“树上长树”是什么

张永强  正高级教师，湖南省十佳科技教师。科普中国2021年十大科普人物奖获得者，全国校园发明创意大赛、湖南省青少年科技创新大赛、湖南省创新编程与智能设计大赛、湖南省科学调查体验活动评审专家组成员。

一次观看有关“树上长树”的视频后，同学们对树干上的苔藓和蕨类植物十分感兴趣。我校桄榔山上植被丰富，其中一些树的树皮粗糙、褶皱处附生着许多苔藓，在一些附生苔藓上还长出了蕨类植物。

我对桄榔山上的附生苔藓和附生蕨类植物进行了大致统计，发现一些树干上只有附生苔藓没有附生蕨类植物，而有附生蕨类植物的树干上都有附生苔藓，且多数蕨类植物长在附生苔藓植物上。这似乎印证了《高中生物学选择性必修二 稳态与环境》第二章第三节的内容。

在生态系统中，树干上的附生植物包括苔藓和蕨类植物，它们对生物多样性的维持和生态平衡发挥着至关重要的作用。在本研究中，我将探讨桄榔山亚热带常绿阔叶林中，附生苔藓和蕨类植物之间的相互作用及其对生态系统的影响。

一、调查树干上附生苔藓、蕨类的分布情况

分别在桄榔山北、南、东北、东南、西北、西南方位取6个样本，随机选取直径大于20厘米的树木作为调查对象。使用标准化数据制作表格，记录每棵树树干上附生苔藓和蕨类植物的种类、数量和分布情况，并拍照留档。

二、附生苔藓植物的蓄水性对照实验

（一）实验假设

附生苔藓的蓄水能力高于其宿主树皮。

（二）实验步骤

1.从相同的树上或环境中收集附生苔藓和树皮样本，确保样本大小相似。

2.在实验开始前，测量并记录每个样本的初始干重。

3.将每个样本分别浸入蒸馏水中，直到它们吸水至完全饱和。从水中取出样本，轻轻抖掉多余的水分，但不要挤压样本。测量并记录每个样本浸水后的湿重。计算蓄水率。

4.确保每个附生苔藓样本都有一个来自相同树木的树皮样本作为对照。记录相关数据。

对所有样本的蓄水率进行统计分析，比较附生苔藓和树皮的平均蓄水率，看是否有显著差异。为了确保实验结果的可靠性，重复实验多次。

三、附生苔藓植物的保水性对照实验

（一）实验假设

附生苔藓的保水能力高于其宿主树皮。

（二）实验步骤

1.从同一棵树上收集苔藓和树皮样本，确保样本的大小和厚度尽可能一致。

2.测量每个样本的初始干重，并记录数据。

3.用喷雾瓶将所有样本均匀喷湿直到饱和，测量并记录每个样本的湿重。

4.将饱和样本放在无盖培养皿中，在实验室环境下暴露一定时间。模拟自然环境，保持实验室的温度和湿度在一定范围。经过设定时间后，再次测量每个样本的质量。计算每个样本的保水量和保水率。对苔藓和树皮的保水量和保水率进行对比分析。

为确保结果的可靠性和统计显著性，重复实验多次。

四、检测苔藓中积累土壤的肥力

采集附生苔藓，观察苔藓结构中是否积累了泥土。收集树干下的土壤、苔藓中积累的土壤样本，委托湘南学院生命科学院生物实验室分析土壤的肥力。

五、结果与分析

（一）附生苔藓和附生蕨类植物的分布模式

结果显示，光滑树干的附生苔藓占比只有5.06%，附生蕨类比例为0；粗糙树干的附生苔藓占比67.76%。这说明，粗糙的树干更适合附生苔藓的生长。

在6个样本中，38.37%的粗糙树干上只有附生苔藓，没有附生蕨类植物，而所有附生蕨类植物的树干上都有附生苔藓。此外，苔藓和蕨类位置重叠数占全部蕨类数的100%。

调查中观察蕨类植物的生境，发现蕨类植物都生长在附生苔藓之中。对附生苔藓和蕨类进行采样分析发现，蕨类植物的根状茎和根与苔藓植物紧密结合在一起。

这一分布模式表明，粗糙树干上的附生苔藓为蕨类植物提供了生长基质，苔藓可能为蕨类植物的附生和生长提供了水分、营养物质等。

在调查中还发现了苔藓植物和蕨类植物的种类——细叶小羽藓、槲蕨。

（二）附生苔藓植物的蓄水性

苔藓样本的平均蓄水率为700.0%，远高于树皮样本的平均蓄水率80.0%。这意味着，苔藓植物能吸收并保持是自身干重近七倍的水分，而树皮的蓄水能力仅为其干重的80.0%左右。

（三）附生苔藓植物的保水性

苔藓样本24小时的平均保水率为58.13%，而树皮样本的平均保水率为14.03%。这表明，苔藓在自然环境中可有效减缓水分蒸发，为附生蕨类植物的生长提供稳定的水分来源。

（四）苔藓的土壤积累能力、附着土壤肥力

通过调查附生苔藓植物的土壤，我发现苔藓能在其结构中积累细小颗粒状的泥土。这一特性可能有助于蕨类植物的孢子在苔藓上萌发和生长。

土壤的肥力分析结果显示，附生苔藓积累的土壤与树干下土壤的肥力相当，附生苔藓可为蕨类植物的生长提供养分。

六、结论

通过实地调查和实验分析发现，桄榔山上的附生苔藓先于蕨类植物形成在树干上。实验结果进一步表明，附生苔藓具有较强的保水蓄水能力，并能积累泥土。这些特性促进了蕨类植物的附生和生长。

这些发现与高中生物教科书中关于群落演替的描述吻合，即在一个生态序列中，苔藓植物通常是先锋物种，它们的出现为后续植物的生长创造了条件。

本研究结果对理解森林生态系统中的植物间相互作用和群落演替过程具有一定意义，为校园内的生态教育提供了实际案例。

七、今后的研究方向

（一）研究不同类型的附生植物对生态系统稳定性和生物多样性的影响，尤其是在人类活动频繁的地区进行比较研究，为生物多样性保护提供更多的科学依据。

（二）深入探讨附生苔藓与其他植物之间的相互作用机制，包括植物间的共生关系、资源竞争和共存策略等，探索更多植物间相互作用的生态学原理。

（三）通过长期监测和实验研究，评估附生植物对生态系统功能的影响，为生态系统的可持续管理和保护提供更具体的数据支持。

（四）探究附生植物在生态修复中的应用潜力，尤其是在退化生态系统的修复和重建中，附生植物在改善土壤质量、促进植被恢复等方面的作用。（指导老师：白平强    蒋旺平   王平强）

专家点评

作者从自己的校园出发，研究了附生在树干上的苔藓和蕨类植物的关系。文章涵盖了野外调查、实验分析等多个环节，对附生苔藓和蕨类植物的分布、生长特性、保水蓄水能力以及土壤肥力等进行了深入研究。原文中提供了实地调查数据和实验结果，为分析提供了数据支持，增强了研究的可信度。文章探讨了苔藓和蕨类植物之间的相互作用和生态关系，为理解这一生态系统的运行提供了新的视角。从研究区域、研究方法到结果分析，再到讨论和结论，各部分内容之间逻辑严密，条理清晰，易于理解。

文章提到检测苔藓中积累的土壤的肥力，但并未给出具体的肥力分析结果，这部分内容略显单薄。建议在扩展讨论部分，深入探讨这一现象对生态系统和整体环境的影响、对气候变化等外部因素的响应等。

（栏目编辑  秦银银）