樹木為了獲取水源,出人意料地頻繁鑽入深層基岩

隨著氣候變化威脅森林,基岩水可能是隱藏的水分來源

Tree roots.

樹根可以深入土壤以下以獲取水源。

Oliver Strew Getty Images

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博物學家長期以來注意到一些孤立的例子,樹根穿過鬆散的土壤,深深地鑽入堅硬的基岩——這些罕見的入侵被認為是僅僅出於好奇。但在2013年,水文學家丹妮拉·倫佩深入探測了加利福尼亞州北部的一處山坡,發現樹根從岩石的孔隙和縫隙中提取大量水分,地下水滲入並被困在其中。“我們想評估這種現象有多普遍,”埃麗卡·麥考密克說,她是奧斯汀德克薩斯大學倫佩實驗室的生態水文學家。因此,該團隊決定繪製美國大陸植物基岩水利用地圖。

研究人員結合了2003年至2017年的大量地質資料,以確定美國森林和灌木叢覆蓋的基岩是否能讓樹根切實可行地到達。然後,他們利用已知的降水率、蒸發率和土壤水分容量來計算有多少迴圈水無法解釋——因此很可能來自岩石深處的儲存。這項發表在《自然》雜誌上的分析表明,基岩水遠非許多植物的最後手段。即使在降雨正常的年份,該國至少有24%的樹木和灌木定期從這一層取水以滿足它們的口渴。在炎熱乾燥的州加利福尼亞州和得克薩斯州,樹木使用的水中超過50%來自基岩。

基岩水可能有助於一些樹木抵禦氣候變化造成的乾旱條件。但德克薩斯州立大學生態學家蘇珊·施溫寧表示,目前預測森林在變暖的未來將如何發展的努力通常不包括預測中的這種水分,她沒有參與這項新研究。“這裡的作者表明,這不僅僅是一種區域性的、特殊的現象,而應該被廣泛看待,”她補充道。倫佩說,這項研究的研究人員現在正專注於植物在其野外地點如何利用基岩水,因為加利福尼亞州正面臨嚴重的乾旱。


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但是,相對柔軟的樹根是如何首先鑽入岩石的呢?施溫寧說,基岩和土壤層在某種程度上是分散的。她解釋說,滲透的雨水隨著時間的推移風化了深層基岩,形成了細小的裂縫,指狀的根系分支可以生長到這些裂縫中,以便在需要時吸收積水。微生物和真菌附著在樹根上,幫助增加它們的表面積並從最細小的裂縫中吸取水分。“它們在孔隙中找到了美麗的家園,”倫佩說。“那裡有一個完整的世界。”

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