《河馬食堂》樹木的嘴巴在哪裡?

《河馬食堂》樹木的嘴巴在哪裡?


◎河馬教授(台大生物環境系統工程學系教授張文亮)

我們看到小孩長得好,有時會說:「你是吃什麼長大的,怎麼長得這麼高,這麼壯?」我們有嘴巴,可以吃很多的東西。樹木長得高壯,但是樹木的嘴巴在那裡?

一棵大樹有千萬個嘴巴,有的嘴巴在空中,吃空氣裡的二氧化碳;有的嘴巴在地下,吸收土壤裡的營養與水份。這二種嘴巴結構不同,形態不同,互相卻有聯繫。空中的嘴巴關起來了,地下的嘴巴就吃得少;地下的嘴巴閉起來,空中的嘴巴會很快地闔上。

樹木空中的嘴巴,叫「氣孔」;地下的嘴巴,叫「根毛」。樹木在空中,吸的是最乾淨的空氣,從地底下,吸的是最乾淨的水,難怪樹木長得好。如果空氣與水不乾淨,樹木會生病,病久了,也會死亡。

氣孔的英文stomata,源自希臘文,意即「嘴巴」(mouth)。氣孔的上下有兩片保衛細胞(guard cells),像人的二片嘴唇,樹木大部份時間氣孔只開部分,全開的時間很短。

樹木每片葉子的氣孔數目都不同,即使同一棵樹,不同位置生長的葉子,氣孔的數目也不同。例如生長愈密的樹木,光線不夠,氣孔數目就少。在潮溼的季節長出的葉子,氣孔較乾旱時期長出葉子的氣孔多。長在上方葉子的氣孔,經常多於下方的葉子的氣孔。

如果土壤的水份愈多,氣孔開放的比例愈大,開放的時間也愈久,植物生長的愈快。反之,土壤愈乾,氣孔大部份的時間關閉著,植物生長的速度就慢。樹木的生長速度,是呈現大自然長期乾溼變動的「濕度計」。

科學史上,發現氣孔影響植物水份蒸散的人,是德國萊比錫大學(University of Leipzig)的教授黑德維格(Johann Hedwig, 1730-1799)。他原本是個醫生,也喜歡植物,他白天看病人,晚上用顯微鏡看植物。1789年,他回到萊比錫大學當醫學系與植物學系的教授,並擔任萊比錫植物園(Leipzig Botanic Garden)的園長。

1789年,他發現同一棵植物的葉子,在土壤潮溼的時候,氣孔開的比較大。他推論氣孔有散發水份的作用。他更進一步由葉子氣孔的開放,建議什麼時候應該灌溉,什麼時候不用灌溉,來節省用水。

因此,不要低估氣孔的作用,以為東西小,就微不足道。由氣孔的開關,就可以提供省水的指標。

本文經原作者同意轉載,本文轉載自河馬教授的網站

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