植物也怕浓烟
作者: 薛芳2020年秋季,一场大面积山火席卷美国西海岸地区,在加利福尼亚州府萨克拉门托,随风弥漫的浓烟遮天蔽日,数日没有消散。这场山火产生的烟雾甚至飘散到了加拿大,在此期间,多座城市的空气质量跌至“有害级”,大量居民感到呼吸困难。
浓烟是火灾现场的头号杀手。当大量有毒烟雾进入人体的呼吸道,先是鼻腔被高温烟雾灼烧,然后喉咙中灌满炽热的灰烬。每一次呼吸,肺部都在撕裂般疼痛,双眼被刺得无法睁开,世界变得模糊不清,耳边似乎只剩下心脏加速跳动的声音。随着烟雾中的颗粒逐渐在肺部积累,大量有毒物质进入血液,人渐渐失去意识,直至生命消逝。统计数据显示,80%的火场死亡者都死于窒息或吸入有毒烟雾。
野火烟雾有多可怕
野火燃烧过程中产生的烟雾含有数千种化合物,其中最危险的包括:

此外,硫化氢、二氧化氮、氰化氢等火灾现场常见的有毒物质,当达到一定浓度时,都能迅速带走生命。
浓烟危害植物
不仅人类等动物会被野火烟雾威胁,植物同样惧怕这些有毒物质。
在野火烟雾中,最多的是直径小于2.5微米的细颗粒物,也就是俗称的“PM2.5”,这些细颗粒物会腐蚀叶面、破坏植物组织,甚至阻碍植物光合作用,从外到内全面危害植物生存。
细颗粒物的危害范围并不只局限于火场附近,它们实在是太轻了,轻到再微弱的气流都能将它们带进高空,顺着大气活动横跨大陆,散播到世界各地——黑色的烟雾颗粒甚至出现在南极洲的冰层中。
在2020年秋季的那次野火期间,一群正在山区进行野外作业的科学家遭遇了野火产生的浓烟。他们决定不放过这个难得一遇的机会,于是开始测试树木被浓烟包围时是否会憋气。
植物呼吸时会释放挥发性有机化合物(简称VOC),并且不同植物释放的成分也不同,这让每种植物都拥有自己独特的气味。利用这一点,通过探测空气中的VOC,科学家就能知道特定的植物是在正常呼吸还是关闭气孔“憋气”。
对黄松树叶的调查表明,在浓烟包围期间,树木的气孔完全闭合,光合作用几乎为零,树木VOC的排放量也非常低,这表明这些树木的确在憋气。
面对野火烟雾对自然环境的挑战,科学家正积极探寻其对植物生态系统(包括树木与农作物)的长期影响。尽管当前对野火烟雾效应的持续时长及重复烟雾事件的具体影响尚存未知,但这一领域正吸引着越来越多的关注和研究。全球气候变化、森林管理的创新策略以及对自然环境更加负责任的人类行为,正共同推动着我们对野火模式的深刻理解与有效控制,为构建一个更加和谐、可持续的生态环境打下坚实的基础。