看不见的森林 · 落叶堆

摘自《看不见的森林 · 12月3日落叶堆》

 [ 美 ] 戴维 · 乔治 · 哈斯凯尔 著

熊姣 译

……微生物或许是不可见的，然而我透过土壤之窗，看到了更多其他的内容……最大的生物是一段根须，也就是一株植物（或许是一株幼苗或者树木）上极小的一部分。它几乎不比一根大头针粗，但却堵住了我从落叶堆中挖出的那个小洞。

这段根须是一根光滑的奶油色绳索，上面伸出许多毛茸茸的纤毛，向四面辐射开去，扎进土壤基质中。每根纤毛都是根部表面纤弱的延伸物，也就是每个植物细胞上伸出去的触角。这些纤毛在沙粒中爬行。伸进吸附在土壤上的水膜（films of water）中。纤毛使根部的表面积显著增加，得以捕获那些原本不可能企及的水分和养料。这些纤毛的作用至关重要，如果将根部拔出或是进行移植，弄断那些千丝万缕扎进土壤中的纤毛，植物就会枯萎并死亡，除非有园丁给它额外浇水。

根部纤毛从土壤中吸收水分以及分解的养料，并输送给植物地上部分，为叶片解渴，提供植物生长所需的矿物质。这种自下而上的运动，通常是依靠太阳的蒸发力来推动。木质部维管束中水分的蒸腾作用，将拉力一路向下传递。不过，根部纤毛并不单单像抽水泵那样从土壤中汲取养料物质，它们同土壤之物理与生物性质的关系是相互的。

根部献给土壤的最简单的礼物，是氢离子。根部纤毛将氢离子吸取出来，促使束缚在泥土颗粒中的养分的松绑。每个泥土颗粒中都带有一个负电荷，因此，带正电荷的矿物质，例如钙和镁，均吸附在泥土表面。这种吸引力有助于留住土壤中的矿物质，防止矿物质在雨水中流失。然而，这种束缚也会妨碍植物通过流入根部的水分获取矿物质。根部纤毛的回应是，使泥土颗粒中充满带正电荷的氢离子。这些氢离子置换出土壤表面吸附的矿物离子。游离出来的矿物质漂浮在泥土周围的水膜中，顺着水流涌进根部纤毛。最有用处的矿物质很容易被置换出来，因此根部纤毛只需释放出少量的氢离子即可获得回报。那些来势更猛的氢离子，诸如随着酸雨降落下来的氢离子，能置换出一些毒性更大的元素，例如铝。

根系也为土壤提供了大量的有机物质。与地面上叶片的腐烂分解不同，根系的馈赠多数是主动分泌出来，而不是作为废料扔给大地的。枯死的根系无疑能增加土壤中的养分，然而生命力旺盛的树根向土壤周围倾注的糖分、脂肪和蛋白质之多，令死亡的贡献相形见绌。根系周围富含养分的角质鞘带来繁忙的生物活动，而在靠近根部纤毛的位置尤为显著。好比午餐时间的三明治商店一样，土壤中大部分生命都簇拥在狭窄的根部区域，或者说根圈部位（rhizosphere）。此处微生物的密度比土壤其他地方高100倍；原生动物簇拥过来，以微生物为食；线虫类生物和一些微小昆虫推推搡搡，在拥挤的微生物群中穿行；真菌也将触须伸进这碗富于生命力的浓汤中。

根圈的生态学很大程度上还是一个谜，它像白纸一般脆弱，因此很难开展研究。植物显然促进了土壤的生命活力，然而植物自身又得到了何种回报呢？根圈周围生物多样性的爆发，或许能保护根系不受病虫害，正如生物多样性丰富的森林比光秃秃的田野更不易于受到野草的侵袭。但这只是猜想。我们是站在一片黑暗的丛林边缘的探索者，窥探着土壤内部奇特的状况，能够指出一两个最显著的新奇之处，对整体却毫无了解。