树木为了获取水源,出人意料地频繁钻入深层基岩

随着气候变化威胁森林,基岩水可能是隐藏的水分来源

Tree roots.

树根可以深入土壤以下以获取水源。

Oliver Strew Getty Images

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博物学家长期以来注意到一些孤立的例子,树根穿过松散的土壤,深深地钻入坚硬的基岩——这些罕见的入侵被认为是仅仅出于好奇。但在2013年,水文学家丹妮拉·伦佩深入探测了加利福尼亚州北部的一处山坡,发现树根从岩石的孔隙和缝隙中提取大量水分,地下水渗入并被困在其中。“我们想评估这种现象有多普遍,”埃丽卡·麦考密克说,她是奥斯汀德克萨斯大学伦佩实验室的生态水文学家。因此,该团队决定绘制美国大陆植物基岩水利用地图。

研究人员结合了2003年至2017年的大量地质数据,以确定美国森林和灌木丛覆盖的基岩是否能让树根切实可行地到达。然后,他们利用已知的降水率、蒸发率和土壤水分容量来计算有多少循环水无法解释——因此很可能来自岩石深处的存储。这项发表在《自然》杂志上的分析表明,基岩水远非许多植物的最后手段。即使在降雨正常的年份,该国至少有24%的树木和灌木定期从这一层取水以满足它们的口渴。在炎热干燥的州加利福尼亚州和得克萨斯州,树木使用的水中超过50%来自基岩。

基岩水可能有助于一些树木抵御气候变化造成的干旱条件。但德克萨斯州立大学生态学家苏珊·施温宁表示,目前预测森林在变暖的未来将如何发展的努力通常不包括预测中的这种水分,她没有参与这项新研究。“这里的作者表明,这不仅仅是一种局部的、特殊的现象,而应该被广泛看待,”她补充道。伦佩说,这项研究的研究人员现在正专注于植物在其野外地点如何利用基岩水,因为加利福尼亚州正面临严重的干旱。


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但是,相对柔软的树根是如何首先钻入岩石的呢?施温宁说,基岩和土壤层在某种程度上是分散的。她解释说,渗透的雨水随着时间的推移风化了深层基岩,形成了细小的裂缝,指状的根系分支可以生长到这些裂缝中,以便在需要时吸收积水。微生物和真菌附着在树根上,帮助增加它们的表面积并从最细小的裂缝中吸取水分。“它们在孔隙中找到了美丽的家园,”伦佩说。“那里有一个完整的世界。”

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