太阳“醒来”前,给植物做一次“晨检”
环江站的破晓时刻。
下山。
采样现场。
■本报记者 王昊昊
凌晨4点,广西环江毛南族自治县的山野还在“沉睡”,而中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站(以下简称环江站)设备间的灯已经亮了。
试验楼前的水泥地上,头灯的光束划破黑暗,几个身影正忙着清点设备物资。“高枝剪、保鲜膜还有花露水、蚊香都带上,头灯挑电量足的,一会儿开车到山脚下再走上去。”刘文娜对同伴说。
刘文娜是中国科学院亚热带农业生态研究所(以下简称亚热带生态所)助理研究员,她和同是助理研究员的师哥王发,要带着站上3个师弟、师妹上山采样,做黎明前植物水势测定和枝条采集。
他们的目的地是山上的一块特殊大石头。
一场艰难的爬坡
短暂车程后,5人抵达山脚。王发带头,刘文娜的师妹、博士研究生李嘉洁和两个硕士研究生李昱辛、韩雄辉走在中间,刘文娜殿后,扛着各式仪器和装备上山。
从山脚到目的地,路程不足一公里,但山坡很陡,不少地方直上直下,齐腰的荒草和枯木断枝几乎拦住去路。上山时步子一定要稳,否则很容易滑倒、踩空甚至崴脚。
这里本没有路,是研究人员采样踩出来的小道。王发捡起木棍开路:“碰见蛇是常事,但它一般不主动攻击人,反而是隐翅虫、虎头蜂、毒蚂蚁等更让人头疼。一个师妹曾被蚂蚁咬到,两周后才消肿,因此不管多热,大家的标配都是长袖、长裤、迷彩鞋。”
广西夏天的雨水尤其“勤快”,一场雨就能让荒草蹿高一截,把他们上周才走过的路“藏”起来。没走多久,带路的王发放缓脚步。“这个岔路口有棵长歪了的树,应该朝左走。”刘文娜每次上下山会观察小路周边的标志性树木等,以辨别山路。
爬上最后一个高约一米的石阶后,他们终于来到大石头旁。
几百米的山坡,爬了30多分钟才抵达。凌晨的气温虽不高,但潮湿闷热的西南夏日不饶人,抵达山顶时,几人大汗淋漓,长袖、长裤被汗水浸透贴在身上,额前的碎发也湿成一绺一绺的。
一块“幸运石”
采样须在日出前完成,留给他们的时间不多了。
王发在样地四周点上几支香,随即开始分工。“这不是迷信,是我们试了多次选出的强效蚊香,效果很不错。”王发说。
李昱辛、韩雄辉两个男生个子较高,王发就叫他们采树枝和叶片;李嘉洁对叶片进行现场测定,刘文娜则将测完的枝条用湿布条封住切口后装袋,带回实验室进一步分析。
植物白天进行光合作用使水分蒸腾,晚上蒸腾停止根系开始补水,黎明前达到最充盈状态。此时植物的叶片、枝条、根以及根区环境都处于水分平衡状态,叶片水势能反映根区水分的可利用性,据此推断根系是否接触到了深层稳定水源,从而判断植物受水分胁迫的风险。
为什么一定要在这里采样?《中国科学报》记者在现场看到,这块大石头像从山上“长”出来的,小部分向下“扎根”,大部分向上“生长”。
“大石头上生长着11种木本植物,孤立出来的部分不受上坡水流影响,水源输入只有降水,是研究水量平衡的理想场所。”刘文娜指着石头顶部残留的铁架子说,那是师姐丁亚丽做干旱控制实验时搭的遮雨处理设施。
丁亚丽曾在这里做了135天的模拟极端干旱遮雨实验。她发现,植物的适应策略多样,但真正决定植物在极端干旱时存活的关键在于根系能否持续获取深层的稳定水源,并且植物一系列的干旱指标最终分为两个相反的方向,显示出喀斯特环境对植物生存具有极强的筛选性。
“2018年到现在,团队持续围绕大石头做系列实验,它就是我们的‘幸运石’,使我们对喀斯特的认识更深了。”现在,刘文娜要做的是“往下走”。
“基岩裂隙储水量很大,我希望弄清楚植物在生长或抗旱过程中,这些水源到底发挥了多大作用。”刘文娜已初步发现植物并非在干旱时才会转向岩石水,在雨季后期蒸腾旺盛时,岩石供水量也会显著增加。下一步她将从岩土结构、水分动态和植物响应等方面寻找证据,揭示这一现象的深层机理。
把根扎进岩缝
5点50分,天边泛起鱼肚白。一支蚊香正好烧完,蚊虫也少了许多。
“头灯可以关了。”采样过程较为顺利,刘文娜告诉大家,等天再亮一些下山,就不用摸黑走路了。
坐在石头上,几人享受着难得的休息时间,聊起野外科研日常。
“野外科研重在坚守,只有把根深深扎在岩缝,才能持续‘生长’。”今年是王发在环江站做科研的第13年,他回忆起第一次来站上的场景。“从太原坐绿皮火车约20小时后抵达长沙,紧接着直奔环江,第二天一早就被师姐带着上山采样。那时还没有自动监测仪器,现在设备条件好多了。”
见师弟、师妹听得入神,刘文娜讲起师哥、亚热带生态所副研究员张君的研究经历。张君曾经在环江站追踪暴雨采样。“下雨时他就打着把伞、穿着雨鞋往样地跑,每隔半小时采一次样,直到雨停后不再产流或恢复至雨前状态。”刘文娜说,追雨、进山、采样,是环江站的日常。“这些看起来平常的坚持,激励着更多的新人做下去。”
下山时,晨雾还没散去,“缠”在半山腰,峰丛若隐若现。这是喀斯特地区早晨最好的景色之一,也是这些在凌晨4点出发的人才能看到的独家风景。