像所有植物一樣,樹木需要微量的金屬營養素。長久以來,科學家們一直認為這些營養素來自於土壤深處的岩石溶解。現在證明,某些樹種所依賴的幾乎所有必需金屬都是以降雨的形式來源於大氣。這座可利用的養料庫是如此之小,以至於對森林來説,酸雨甚至成為一種比以往所認為的還要嚴重的威脅。
當酸雨浸透表層土壤時,就會使諸如鉀、鈣、鎂等金屬發生流失。但由於岩石中富含這些元素,因此多數研究人員都認為土壤中這些養分的含量很豐富。為了弄清不同來源中必需金屬的含量,一個由美國加州大學利佛塞德分校的地質化學家Martin Kennedy率領的研究組趕赴智利南部成熟的原始森林。他們檢測了土壤、植物和溪流中的鍶元素,因為該元素的運動情況和其他金屬類似。由於雨水和岩石帶來了各種鍶——或者説鍶同位素,所以研究人員能夠判斷出樹木中的養分源於何處。
Kennedy小組發現,這一地區的優勢樹種——南方山毛櫸從雨水中,而不是從岩石中獲得了大約90%的鍶——其他元素也與此類似。而且更令人驚訝的是,當研究者用和天然養分類似的化學物質處理土壤時,他們發現,多數示蹤物在3年內從表層土壤中流失掉了。這就意味著金屬營養素的貯存庫比以往研究中所認為的小得多。Kennedy表示:“我們從未認識到樹木生存得離限度如此之近。”
7月15日的《國家科學院學報》報道了這項在智利進行的研究,而Kennedy在夏威夷從事的類似研究表明,老化土壤中的成熟物種在很大程度上依賴於雨水造成的營養物質的再迴圈及保持。
Kennedy指出,這對美國東北部逐漸成熟的森林來説是個壞消息——該地區的酸雨正以驚人的速度造成表層土壤中礦物質的流失。
北卡羅來納州達拉謨市杜克大學的生物化學家William Schlesinger指出,該研究支援了如下的觀點,即:對某些森林樹種來説,空氣可能是金屬營養素最重要的來源。他也對不斷減少的養分感到擔心。他説:“由於這些土層中的養料庫非常小,所以森林都很脆弱。”
科技之光 2002-7-30