具有通氣、保肥、保水的結構特點,因而被認為是形成肥沃土壤的最佳團粒結構。

  同時,落葉還會在微生物分泌的胞外酶作用下發生氧化反應?!奥淙~為土壤中的微生物提供了新鮮養分,可促使微生物大量繁殖?!狈饪私榻B道,在繁殖過程中,為了從落葉中獲取足夠養分,微生物會分泌一些特殊的酶類,易被分解的有機物會在酶的作用下釋放出二氧化碳、水、能量和可供植物生長所需的無機營養元素?!八鼈兪孤淙~中不能為微生物或植物直接吸收的復雜大分子物質分解成易被吸收的小分子養分。這些小分子養分可被植物的根系吸收,因此,微生物在這過程中起著將‘難有效養分’轉化成‘易有效養分’的作用?!?/span>

  而被微生物分解后剩下的落葉殘體,成為所謂的“腐殖質”?!斑@些腐解的、看不見的有機質再次牽手土壤礦物,或被土壤礦物綁架,成為結合于礦物的新物質?!迸烁d介紹,它們構成了土壤結構的基本粒子——團聚體,使土壤酥松、多孔、吸水和透水,同時也造就了土壤微生物的居住空間。

  “從以上過程我們可以看出,動物和微生物對落葉的分解可通過增加土壤的團粒結構以改善土壤的物理性質;通過提高養分的有效性來增加土壤肥力?!狈饪酥赋?,這些過程都為來年植物的生長提供了更為良好的生長環境。

  小小落葉也能抵抗全球變暖

  全球氣候變暖已經給地球的生態環境、物種平衡造成了嚴重的負面影響。陸地生態系統中的溫室氣體如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮的大量排放,是氣候變暖的重要源頭。為此,提升土壤有機質含量也成為應對全球氣候變化的重要措施之一。

  提高土壤有機質含量和應對全球氣候變化有什么聯系呢?這就要從土壤的碳儲量說起?!巴寥啦粌H是陸地生態系統中最大的生物基因庫,也是碳素生物循環轉化和儲存的巨大活動庫?!狈饪私忉?,土壤微生物的活動一方面可將無機碳轉化為有機碳而儲存在土層中,通過減少向大氣層排放的二氧化碳而減緩地球的溫室效應;另一方面,土壤中大量有機碳的增加提高了土壤肥力,為綠色植物的生長創造了更好的條件,而綠色植物可通過光合作用固定二氧化碳,并釋放出氧氣,進一步改善了空氣質量。

  “只有當落葉作為‘有機食物’投入土壤,土壤中有機質來源充分,土壤才能夠形成穩定的結構?!迸烁d說,土壤的儲碳、儲水和儲存養分的功能發達了,生態系統就穩定了,就能起到調節氣候、供應養分和維持生命代謝的巨大作用。對農業來說,秸稈還田覆蓋也是這個原理?!爸皇亲魑锏穆淙~具有季節性,而作物又是人類‘有意’種植的。我們既要還田循環,又要特定時間內循環,所以就出現了人類輔助循環技術,例如炭化還田、堆漚還田等快速和高效循環的技術手段?!?/span>

  自然生態系統中的落葉,并不簡單的是生命活動的“廢棄物”,而是土壤維持自身肥力、維持健康及其提供人類生態系統服務的物質基礎。它們落于土壤,經過有機物分解再回到大氣中,參與碳循環和水循環,經過植物光合作用同化為碳水化合物,再成為生命的部分。如此循環再生,讓地球上的植被得以長青。(本報記者 王 甜 王 拓)

  報道鏈接:http://xh.xhby.net/pc/layout/202010/28/node_14.html

——《新華日報》 2020年10月28日 第14版:科技周刊·新知





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