书城童书地球消失记——快要灭绝的植物
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第2章 地球上的植物(1)

在自然界中,植物遍布于地球的各个角落,以各种奇特的方式养活着自己。绝大多数植物可以进行光合作用,合成有机物,贮存能量并释放出氧气。而且,植物不必像动物那样到处寻找食物,它们凭着光合作用这种特殊的“自养”能力,只需“静坐”就可,远不用为“吃”忧虑担心。

然而也正因为植物不会走动,所以植物中的很大一部分会成为动物口中的美味佳肴。可以说,植物在自然界中的作用至关重要,没有植物,生物几乎无从谈起。

因为植物不会走动,所以它们的变化与周围的环境密切相关,生命周期也与四季同步。植物以结籽、落叶等方式来抵抗寒冷或干旱的季节。它们还有许多独特的生存本领。比如,植物具有很强的再生能力,这是动物所不能比的。截去一只动物的臂或腿,其惨状可想而知,而对植物来说,只要把失去的部分再长出来就行了。

丰富的植物种类

在漫长的年代中,由于气候和地质条件的不断变化,有些植物衰亡了,有些则繁盛起来,同时不断产生新的植物种类,构成了现在种类繁多、形态各异的植物界。

现在已知植物约50万种,它们的形态结构、生活习性以及对环境的适应性千差万别。人们通常将地球上的植物分成藻类植物、菌类植物、地衣、苔藓植物、蕨类植物和种子植物等类群。从植物体的外形观察,藻类植物、菌类植物和地衣,都没有根、茎、叶的分化,被称为低等植物;而苔藓植物、蕨类植物、种子植物都有根、茎、叶的分化,被称为高等植物。

藻类植物

藻类植物一般都具有进行光合作用的色素,能进行光合作用,可自养生活。其大小和形态结构差异很大,没有根、茎、叶的分化,如海带、发菜等。藻类植物多生活于水中,陆生的较少。对环境条件的要求不高,适应环境的能力很强。

菌类植物

菌类植物

菌类植物在水、空气、土壤以及动植物的体内都可生存。其形态多种多样,有单细胞的,也有多细胞的。有些体积很小,必须在显微镜下才能看到。有些体积较大,肉眼可见。绝大多数菌类没有叶绿素,不能进行光合作用,是异养植物,以寄生或腐生的方式,吸收现成的养料来维持生命。有些菌类植物是有益的,如固氮菌,可提高土壤肥力;有些可药用、食用或工业上使用,如青霉素、放线菌等。

地衣

地衣是藻类和菌类的共生体。真菌菌丝围裹着藻类细胞,通过菌丝体吸收水分和无机盐类,供给藻类细胞生活并保障藻类细胞在环境干燥时不致干死。藻类具有叶绿素,通过进行光合作用,制造有机养分,供给自身和菌类生长的需要。地衣根据生长状态分为三大类:壳状地衣、叶状地衣和枝状地衣。地衣对空气污染非常敏感,当空气中合有极微量的SO(2下标)等有害气体时,就会逐渐死亡。地衣具有很强的耐旱和耐寒的能力,它能生长在裸露的岩石、树皮和土壤上,能使岩石逐渐风化形成土壤。

苔藓植物

苔藓植物是高等植物中最原始的陆生类群,是由水生向陆生过渡的类型。大多数苔藓植物需要潮湿的环境。其植物体的结构简单,矮小,是最简单的绿色高等植物。苔藓植物还常常是森林中的地被物,能反映林地的状况和森林特征。苔藓与地衣一样,对岩石的风化和土壤的形成起着先锋作用。

蕨类植物

蕨类植物具有比苔藓植物更适应陆地生活的特性,一般是陆生,少数为水生。有根、茎、叶的分化。也有维管束结构,担负着水分、无机盐和有机物的输送。蕨类植物的外形与种子植物相似,但它不产生种子,而是以孢子繁殖。蕨类植物是森林植被草本层的重要组成成分。一般有蕨类植物生长的地方表示土壤比较肥沃。

种子植物

种子植物是植物界最复杂、最进化、结构更完善、更能适应陆地环境的类群,也是现代地球适应性最强、分布最广、种类最多、经济价值最大的一类。种子植物中的不少种类是我们衣、食、住、行不可缺少的物质资源。其最大的特征是以种子繁殖。根据种子有无果皮包被,种子植物又可分为裸子植物和被子植物两类;根据习性划分,可分为草本植物和木本植物两类。草本植物有一年生和多年生之分,但无论哪种草本植物,它们与木本植物最大的区别就是它们的茎是“草质茎”,它们的地上部分往往在生长期终了时就枯死。木本植物按其习性又可分为乔木、灌木和木质藤本,都是多年生植物,具有发达的次生木质部,是森林组成中的主要部分。

植物与生态环境

植物是自然环境的一面镜子。植物的形态特征、生理特点和化学成分,总是和它生存的自然环境息息相关。有些植物适应性强,分布范围比较广,有些植物的适应性很狭窄,只能在特定的自然环境里生活。相对而言,那些适应性狭窄的植物,对自然环境更具有指示作用。熟悉植物与环境的关系,对了解自然环境的整体性有一定帮助。

转贮能量,提供生命活动能源

太阳光能是一切生物生命活动过程中用之不竭的能量源泉,但必须依赖绿色植物的光合作用,将光能转变成化学能并贮藏于光合作用产物之中,才能被利用。绿色植物是自然界的第一生产力,光合产物中的糖类,以及在植物体内进一步同化形成的脂类、蛋白质等物质,除了少部分消耗于本身生命活动,或转化为组成身体的结构材料之外,大部分贮藏于细胞中。当人类、动物食用绿色植物,或异养生物从绿色植物躯体死后的残骸上摄取养料时,贮积物质被分解利用,能量被再度释放出来,为生命活动提供能源。贮存在于地下的煤炭、石油、天然气主要由远古绿色植物的遗体经地质矿化而形成,都是人类生活等的重要能源物资。

随着不可再生能源资源的逐步减少,人们在寻找和开发新的可再生能源资源时,再度提出绿色植物是最大限度地利用太阳能、转化太阳能的最理想的天然工厂。石油是碳氢化合物,如何筛选出富含碳氢化合物的植物以补充和替代石油作为能源资源,将愈来愈受到人们的重视。

作为生物圈第一生产力的植物,它生产多少有机物,关系到其他一切生物。科学家告诉我们,照射在绿色植物上的太阳光能,有50%被反射回太空,另有50%被植物吸收。被植物利用的能量中,绝大部分用于水分的蒸腾和维持植物的呼吸与排泄,只有较小的一部分用于光合作用转化为化学能,用于植物的生长和新陈代谢,大约只有1%左右转变为植物的有机物质。但是,地球上不仅有不适合于光合作用的冬天,还有许多不长植物的沙漠和植物很少的荒漠,因而照射到地球表面的太阳能大约只有0.2%转变为植物初级产品。经过科学家的估算,植物一年生产的有机物质所含碳的总量约为1.5×10(上标11)吨。植物每年生产1500亿吨碳,这对于人类和其他生物的消费来说是足够的。

绿色植物是地球生态平衡的基础

生态平衡是生命的表现形式,生命的所有表现形式都是同能量分不开的。生命的本质是新陈代谢和自我繁殖。它的生长、物质合成和繁殖,必须有一定的能量作为动力。没有能量和能量转化,生命和生态系统的发展是不可能的。

地球上所有生命形式的运动,能量都来自太阳能。但是在所有生命中,只有植物能直接利用太阳能,其他所有生物只能完全依赖植物转化的太阳能为生。这是因为只有植物具有光合作用的能力。