柔軟的樹根是如何鑽進岩石裡的？

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自然學家早已經注意到，樹根能透過疏鬆的土壤深扎到下方堅硬的基岩裡，不過這種罕見的“入侵”曾被認為只是一件奇事。2013年，水文學家丹妮拉·倫珀（Daniella Rempe）深入考察了加利福尼亞州北部的山坡，她發現樹根會從岩石汲取大量的水分，因為地下水會滲入並儲存在岩石的孔隙和裂縫中。對此，生態水文學家埃麗卡·麥考密克（Erica McCormick）表示：“我們想要評估這種現象到底有多普遍。”她來自於得克薩斯大學奧斯汀分校倫珀實驗室，倫珀實驗室的研究團隊決定繪製美國大陸上植物從基岩取水的地圖。

基於2003到2017年間的美國地質資料，研究人員確定了美國哪些地區的森林和灌木林地生長在基岩上，而且它們的樹根能伸入岩石。他們隨後利用已知的降水率、蒸發率和土壤溼度，計算出了有多少未知的迴圈水，他們推測這些水有可能儲藏在岩石深處。這項發表於《自然》（Nature）的研究表明，對於許多植物而言，基岩中的水遠非最後的選擇。美國至少有24%的樹木和灌木會定期從基岩取水，滿足它們對水分的需求，即便在雨量正常的年份亦是如此。而且，在炎熱乾燥的加利福尼亞州和得克薩斯州，樹木所需的50%以上的水分都來自基岩。

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基岩水可以幫助一些樹木抵禦氣候變化造成的乾燥天氣。不過，在全球變暖的背景下，雖然有科學專案試圖預測植物在未來會透過什麼樣的方式獲取水分，卻都忽略了植物可以從岩石中獲取水分的現象。蘇珊·施溫寧（Susan Schwinning，並未參與這項研究）是美國得克薩斯州立大學的生態學家，她說：“新研究的作者認為，植物從基岩中取水並不是一個地區性的特殊現象，因此應該從更廣泛的角度來進行研究。”倫珀表示，研究人員現在關注的是，加利福尼亞州的植物是如何利用基岩水應對這裡嚴重乾旱的天氣的。

最初，相對柔軟的樹根是如何鑽進岩石裡的？施溫寧表示，事實上，基岩和土層會慢慢混合在一起。隨著時間推移，向下滲透的雨水會侵蝕深層的基岩，使基岩形成節理（岩石的裂隙，一種精細的斷裂結構）。手指狀的根鬚可以從這種裂隙伸進去，並在需要時汲取裂隙中積蓄的水分。細菌和真菌附著在根部，這有利於增加根部的表面積，並能協助根部從最小的裂隙裡汲取水分。倫珀說：“樹根在石頭的裂隙裡找到了這個美麗的家園，對於它們來說，土壤底下是一個全新的世界。”

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撰文：特絲·約斯 （Tess Joosse）

翻譯：林清

審校：石雲雷

引進來源：科學美國人

本文來自：中國數字科技館