前幾天我們一家子去爬山,經過了一片桂葉漆樹林。這種南加州特有的植物之所以叫這個名稱,是因爲它的葉子展開了就像是月桂的葉子,其實二者的親緣關係很遠,是不同科的植物。桂葉漆樹的葉子從中間往上捲起來,就像一個個的墨西哥玉米卷。我摘下一片葉子,聞到一股芳香,問我女兒:“知不知道它的葉子爲什麼這麼厚?”女兒說:“是不是爲了防止水分蒸發?”

是的。南加州的氣候屬於半乾燥地中海型氣候,一年的降水集中在溫暖的冬天下幾場雨,夏天幾乎天天萬里無雲、陽光燦爛。國內的地理課本說這叫做“雨熱不同期”,不利於植物生長,而實際上南加州有着極其豐富的植物多樣性,光是聖地亞哥就有2400多種維管植物(包括蕨類植物和種子植物),是美國所有的郡當中植物種類最多的。南加州和與之相連的墨西哥下加利福尼亞有世界上別的地方沒有的海岸鼠尾草灌叢和查帕拉爾羣落這兩種特殊的植物羣落,桂葉漆樹就是這兩種羣落、特別是查帕拉爾羣落的重要組成部分。查帕拉爾是西班牙語chaparral的音譯,原來意思是“矮常綠櫟樹”,用來指加州常綠硬葉灌木叢這個特殊的植物羣落。

要成爲這個羣落的一員,就必須適應乾旱的環境,度過乾燥的夏天,熬到有雨的冬天。它們的葉子是硬的,因爲裏面含有木質素,這樣葉子就不會因爲脫水而枯萎。它們的葉子往往比較小,表面積因此也小,減少了水分的喪失。它們的葉子是豎起來的,或者像桂葉漆樹一樣是捲起來的,減少了被陽光照射的面積。它們的葉子比較厚,上面覆蓋着一層蠟或樹脂,避免水分的蒸發。而且,它們往往含有揮發性油(因此散發着香氣),其作用也是爲了避免水分蒸發。

但是即便如此,它們的葉子和莖還是比較乾燥的,再加上樹脂、揮發性油都是易燃物,所以遇到火很容易燃燒。要燃燒首先要有火源。自然界也有火源,例如火山爆發,更常見的是閃電。所以,即使沒有人爲縱火或失火,查帕拉爾羣落也時不時地會被閃電擊中,迅速地燃燒起來。這種天然野火通常發生在夏天。如果一片查帕拉爾羣落生長的時間很長了,例如有幾十年了,長得非常密集,積累了很多枯枝落葉,也就有了特別多的燃料,燃燒的時間也就會很長,甚至燒上幾個月。桂葉漆樹林尤其容易燃燒。有人測量過,在幾種查帕拉爾羣落的植物中,桂葉漆樹積累下的枯枝落葉是最多的。

不管怎樣,植物地上的莖、葉最後燒光或基本燒光了。桂葉漆樹受損尤其嚴重,往往百分之百被燒光。然而被燒掉的只是地上的部分。桂葉漆樹還有地下部分:地下莖和根。它的根扎得很深,能夠深入地下十幾米。它的地下莖非常粗大,直徑能夠達到1米左右。桂葉漆樹把光合作用產生的澱粉儲存在地下莖和根裏,一旦地面部分被火燒掉了,這些儲存的澱粉就開始爲發芽提供養料。在火燒過的十幾天後,大約四分之一的地下莖就會長出新芽,灰燼爲它們提供了肥料,讓它們快速生長。在幾個月後,冬天的雨水降臨的時候,所有的地下莖都已發芽,而那些發芽早的,這時候已長到一米多高了。

可見桂葉漆樹並沒有被燒死,而是獲得了新生。而且還產生了新的一代。新的一代當然是來自種子。每年夏天桂葉漆樹會開出像丁香一樣的小白花,然後結出一種紅色的小核果,果實裏是堅硬的種子。種子要麼掉到母樹下,要麼被喫果實的動物傳播到其他地方。但是種子的外殼太堅硬了,它們沒法自己發芽。要發芽需要火的幫助,在高溫下種子外殼被烤裂,水才能滲進去,種子才能發芽。實驗表明,桂葉漆樹種子發芽的最佳溫度是95~115攝氏度。在自然界,要達到這樣高的溫度,只有等來野火,有時候一等就是幾十年甚至更長時間。在每棵桂葉漆樹下的土壤裏,都密密麻麻地隱藏着歷年生產的種子,它們休眠着,等着野火把它們喚醒。

在大火過後種子才發芽有着很好的生存優勢,因爲地面的植物都燒光了,新苗才能接觸到陽光和雨水,才能茁壯成長。查帕拉爾羣落的一個特點是長得非常密集,樹下難見陽光,如果不經火燒,即使有種子發芽,也沒法成長。所以桂葉漆樹不僅不怕火,而且歡迎火,沒有火,它們的下一代不會發芽、成長。桂葉漆樹那些易燃的特點,也許不完全是防止水分蒸發的副產物,而是爲了把火“勾引”來而進化出來的。有人研究過,桂葉漆樹葉子的分佈很適合把火引到樹幹,真正是引火燒身。

並不只是桂葉漆樹纔不怕火甚至歡迎火。查帕拉爾羣落的其他植物也有類似的特點,它們或者會在大火燒過之後由地下莖發芽,或者它們的種子要在火或煙的刺激下才能發芽,或者像桂葉漆樹一樣二者兼而有之。還有的植物以更爲奇特的方式來適應火。例如加州有一種叫主教松的松樹,它結出的松果裏種子是密封着的,這樣經過了很多年後,遇到了野火,火把樹燒死了,把松果燒焦了,裏面的種子才掉出來,掉到了灰燼覆蓋的土壤裏,開始發芽。

對火的適應性才得以產生如此奇特又多樣化的查帕拉爾羣落植物。例如,和桂葉漆樹不同,野火燒過後加州丁香就被完全燒死了,只有種子留下,它們的種子同樣需要經過火的燒烤才能發芽,爲了等到大火其種子能在地下休眠幾百年。每一次大火來臨,對加州丁香就是一次快速的自然選擇,而且加州丁香很容易雜交,在經歷了二三十次野火之後,就可能出現一個雜交新物種。經過了無數次野火,才產生了如此多種類的加州丁香:多達50多種。類似的還有熊果,多達上百種。

如果沒有野火,加州丁香、熊果都可以生存很多年。但是有的查帕拉爾羣落植物是一年生的,它們只在野火之後發芽、開花、結種子,然後死亡,只剩下種子在地下休眠,等着下一次野火。它們被稱爲火追隨者,例如火罌粟,每次野火之後,很快就能看到滿山遍野的火罌粟,開着紅色或橙色的花,然後就消失了,其實地下滿是新結出的種子,等着野火產生的煙來喚醒它們。

人們常常把火當成植物的敵人,卻不知道火也有對植物有利的一面。火能夠燒掉多年的枯枝落葉以製造肥料,能夠燒掉密集的灌木、草叢讓陽光照射到地面,能夠燒掉病菌、害蟲控制病害、蟲害,還能讓植物獲得新生。但是在以前,美國護林員對野火採取的是零容忍政策,哪怕是由閃電引起的天然野火,也要迅速將其撲滅。然而野火是不可能永遠不發生的,一旦發生,累積多年的“燃料”燒起來,後果會更爲嚴重。而在南加州,由於過度開發,人們就在查帕拉爾羣落旁邊居住、生活、工作,經常發生人爲的縱火、失火。和天然野火通常發生在夏天不同,人爲野火通常發生在秋天,秋風肆虐,火勢兇猛,難以控制,所以近年來加州的野火經常大得成爲世界新聞。查帕拉爾羣落雖然對野火有一定的適應性,但是也是有限度的。如果野火持續的時間太長、火勢太猛、溫度太高,地下莖也會被燒焦,沒法發出新芽。如果野火發生得太頻繁,例如十幾年就來一次,上一次的野火之後查帕拉爾羣落還沒有恢復,就再來一次野火,那麼查帕拉爾羣落就會消失,而被入侵的荒草代替,變成了草地。隨着南加州人口越來越多,而且隨着氣候變暖,南加州的野火越來越頻繁,越來越兇猛,已經與野火共生數百萬年的查帕拉爾羣落卻怕起火來,正在逐漸消失。

2018.10.8.

(《科學世界》2018.11)

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