在距離海岸80~140千米的非洲納米布沙漠中,有數(shù)百萬(wàn)個(gè)被稱(chēng)為“仙女圈”的圓形干燥地貌。它們每個(gè)的直徑都為2~11米,分布在方圓十余千米范圍內(nèi)。
過(guò)去近50年來(lái),科學(xué)家對(duì)仙女圈的成因一直不解,但他們推測(cè):仙女圈的“創(chuàng)造者”要么是白蟻,要么是植物本身。但究竟是誰(shuí)呢?最近,一個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)此進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的探索。
科學(xué)家探測(cè)仙女圈
白蟻是結(jié)群分布于世界各地的一種小昆蟲(chóng),它們常被認(rèn)為會(huì)造成草類(lèi)死亡。但到底是不是它們?cè)炀土讼膳δ??為了回答這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家仔細(xì)調(diào)查了從雨季(雨季會(huì)激發(fā)草的生長(zhǎng))開(kāi)始到雨季結(jié)束期間仙女圈內(nèi)外草類(lèi)死亡的情況。此外,科學(xué)家還在仙女圈內(nèi)外安裝了土壤濕度感應(yīng)器,從2020年旱季開(kāi)始到2022年雨季結(jié)束期間,每30分鐘記錄一次土壤中的水含量。由此,他們精準(zhǔn)記錄了仙女圈周?chē)男律菰鯓佑绊懴膳?nèi)外的土壤含水量。與此同時(shí),他們還調(diào)查了整個(gè)納米布沙漠中10個(gè)地區(qū)的多個(gè)仙女圈外部及各個(gè)仙女圈之間的水滲透情況。
調(diào)查數(shù)據(jù)表明,在降雨后大約10天,仙女圈內(nèi)部的草已經(jīng)開(kāi)始死亡,圈內(nèi)大部分地方?jīng)]有新草萌生。雨季開(kāi)始后第20天,仙女圈內(nèi)的草完全死亡,草色變黃,而仙女圈周?chē)牟萑记嗲嗟摹?茖W(xué)家對(duì)比仙女圈內(nèi)的草根和圈外的草根,發(fā)現(xiàn)前者不比后者短,甚至比后者長(zhǎng)。這說(shuō)明仙女圈內(nèi)的草拼命想汲取水分。此外,科學(xué)家沒(méi)有發(fā)現(xiàn)白蟻吃草根的任何跡象。到了雨季開(kāi)始后五六十天時(shí),死草根部的損傷才更明顯。
科學(xué)家由此得出結(jié)論:仙女圈內(nèi)大部分區(qū)域中草的突然消失不可能是由白蟻造成的,因?yàn)檫@些區(qū)域的生物量根本不足以養(yǎng)活大群白蟻;更重要的是,這些草是在雨季后突然死亡的,并且草的根部沒(méi)有被白蟻啃食的任何跡象,因此能證明白蟻不是仙女圈的“締造者”。
仙女圈內(nèi)死草發(fā)黃,但其根不比圈外綠草的根短,甚至更長(zhǎng)。此外,沒(méi)有任何跡象表明仙女圈內(nèi)的草其根部被白蟻啃食
當(dāng)科學(xué)家分析土壤含水量數(shù)據(jù)時(shí),他們發(fā)現(xiàn):在雨季之初,仙女圈內(nèi)外的土壤含水量下降都很慢,此時(shí)并無(wú)新生草;而當(dāng)仙女圈周?chē)L(zhǎng)滿(mǎn)新草后,雨季后仙女圈內(nèi)外的土壤含水量下降都很快,但奇怪的是,在仙女圈內(nèi)部幾乎沒(méi)有草來(lái)汲取水分。換句話(huà)說(shuō),一種很大的可能性是,仙女圈周?chē)牟?,尤其是新生草剝奪了原本屬于仙女圈內(nèi)的草可以汲取的水,從而加速、甚至直接導(dǎo)致了仙女圈內(nèi)草的死亡,仙女圈由此逐漸變大。
近觀(guān)仙女圈
多種環(huán)境中都可能出現(xiàn)仙女圈
科學(xué)家解釋說(shuō),這并非意味著仙女圈周?chē)牟荨白运阶岳?。事?shí)上,在納米布沙漠中氣候炎熱,草類(lèi)一直通過(guò)蒸騰作用失水。因此,草類(lèi)在自己根部周?chē)寥乐袆?chuàng)造潮濕的環(huán)境,讓自己能得到水。這一最新研究結(jié)果與之前一些研究結(jié)果是一致的:在一些沙漠地帶,水在土壤中的傳播很快,哪怕距離數(shù)米,土壤中的水在水平方向的傳播依然有很高的效率。通過(guò)形成間隔有序的仙女圈,草類(lèi)其實(shí)相當(dāng)于生態(tài)系統(tǒng)的“工程師”:它們不僅“締造”仙女圈,而且從植被間隙的水源中直接受益。
事實(shí)上,在全球其他多個(gè)干旱地帶,科學(xué)家都發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似仙女圈這樣能自我調(diào)節(jié)的植被結(jié)構(gòu)。在這些地方,除了形成像仙女圈這樣規(guī)整的幾何圖案地貌,植物別無(wú)他法來(lái)生存。也就是說(shuō),雖然仙女圈中的草死了,但保全了草類(lèi)的集體生存。
當(dāng)然,這項(xiàng)新研究還不能說(shuō)已經(jīng)完全破解了仙女圈之謎,而只能說(shuō)更進(jìn)一步對(duì)這個(gè)奧秘進(jìn)行了解讀。例如,地下草根之間的土壤空隙與仙女圈之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系依然不明。但在全球變暖這一大背景之下,這項(xiàng)新研究尤其有助于科學(xué)家了解類(lèi)似的生態(tài)系統(tǒng),畢竟,能自我調(diào)節(jié)的植物才能更好地抵御由干旱引起的負(fù)面效應(yīng)。
從空中看仙女圈