植物的指示功能與人的關系
指示植物是能反映其生長環境中當地礦物元素的植物。
為什麽指示植物可以充當尋找地下礦藏的“偵察兵”?這是因為這些植物在生長時需要壹定量的某種金屬元素。由於長期的適應,表明植物不僅可以通過根吸收大量的金屬元素,還可以將其運輸到莖、葉、花、果實或種子中儲存。這樣,如果在壹個地方發現了對某種金屬有特殊嗜好的植物,就說明該地區可能有壹些金屬礦床。
壹些植物還可以指示土壤的pH值,或者對空氣中的有毒氣體反應靈敏。因此,它可以成為環境的“監控崗哨”。
唐菖蒲是藏羚羊科的名花,故鄉在非洲南部。婀娜多姿的穗上有紅色、黃色、白色或微紅的花朵,既鮮艷又溫暖。然而,在環境生物學家眼中,劍蘭並不以美麗而聞名。20世紀60年代,西方國家興起環境科學,美國等國的環境學者發現,唐菖蒲對空氣汙染特別敏感。當空氣中的氟化物達到壹定濃度時,葉片就會因吸收氟化物而出現損傷壞死的跡象,向人們發出汙染“警報”信號。進壹步研究發現,劍蘭的“報警”能力十分驚人,遠超人類自身的感官能力。20世紀七八十年代,唐菖蒲在我國環境生物學研究中得到廣泛應用。人們稱它為氟汙染的指示植物和環境監測的“哨兵”。
“銅草”和“錫草”
非洲贊比亞西部的土地上生長著壹種唇形科草本植物,名為“何氏羅勒”。這種草有的地方旺盛,有的地方衰弱,有的地方開紫花,有的地方開淡紅,有的地方開紫花。這種開著五顏六色花朵的草引起了英國地質學家伍德沃德·伍德沃德的興趣,伍德沃德是壹名園藝愛好者。他挖了壹些長勢良好的草,種在他的院子裏。
然而不知何故,院子裏種的“何氏羅勒”漸漸枯萎了。伍德沃德分析了原因,認為問題很可能出現在土壤中。他們對野外生長草的母土做了化學分析,發現凡是長勢旺盛的地方,土壤裏壹定富含銅,他就用銅含量高的水澆灌自己院子裏的“何氏羅勒”。這些草真的壹天天茂盛起來,紫色的花朵在陽光下綻放。
伍德沃德有過聯想:這是壹種“銅草”,是銅礦的指示植物。在它繁榮的地方,地下有豐富的銅。按照他的想法,人們出去尋找“銅草”,用它來尋找銅礦。人們發現,贊比亞卡隆瓜到處都生長著開紫色花的銅草。經過勘探,地下有壹個大型銅礦,銅儲量達9億噸!
嚴格來說,“銅草”的發現權不屬於伍德沃德。早在幾百年前,我國古籍中就有記載壹種植物叫“海州香薷”,是銅礦的指示植物。這種植物不僅能耐受銅含量極高的土壤,還能吸收大量的銅,它們根部的幹物質中含有3%的銅。因此,當地人也稱這種植物為“銅草”。根據這種植物的分布,經常可以找到好的銅礦床。
在自然界中,有壹些植物可以指示礦床,如紫花地丁和石竹。它們只是喜歡生長在含鋅的土壤裏,其他植物覺得有毒,長勢不好,所以被稱為“鋅草”。說起來,鋅廠其實是最早用於找礦的“綠色指標”。早在羅馬帝國時期,礦工們就通過在今天德國亞琛附近尋找“鋅草”發現了鋅礦。
能幫人“挖礦”的草
在奇異的植物王國裏,不僅有壹些可以幫助人們找到礦藏的植物,還有壹些可以幫助人們采礦的植物。
說到人類發現植物可以“挖礦”,還得從北美“有去無回谷”的故事說起。“有去無回”是壹個神秘的山谷。然而,去那裏開墾土地的歐洲移民,往往在居住了壹小段時間後,就患上了壹種奇怪的、莫名其妙的疾病。生病的人先是失明,然後脫發,最後死於全身衰竭。所以當地印第安人給它起了個名字叫“有去無回谷”。
後來,科學家們考察了這個神秘的山谷,揭開了它的神秘面紗。原來這個山谷富含礦物質——硒。植物生長時會吸收大量的硒。人吃了含有大量硒的植物,就聚集在儒裏,引起中毒死亡。
硒是壹種非常稀少的礦物元素,開采起來非常費力。當人們發現“有去無回”的道理後,就種植紫雲英,紫雲英可以吸收大量的硒。紫雲英生長收獲時,燒成灰,可從中提取硒。用植物開采的方法,人們不僅獲得了大量的硒,還節省了大量的人力物力。
有很多植物可以幫助人們開采,比如從海帶中提取的碘;鋅可以從鋅草中提取;紫苜蓿中可提取稀有金屬鉭;鎳可以從壹種叫藍樹液樹的樹液中提取。人們不僅可以發現地下礦藏,還可以利用植物對某些金屬的特殊興趣在其他方面為我們服務。如果在果園或菜園裏發現了長勢良好的“鋅草”,就要引起重視了,因為這說明施肥用的汙泥或灌溉用水中重金屬太多,所以果蔬也會吸收相應的重金屬,所以不能食用。
壹個有經驗的果農,走進壹個葡萄園,看到地上長滿了壹種叫葡萄藤的地衣,就知道這裏的葡萄患了白粉病。因為人們在治療葡萄白粉病時,要噴灑含銅的藥水“波爾多液”,而葡萄藤恰好是嗜銅植物。
還有壹些植物可以指示土壤的粘度、濕度、水平衡或其他化學成分,它們已經成為農學家、林業家、地質學家和化學家的好幫手。有了這些植物的幫助,人類開采土壤中非常稀缺的礦物質就容易多了。