结识植物

植物的带状分布


　　植物的生存必须依赖环境条件，其中最主要的因素是气候条件。我们都 知道，地球上的气候是呈带状分布的，相应的，植物也呈带状分布。

从赤道到两极


　　我们都知道，地球上有“五带”，即热带、南北温带、南北寒带。如果 再细分，还可以分为赤道带、热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带、亚 寒带和寒带等。这些地带的划分，主要依据是太阳的热量在地球上的分布状 况。这些不同的地带大致呈横向条带，顺着纬线方向（东西方向）延伸着。 从赤道向两极，一个地带转换成另一个地带，是顺着经线方向（南北方向） 交替排列。这种分布状况称为“地带性分布”或称“纬度地带性分布”。因 此，在分布问题上，人们把纬度称为地带性因素。我们可以这样概括：地球 上热量带的分布状况是地带性分布，影响热量分布的主要因素是纬度。除此 以外的分布状况，我们统称之为非地带性分布。例如，中国的降水量东南部 多，越向西北降水越少。从东南向西北可以按干湿情况划分几个地带，即湿 润地区、半湿润地区、半干旱地区和干旱地区。我国东南沿海皆属湿润地区， 新疆则处于干旱地区。这种分布状况就不是地带性的，而是非地带性分布。 造成这种分布状况的原因，很明显不是由于纬度，而是由于降水情况。距海 远近是造成这种分布的主要因素。
由于气温、气压、风向、降水等天气现象是相互影响的，地球上气温、
降水的分布都具有地带性的特点，而气温与降水更直接影响植物的生长，因 此，地球上各大陆大部分地区的植被分布就是地带性的了。
植物的生长需要一定的热量，所以气温过低的两极地带就缺乏植被。对
于水分的要求，树木与草类不同，树木比草需要更多的水，所以在一定的温 度条件下，森林生长在湿润或比较湿润的地区，而在比较干旱的地区，树木 不易生长，植被以草原为主，非常干旱的地区则只有荒漠植被。
大陆植被的类型是复杂多样的，我们只能粗略地选择几种主要类型来
讲。列表如下：
纬 度
主要气候带 主要植被类型 森林 草原 荒漠


低 纬
↓ 高 纬 热 带 热带雨林 热带草原 亚热带草原 稀树草原 热带荒漠
亚热带
亚热带常绿林
亚热带荒漠

温 带 温带夏绿阔叶林 温带混交林 温带针叶林

温带草原

温带荒漠
寒 带 苔 原 冰 原

我们选几个主要的植被类型，写在下面：
热带雨林 主要集中分布在南、北纬 10°之间的亚马逊 河流域、刚果河流域和东南亚地区，它是分布在热带高温潮湿气候区的

常绿森林，树种繁多。乔木高达 30 米以上，有的甚至可达 40～60 米，主干 挺直，通常可分出 3 层结构。热带雨林的植物量（主要是木材）占全球陆地 总植物量的 40％。它的盛衰直接影响着全球环境，保护热带雨林已成为当前 世界关注的紧迫问题之一。
　　热带季雨林 分布在热带雨林外围，主要分布在东南亚和印度半岛等地 区。它形成于干湿季节交替的热带气候条件下、又称季风林或热带季节林。 和热带雨林相比，结构较简单，乔木只分上下两层。由于气候的影响，热带 季雨林可分为两大类型：落叶季雨林和半常绿季雨林（常绿季雨林）。落叶 季雨林分布在年降水量 500～1500 毫米，且有较长干季的地区，大多数树种 在干季落叶。半常绿季雨林分布在年降水量 1500～2500 毫米，水热结合良好 的地区，在短暂的干季，高大的乔木可出现几天到几周的无叶期。热带季雨 林与热带雨林之间难能划分出明确的界线，呈逐渐过渡的形势。
　　亚热带常绿阔叶林 主要分布在东亚，即亚热带季风气候区，这里夏季 炎热而潮湿，年平均气温 15～21℃，年降水量 1000～2000 毫米。终年常绿， 树冠浑圆。亚热带常绿阔叶林植物资源非常丰富，有许多珍贵林木，速生林 木和经济林木。常绿阔叶林保存面积不大，在我国，从秦岭山地到云贵高原 和西藏南部山地都有广泛分布，在开发利用的同时，已加强培育和保护。
夏绿阔叶林 又称落叶阔叶林，主要分布在西欧、中欧、东亚、北美东
部等地。这里夏季炎热多雨，冬季寒冷，年降水量在 500～1200 毫米。林木 冬季落叶。亚洲的夏绿阔叶林主要分布在我国华北、东北南部的暖温带地区， 以及朝鲜和日本的北部，由于人类经济活动，已无原始林。
寒温带针叶林 又称北方针叶林或泰加林。分布在亚欧大陆和北美洲的
北部，在中、低纬度的高山地区也有分布。由耐寒的针叶乔木组成。这里夏 季温湿，冬季严寒而漫长，年降水量 300～600 毫米。针叶林常由单一树种构 成，树干直立。云杉和冷杉属耐阴树种，林内较阴暗，被称为“阴暗针叶林”。 松树和落叶松为喜阳树种，林内较明亮，称为“明亮针叶林”。亚欧大陆北 部寒温带针叶林面积非常广阔，自斯堪的纳维亚半岛经芬兰、俄罗斯、我国 黑龙江北部到堪察加半岛。欧洲及西伯利亚地区以常绿针叶林为主，亚欧大 陆东部则以兴安落叶松占多数。北美洲的寒温带针叶林主要分布在阿拉斯加 和拉布拉多半岛的大部分，以及这两个半岛之间的广大地区。西部地区，特 别是沿太平洋沿岸，针叶林种属丰富，与欧洲北部相似，有松、云杉、落叶 松等；东部地区与东亚相似，落叶松广泛分布。

从山麓到山顶


　　如果有人问：“在盛夏，中国哪个省区最凉爽？”而你回答：“黑龙江 省纬度最高，是中国夏季最凉爽的省。”那就错了，西藏才是中国夏季最凉 快的地方。西藏的绝大部分地区 7 月平均气温在 16℃以下，其中很多地区在
8℃以下，比黑龙江省的 7 月平均气温低得多。西藏的纬度相当于亚热带，那 么，为什么一个亚热带地区夏季竟如此凉爽呢？原来，西藏夏日低温的原因， 不是由于纬度低，而是由于它的地势高——号称“世界屋脊”的青藏高原， 平均海拔高度在 4500 米以上。
　　地球上的气温是随纬度而变化的，纬度愈高，气温愈低。同时，大气的 温度还随地势的高度而变化，地势愈高，气温愈低。科学研究证明：海拔高
　　
度每上升 180 米，气温下降约 1℃。 地带性规律说明，纬度的高低对植被分布的影响很明显。地带性规律是
植被分布的基本规律，而非地带性因素如海洋湿气流的强弱对气候的影响则 可以使植被形成森林、草原、荒漠的区别。地势高低也是影响植被分布的非 地带性因素，那么地势高低怎样影响植被的分布呢？让我们先看看下面的例 子。
　　乞力马扎罗山是非洲第一高峰，海拔高度约 5895 米。山上植被繁茂，远 看一片浓绿，但如果仔细观察就会发现，山上的植被实际是呈带状分布的。 我们截取它的一面山坡，用示意图画出山坡上的植被分布情况，如下页图： 由图可知，从山麓到山顶的植被分布情况是有明显变化的。而这种变化 恰与植被的地带性分布（即从赤道向极地的变化）大致相似。但二者也有区 别：（1）植被的地带性分布是水平方向的变化，高山植被的变化是垂直方向 的变化，所以我们将高山植被分布的这个特点称为“植被的垂直分布”。（2） 植被随纬度的变化是缓慢的，从热带雨林到冰原，要经过数千公里，而植被 的垂直变化却很快，从热带雨林到积雪冰川只经过从山麓到山顶的数千米距
离。（3）二者在具体植被类型的变化上并不完全相似。 我们把山地植被分布的这种示意图称为“垂直带谱”，它的最下层称为
“基带”。不同地区的高山，它们的带谱很可能不同，有的复杂，有的简单。
同一座山南坡与北坡的垂直带谱常很不相同。在北半球，山南坡称为阳坡， 北坡称为阴坡；南半球的情况正好相反。基带是垂直带谱的起始带，基带的 植被类型就是这座山所在地的植被类型，例如乞力马扎罗山位于赤道附近， 山下的植被当然是热带雨林了。从基带向山上走，植被随气温下降而发生变 化：从亚热带森林，温带森林??一直到 5200 米以上的积雪冰川等，形成六 个层次。我国安徽省的黄山，它的地理位置在亚热带，基带就是亚热带常绿 阔叶林，它的垂直带谱中就没有热带雨林。长白山位于我国东北吉林省，垂 直带谱的基带是温带落叶阔叶林，在长白山的垂直带谱中当然不会出现热带 与亚热带植被。高山植被的垂直带谱是在基带基础上发展的，而基带的植被 类型是与山体所在地的典型植被相一致的。


　　再让我们看看天山的植被分布。天山位于我国新疆中部，它是东西走向 的山脉，北面是准噶尔盆地，地势较低；南面是塔里木盆地，地势较高。新 疆的气候是温带大陆性气候，干旱少雨，荒漠就分布在天山脚下。看看天山 植被分布的示意图，天山的北坡和南坡植被情况便可一目了然。


　　由图看出，因南北两坡山麓的海拔高度不同，从南坡（阳坡）看天山比 较低，而从北坡（阴坡）看天山比较高。两坡植被的垂直带谱大致相似（都 包括荒漠——蒿类荒漠——山地草原——针叶林——高山草甸—一积雪冰 川），山下是荒漠，山上出现草地，草地之上出现森林。这种带谱是地带性 分布规律所没有的，这说明山地的气温随地势升高而下降，山到一定高度， 空气中的水汽就会凝结，形成降水，以致荒漠消失，代之以草原和森林。森 林以上空气中水汽已少，降水也就少了，于是形成高山草甸。这种现象是荒 漠地区的高山植被中常见到的。
　　但阴坡与阳坡的植被繁茂程度却有很大区别。阴坡植被要比阳坡茂盛， 表现在阴坡森林面积远远大于阳坡；林地上下的草地面积也是阴坡大于阳
　　
坡。而荒漠面积相反，阳坡大于阴坡。这是因为这里热量非常丰富，阴坡的 热量也能满足植物生长的需要，而阳坡阳光更强，热量比阴坡更多，水汽在 高温条件下不易凝结，所以阴坡降水多于阳坡。这也是高山植被分布的规律 之一。当然在特殊条件下也有例外，例如喜玛拉雅山的阳坡植被就远比阴坡 繁茂，这个例外现象产生的原因在于山的特殊高大，山的阳坡下是热带季风 气候区，高温而多雨；山的阴坡下是“世界屋脊”西藏高原，是寒冷而干旱 的高寒气候区。
通过以上几个例子，我们可以概括成以下几点：
　　（1）山的高度：山必须有相当的高度，才能出现垂直分布现象，如果山 体矮小，山上山下的气候区别不大，自然也不可能出现多种植被带。山地植 被的垂直带谱最高层不一定都有积雪冰川带，例如我国南方的黄山、北方的 大兴安岭，它们各有自己的植被垂直带谱，但它们都没有积雪冰川带，主要 原因是这些山都不够高。冰雪带的下限称“雪线”，雪线的高度受山上气候 的影响，也受山高的影响。
　　（2）山体所在纬度：如果山体位于低纬地区，且降雨较多，山上植被就 会呈现复杂的垂直带谱。如果山体位于纬度较高的地方，山下本已寒冷，山 上温度更低，植被当然稀少。垂直带谱的基带植被就是山体所在地区的典型 植被，表现了在纬度因素影响下形成的地带性分布的特点。
（3）山的坡向：山的坡向明显地影响植被分布，坡向不同，植被得到的
阳光热量也不同：阳坡热量多于阴坡，因而气温高，水蒸气不易凝结，降水 少；阴坡处于背光的一面，气温较阳坡低，水蒸气较易凝结，因而水分条件 比阳坡优越。因此，同一座山的阴坡和阳坡植被的垂直带谱往往不同，一般 来说，阴坡植被比阳坡茂盛。

植物的结构


种子的种类


　　种子的大家庭可谓种类繁多，约有 20 万种。它们都是种子植物的小宝 宝，而种子植物约占世界植物的 2/3 还要多。
　　种子中的大王应属复椰子了，这种形似椰子的种子可比椰子大得多，而 且中央有道沟，像是把两个椰子重合在一起，所以叫它为复椰子。那还是 1000 多年前，在印度洋的马尔代夫岛上，岛民们在沙滩上看见了这种大个果子。 他们不知这是否是椰子，于是劈开它，吃果肉、喝汁液，发现和椰子差 不多，便给它取名为“宝贝”。人们 1000 年后才明白这是复椰子，是远涉重 洋从塞舌尔海岛漂来的。复椰子重约 20 公斤，里面的种子则有 15 公斤之多，
真是大个头了，于是许多国家的植物博物馆里都把它用作标本。 下面说说最小的种子，我们常说“丢了西瓜拣了芝麻”！芝麻的种子要
25 万粒才有 1 公斤重，看来芝麻种子是够小的了。而烟草的种子要 700 万粒 才达到 1 公斤重，即 7000 粒才重 1 克。然而这还不是最小的种子，真正的小 种子是斑叶兰的种子，200 万粒才重 1 克，轻得如同灰尘。
种子的颜色也包含了世上所有的颜色，而其中约有一半是黑色和棕色。
豆科中的红豆，是带有光泽的深红色，它也叫相思豆。它寄托了远隔千山万 水的恋人们的相思之情，并流传了许多数不尽的动人故事。
种子有圆有扁，也有的是长方形，有的竟是三角形或多角形。大多数的
种子是比较光滑的，但也有的表面凹凸不平，还有的长着绒毛和“翅膀”， 像个小昆虫。谁敢轻视这些小小的种子呢，有时只需一粒，它居然能发育成 直入云霄的参天巨树呢。

人造种子


　　传统的农业技术是用天然种子播种而获得丰收及再获得种子以备来年之 用，而人造种子的出现则将改变这一传统的旧面貌，成为一项植物快速繁殖 的新技术而被各国所重视。
人造种子的研制从理论性地提出到某些植物人工种子的成功研制经历了
相当长的历史，首先是德国植物学家哈勃兰特根据细胞学说的理论，大胆预 言植物身体上的每一个细胞在脱离母体后，只要给它合适的生活条件，都将 能发育成跟原来植物体一模一样的植株。经过许许多多的科学家的努力，直
到 1958 年，美国植物学家用液体悬浮培养法培养胡萝卜的体细胞，得到胚状 体，它是具有分裂能力的细胞团，胚状体进而发育成了完整植株，并能开花， 结果，使得哈勃兰特的预言变成了现实。
　　到 1978 年，有人提出“人工种子”的设想，立即得到许多国家的响应， 现已有美、法、日等国均在开展此项研究，在欧洲的尤里卡高技术计划中， “人工种子”占有显著地位。我国在“七·五”期间已开展此项研究。
　　为什么世界上如此多的国家重视人工种子的研制呢？人工种子与天然种 子有何异同？
　　从结构上分析，一颗天然种子主要由两部分组成：种皮与胚，而人工种 子也具备这两部分。通过特定的方法培养植物体细胞得到的胚状体与通过天
　　
然的传粉、受精得到的种子的胚一样，在形态、生理、生化等方面的特性完 全一致，发育的过程也一样。至于种皮，需要找到人工合成材料或天然材料 来充当，它必须能够保护胚状体并且还不能妨碍胚状体的生存与发育。只要 获得胚状体和人工种皮，那么就获得了人工种子。人工种子之所以受到如此 的重视，是因为它具备独特的优点：通过特定方法可以产生很多胚状体，比 如在 1 升的液体培养液中就可以得到 10 万个胚状体。这样，人工种子就具备 数量多、繁殖快的优势，特别是用于快速繁殖苗术及人工造林方面比用试管 苗繁殖更能降低成本和节省劳力；另外，人造种子能保证优良品种永远是优 良品种，而天然的优良品种通过天然的方法（传粉受精过程，这是人工不可 控制的）得到的后代无法保证它还是优良品种，这就好比“英雄”的后代不 一定还是“英雄”，而人工种子可以达到这一点；在人工种子里可以加人植 物激素促进发育，还可加入有益的农药或微生物进行抗病、抗虫而获得比天 然种子更优异的特性。这一切，对农业生产来说，无疑具有重要经济价值。 因此，人工种子的研制受到各国关注。
　　现在人工种子的研制已取得很大进展。1983 年 11 月，美国就研制成功 了芹菜人工种子，只是不具有种皮，而约 2 年后，美国成功研制了带种皮的 苜宿、莴苣、胡萝卜、西红柿、花椰菜的人工种子。法国也宣告甜菜等人工 种子的研制成功。我国在胡萝卜、芹菜、黄连、橡胶、水稻等十几种植物中 进行了研制并取得较大进展，其中胡萝卜、芹菜、黄连的人工种子在有菌的 条件下可萌发并长成小植株。
人工种子的研制前景诱人，法国德马利尔教授乐观地预言：今后人工种
子将投入商品化生产，到公元 2000 年，人工种子将引起农业翻天覆地的变 化。目前已有 132 种植物已诱导出胚状体，它们分属于 32 个科、81 个属。 虽然人工种子正处于实验室研究阶段，但随着研究的进展，人工种子用于大 田生产将不是遥遥无期的事。

种子的寿命


　　种子具有寿命，但不同的种子，寿命长短差别很大。新中国建立之初， 我国科学工作者在辽宁省普兰店泡子屯附近的泥炭层中，挖出了一些莲子。 这一带多年以来就没有人种过荷花，怎么会挖出了莲子呢？经过鉴定，证明 这些莲子在地层中已经“沉睡”大约 1000 多年了，竟是唐、宋时代的莲子。 人们感兴趣的是，这些古莲子还能不能发芽？ 1951 年，人们把古莲种子种 了下去。1953 年夏季，它们不但萌发了片片碧绿的嫩叶，居然还开出了粉红 色的艳丽的荷花。日本的大贺博士在千叶县的低洼沼泽地下发现了沉睡了
2000 多年的莲子，播种后，也发芽开花结果了，可谓是种子中的老寿星。然 而在南美洲阿根廷的一个山洞里发现的 3000 多年前的一种苋菜种子仍保持 着生命力，不得不更让人称奇。最让人觉得不可思议的是 1967 年加拿大报道 的在北美洲北极育肯河冻土层的旅鼠洞中发现的 20 多粒北极丽扇豆种子，经
C14 同位素测定，它的寿命至少已有 1 万年，播种后有 6 粒种子发芽长成了植 株，这是目前所知寿命最长的种子。多年来，人们都认为世界上寿命最短的 种子是沙漠中的梭梭种子，它的种皮极薄，极易发芽成苗，兰花种子的寿命 也只有几个小时，杨树和柳树的种子的寿命也只有 10 多天。
为什么种子的寿命有长有短？关键的问题在哪里？原来种子的寿命关键

是要使种子的胚保持生命力。种子的萌发只要满足胚对水分、空气、适宜温 度等条件的需要就能实现。经科学家研究，种子外表的蜡质和厚厚的角质层 都能使种子具备不透性而难以萌发，而长寿种子更是具备不易透水、不易透 气的坚硬、致密的种皮。据研究，豆科植物种子寿命较长的原因很可能就是 具备不透性的原因。在豆科植物种子的种皮中，存在种皮栅栏细胞角质层， 莲子外面的果皮是坚硬的硬壳，里面存在着一种叫马氏细胞明线的物质引起 不透性，再加上致密的细胞壁，更不易透水透气。种子的胚得不到充足的水 分和氧气，生理活动微弱，就处于休眠状态而成为长寿种子，一旦种皮破坏， 胚得到萌发条件就会打破休眠状态而萌动。
　　有人认为影响种子寿命的最主要的因素有两个，一个是种子的含水量， 一个是种子的温度。含水量与温度降低则会延长种子的寿命。人们在实践中 也发现调节短命种子的贮藏温度和湿度，寿命会相对延长，例如只有几小时 生命力的梭梭种子，若在适宜条件下能保持 1～2 年的发芽力，带翅种子贮存
7 个月后才失去生命力。 由此可见，所谓“短命种子”只是贮存条件的不适宜而造成的，合适的
贮存条件可延长种子的寿命，这在农业和林业生产上都具有重要意义。

种子的传播


　　植物为了传种接代，在数亿年漫长的生长过程中，各自练就了一套传播 种子的过硬本领。植物的果实种子成熟后，有的自然落在母株周围萌芽生长； 有些却远走高飞，做远程旅行，以扩大其种族领域。但它们既无能够奔跑的 腿脚，又无像鸟类飞行的翅膀，何以会做远程的“旅行”呢？我们说，生物 总是按“适者生存”的自然法则来生存和发展的，它们具有适应远程旅行的 不同形态和结构。
你可能认识指甲花（又称凤仙花）吧，它的花可染红指甲，其果实呈椭
圆形，成熟后只要碰它一下，它就会“怒不可遏”：5 片果瓣即刻裂开，并 急剧向内弯卷收缩，将种子向四面八方弹出，远达 1 米以上。因此，指甲花 的种子有“急性子”（中药名）之称。
还有一种热带地区的沼泽草木樨，也是名副其实的“炮兵”植物，其果
实成熟时骤然裂开，声响如炮，同时射出种子，有效射程达 15 米。有一种喷 瓜，果形与黄瓜相似，因为它具有疯狂的袭击能力，所以又叫它“疯黄瓜”。 其果实成熟时就变成粘性液体，给果皮以巨大的压力，一旦遇到外力碰撞或 果熟脱落时，果皮就突然开裂，粘液和种子一齐喷出，射程可达 6 米。
　　蒲公英、一品红等，它们的果实又轻又小，头顶长着许多毛，只要一阵 轻风吹拂，就可腾空而起，展翅翱翔。而像柳树等植物，则借种子上许多细 毛的浮力飘舞于空中，一到三四月间春风送暖之际，大街小巷便到处纷纷扬 扬，飘下许多的柳絮“伞兵”。还有松树、榆树、臭椿等的种子，则以它们 特有的翅膀，乘风展翅高飞，远航至异乡落户。
　　伴鸟飞天的种子非常多，如稗草、榕树、桑寄生等都是。它们的种子都 有很坚硬的种皮保护着，并分泌出许多粘液附着在种皮上，一旦飞鸟啄吃这 些种子后，种子就滑进了鸟的腹肚中，就像乘坐民航飞机一样，旅行到很远 很远的地方去。随着鸟粪的落地，它们的旅行才告结束。还有许多像莲等植 物的种子，是靠在水中流动，随波逐流的方法传播种子，繁殖后代的。此外，
　　
还有许多植物的种子上面生有不少的钩、刺等，借此来搭乘在其他物体上进 行传播。如苍耳把它种子上的钩刺钩挂在动物的毛皮或人的衣物上，借以远 距离地散布种子。鬼针草的弟兄们则是以果顶上的倒生刺毛，倒挂在衣物上 来传播的。所以，不管人或动物，只要掠过它们的旁边，它们就会用毛、刺、 钩、针等特有的旅行搭乘器，钩刺在过路者的毛发或衣物上，作免费旅行。 各种外形美丽，味道香甜的水果，如桃、梨、苹果、葡萄等，也有各种 鸟兽自愿为它们担当传播种子的任务。这些水果虽然牺牲了甜美的果肉，却 达到了传播种子的目的。人们的运输活动和吃果后随地乱抛种子等，实际上
也都帮助了种子的传播。

种子的力量


　　你知道种子的力量有多大吗？石块下面的小草，为了要生长，它不管上 面的石头有多么重，也不管石块与石块中间的缝隙怎么窄，总要曲曲折折地、 顽强不屈地挺出地面来。它的根往土里钻，它的芽向地面透，这是一种巨大 的力量。至于树种的力量就更大了，它能把阻止它生长的石头掀翻！一颗种 子可能发出来的“力”，简直超越一切。你知道种子能剖开头盖骨吗？
人的头盖骨结合得非常致密，非常坚固。
　　生理学家和解剖学者，为了深入研究头盖骨的结构特征，曾经用尽了各 种方法要把它完整地分开，但都没有成功。
后来有个人，受了种子被压在石块下面而顽强钻出石块的小草的启发解
决了这个难题。植物种子的力量既然这么大，可不可以用它来剖开头盖骨呢？ 他认为这是可能的，于是他就把一些植物的种子放在头盖骨里，配合了适当 的温度和湿度，使种子发芽。发芽后的种子，就产生了足够的力量，它竟然 钻到头盖骨几乎密不可分的缝隙里，使劲地往出钻，往出长。这样，一切机 械力量所不能做到的将骨骼自然结合分开的事情，小小的种子办到了。它不 仅把人的头盖骨分开了，而且解剖得脉络清楚，从而解决了人们研究头盖骨 的一大难题。

根的种类


不同植物的根，形态不一样。 不知你见过大豆、棉花、苜蓿的根没有？它们的中间有一条又粗又大又
长又直的根，称主根，很容易找到，在它上面又长出有许多杈杈。主根是种 子萌发时，首先冲破种皮伸出来的白嫩的胚根发育成的，也就是说，现在莱 市场上随处可见的黄豆芽、绿豆芽，把其埋在土壤中继续生长发育，就能形 成黄豆或绿豆植株的主根，上面的杈杈叫做侧根。
像这类能分出主次的根叫直系根。 但是玉米、小麦、水稻的根就很难分出主次根来，看起来像白胡子老头
的一蓬胡须，粗细、长短相差不多，这样的根是怎么形成的呢？原来这类植 物的种子萌发时，胚根很早就枯萎，只发育出大丛的须根，其实是从茎的基 部产生出的不定根。这类根叫须根系。
　　还有一些植物的根，是变态根，跟上面的两类根完全不一样，功能也起 了变化，例如各种萝卜，它们本身就是植物的主根，这种主根变得多肉、肥
　　
大，里面贮藏了大量的水分和营养。萝卜的营养非常丰富，被誉为“小人参”。 秋海棠的叶子插进土壤里就会长出根来。像这种从枝或叶上长出的根叫
不定根。它不是从主根或侧根上生出的根。 常言说：“独木不成林”。独木真的不能成林吗？西双版纳森林里的大
榕树，树冠非常庞大，枝干向下生出许多不定根垂到地面，入土后逐渐发育 成枝干那样粗的支持根，支持着那庞大的树冠。其中有一棵大榕树的支持根 形成的“树林”占地竟达 6 亩。世界最大的一株榕树产在孟加拉，其支持根 支持的树干可覆盖 15 亩左右的土地。这是多么奇特的“独木成林”自然景观 啊。
还有一种根和土壤中的微生物生活在一起，那是长根瘤的根和菌根。 有一种植物很特殊，它吸附在其他植物体上，吸收别的植物养料，像兔
丛子，它没有叶，它的茎顶尖旋转缠绕到其他植物体上，它的茎上面长出一 个小“疖”，刺到别的植物体的茎或叶中，掠夺别的植物的营养和水分，导 致别种植物的死亡，真是软刀子杀“人”不见“血”。这个小“疖”称假根， 是一种寄生根。

根之力


　　纤纤弱弱的植物根，生长在坚实大地的怀抱之中，令人不可思议，柔软 的根是怎样钻到土地里面去的呢？
原来根在自己的头上（根尖）戴了一顶“帽子”，当然是细胞做成的，
叫根冠，帽子里面是有增生新细胞能力的总部，叫做分生组织，总部的细胞 迅速分裂，细胞数目急剧增多。这样根渐渐生长，不断在土壤内深入。在根 的生长过程中，根冠始终作为根的“开路先锋”，保护着幼嫩的新生的细胞。 由于在前进中，沙石土粒的碰撞，使根冠不断被磨损，不断地剥落，根冠一 直分泌粘液，使土壤变得润滑，便于根的延伸。与此同时，分生组织又随时 派遣一部分细胞制造出新的“帽子”——根冠，代替剥落、磨损了的根冠， 严密地保护着分生总部，真可谓“前仆后继，永往直前”。
这个推动根前进的动力区（分生组织）并不大，它始终是根冠后面的薄
薄一层，总共才有 2～3 毫米。 根生长的第二个力量，是在根分生组织后面的延长部，又叫伸长区，这
部位细胞最初呈球形，后来渐渐伸长成圆柱状。细胞共同伸长的力量很大，
它们共同形成的撑力迅速增长了根的长度。 伸长区之后是根毛区，这部分细胞渐渐分化成不同形态和功能的细胞，
然后各司其职，各行其事，这种变化也起到延长根的效果，成为推动根深入 土壤的第三个力量。
　　根的分生组织、伸长区、根毛区的细胞分裂、细胞延长的力量便是不可 阻挡的生命力量，就是这种力量使纤弱的根克服硬土的阻挡，而伸展于大地 之中。

植物的“嘴巴”


　　植物也有嘴巴吗？当然，植物若没嘴巴，一颗小小的种子怎么能够长成 参天大树呢？那为什么看不见呢？一个原因是植物的嘴巴非常秀气，比“樱
　　
桃小口一点点儿”还要小上千倍百倍；另一个原因是植物的嘴巴是藏在地下 的，自然就难以看到了。不信？你看：
　　1648 年，比利时科学家海尔蒙特把一棵 2.5 千克重的柳树苗栽种到一个 木桶里，桶里盛有事先称过重量的土壤。在这以后，他只用纯净的雨水浇灌 树苗，为了防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。5 年过去了，柳树逐渐长 大了。经过称重，他吃惊地发现，柳树的重量增加了 80 多千克，土壤也减少 了不到 100 克。
　　那么减少的 100 克土壤到哪里去了呢？显然是被植物体给“吃”掉用于 自身的生长了。
　　生活在土壤中的是植物体的根，植物体是靠根来“吃东西”的，那么主 要是靠根的哪部分来“吃”的呢？植物是靠根毛区的根毛来“吃东西”的。 根毛是根毛区的外层细胞即表皮细胞产生的一种特殊结构，是由幼根尖
端的表皮细胞向外突起产生的。 根毛样子像什么呢？把它放在显微镜下看看，简直像从细胞外壁伸出来
的外端封闭的瓶子。
　　根毛的长度由 0.15 毫米到 1 厘米，直径为百分之几毫米。在形成根毛的 吸收表皮上，布满一层胶粘的物质，能把根毛和土壤胶粘在一起，这是因为 许多植物的根毛壁都含有一种胶质，所以若是把一株苗从土壤中拔出来，常 常会看到被根毛紧紧缠绕住的土块。
那么，植物的根上有多少根毛呢？多极了，每平方毫米上都有数百条根
毛，有的能达到 2000 多条。 每一条根毛就相当于一张“嘴”，这张“嘴”长得奇特，因而“吃”起
东西来也特别。
　　一般来说，一株玉米从出苗到结实所消耗的水分，要在 400 斤以上；要 生产 1 吨小麦籽粒，植株需要 1000 多吨水，那么水是怎样进入到植株体内的 呢？
植物体是靠根，准确地说是靠根毛，像吸管一样吮吸土壤里的水，但是
这与婴儿吮吸母奶可不大一样，因为婴儿吮吸的力量来自婴儿本身，根毛吮 吸的动力来自两方面：当根内细胞液的浓度与土壤里水的浓度有差值，而且 是细胞液的浓度必须大于土壤溶液浓度时，根毛才能顺利地把水吸收到细胞 内，进入植物体，否则将出现相反的情况。植物体在获得水分的同时，也获 得了溶解在水中的无机盐和有机物，保证植物生命活动的需要。
看，奇特的“嘴”的吃法当然也是与众不同的，它靠的是浓度差的力量
或者说是根压的力量，把水吸入到体内的。

繁忙的茎


　　当我们在林中悠闲地散步或者风驰电掣般地穿行公路时，静静地矗立在 旁边的树体内也在忙碌地进行着各种活动：从根部吸收的水分及其无机盐要 运送到叶部；叶部光合作用产生的有机物也要运送到根部和植物体的其他部 位。那么连接根与叶的是茎，物质在茎内是通过什么进行运输的呢？
　　我们把一条带叶的杨树枝放在水里切断，然后迅速地移到滴有几滴红墨 水的水里，在阳光照射下几个小时之后，再把枝条横向切断，这时观察一下 断面，我们会看到断面上有殷红的斑点，再把枝条纵向剖开，会看到茎的剖
　　
面上有一条红色细纹。 这红色的细纹是植物体内水分的运输路径，这条路由根部开始，经过茎，
再一直通过叶脉到达叶子各部分。在叶子里就是看得见的纵横交错的叶脉。 如果我们很细心的话，注意一下周围的树木，会惊奇地发现，有的树木 的枝条由于树皮被破坏了一圈，在失去树皮的上方形成瘤状物，枝条的下部
时间一久便枯死了。 原来在植物的茎内有两条“公路”：一条在韧皮部，是由一串串筛管上
下连接而成的，它的运输方向是由上往下，即把叶子制造的营养物质运输到 根部或其他部位，另一条路线在木质部，它是由叫做导管的细胞上下连接而 成，它的运输路线是由下往上运输，也就是说，把根部吸收的水分和无机盐 运送到叶部等。
　　组成导管的导管细胞由于细胞核、细胞质和横壁都消失了，上下彼此连 接形成中空的长管，水分在里面可以畅流无阻，加上叶部蒸腾拉力作用和水 分子之间的吸引力，水和无机盐可以源源不断地向上运输到植物体的各个部 分，可真是与俗语“水往低处流”成了反照。水在导管中的输导速度是很快 的，速度最快的为每小时 45 米，最慢的每小时也有 5 米，一棵草 5～20 分钟 就能把水输导到顶端，高达几十米甚至上百米的树木，茎的输水能力就更大 了。有人统计过，落叶树 1 平方厘米的木质横切面上，1 小时可通过水量 20 立方厘米。
运输有机物的筛管由于横壁仍然存在，但横壁上出现很多的孔，通过孔
上下筛管连通形成有很多“关口”的公路，运输速度也是很快的，大约每小
时 0.7～1.1 米。叶制造的有机物 30～60 分钟就可运送到根部。 所以植物体内的两条“公路”是很繁忙的，运输量也是很巨大的。

植物“腰身”粗细的秘密


　　放眼我们周围的世界，看看挺拔而直指天穹的秀丽白杨，婀娜多姿的垂 柳，迎着微风频频低头的小草，让人有一种直抒胸臆的温柔感。大树之所以 挺拔，小草之所以迎风不倒，是因为它们都有坚强的脊梁——茎。植物的茎 大都生长在地面上，负载着繁茂的枝叶、花、果实，还要抵挡风雨侵袭，因 此，植物的茎具有强大的支持、抗御的能力。因此，茎的外形，大多数呈圆 柱形。但有些植物的茎却呈三角形，如莎草；方柱形，如蚕豆、薄荷；扁平 柱形，如昙花、仙人掌，所以貌看植物的茎单一，实际上也是变化多端的。 生长在地中海西西里岛埃特纳山边的一棵大栗树，恐怕是世界上最粗的 树。它树干的周长竟有 55 米左右，要 30 多个人手拉手才能围住，树下部有 大洞可供采栗人住宿或当仓库，传说它能容纳“百骑”而得名。美国加利福 尼亚有一棵被叫做“世界爷”的巨杉，茎干粗大，若从树下开一个洞，可以 让汽车或 4 个骑马的人通过，它的树桩，甚至可以当做舞台用。然而，我们
常见的路边的小草，却是高不盈尺，茎细得只有几毫米。 那么，茎的粗细是由什么来决定的呢？ 当春天来临，万物复苏，杨柳返青之时，你不妨截取一段粗细合适的杨
树或柳树的茎，会很轻易地剥下树皮，你会发现剥下的树皮的内面是一薄层 白色的柔韧的东西，这部分叫做树木的韧皮部。剥下树皮剩下的部分，坚硬 呈白色叫木质部，占茎的大部分。你这时用手指摸摸韧皮部的内面或木质部

的外面，你会发现，手指有一种滑溜溜的湿润的感觉，这是形成层，夹在韧 皮部与木质部之间。形成层才是茎的粗细的决定者，因为这一层的细胞具有 特别旺盛的分裂能力，少部分向外分裂的细胞形成新的韧皮部，主要是向内 分裂的细胞形成新的木质部，新形成的韧皮部细胞，加在原有的韧皮部里面， 新形成的木质部细胞加在原先形成的木质部外面。从茎的横切面上看，形成 层就好像是一个大皮圈，木质部面积不断加大，皮圈也不断扩大外移，这样 树木的直径也就随着加粗了。所以茎的粗细是由神奇的形成层决定的。那么 草本植物的茎却如此之细，原因又何在呢？
　　原来草本植物的茎中没有像树木那样的绕茎一圈的形成层，它们茎内的 形成层是一束一束的，像星星一样分散在茎当中。如果你看过玉米的茎的横 切面，会看到在茎中分散着一个一个的小黄点，那便是形成层所在部位，这 样的茎的加粗能力就很有限了。此外，草本植物生活周期很短，大多数在一 个生长季节内就结束寿命，往往在它的茎还没有来得及加粗时，生命就结束 了，所以它们的茎都很细。

绿色工厂


　　一位著名的生物学家曾说过：“您给一个最好的厨师、足够的新鲜空气、 足够的太阳光和足够的水，请他用这些东西为您制造糖、淀粉和粮食，他一 定认为您是在和他开玩笑，因为，这显然是空想家的念头，但是在植物的绿 叶中却能够做到。”
叶子是怎样施展它那惊人的技艺的呢？原来，秘密发生在一个奇特的厂
房里。这个厂房中有把太阳能转移到粮食、棉花、木材中的神奇的力量。 这个神奇的厂房便是绿叶的叶肉细胞中的叶绿体，一个叶肉细胞中有许
多叶绿体，相当于许多厂房。叶绿体中含一种绿色的物质，是一种复杂的有
机酸，叫叶绿素。植物就是利用叶绿素进行光合作用制造养料。叶绿体悬浮 于叶肉细胞的细胞质中，不停地进行着生产，即光合作用。这个过程可以用 一个简单的公式来表示：


　　公式的左边是工厂的原料，公式的右边是工厂的产品，公式正中是光合 作用发生的条件，上面的光能是工厂的能源，下面的叶绿素是工厂的机器。 水来源于土壤，由根部吸收，经过茎中的导管到达叶脉中的导管进入叶
肉细胞。
　　二氧化碳由叶吸收，在叶的表面有许多气孔，气孔是叶肉细胞与大气进 行气体交换的“门户”，二氧化碳由气孔进入植物的叶并渗入叶肉细胞。
　　有了原料，机器叶绿素在能源光的启动下，就可以进行生产了，叶绿素 的复杂结构和绝卓的技能超越了世界上任何先进机械。
　　这个工厂最初的产品是葡萄糖，它经过进一步转化变成淀粉，淀粉可以 再转变成蛋白质和脂肪等。
　　自然界中的这一座座数也数不尽的微型绿色工厂，它的产品不仅养活了 自己，也养活了世间的一切生物。而它的神奇之力直到今天，对于自然界中 拥有最高智慧的人类来说还是一个谜、一个神话，人类渴望在叶绿体之外用 自己建造的工厂合成出粮食来，当然也仅仅是用水、二氧化碳及光和叶绿素
　　
等。
　　这个美好的梦想决不是空想，它会在人类孜孜不倦的探索中一步一步实 现。

自然界中庞大的生产者——绿叶


　　有人计算过，一个人活 60 岁，大约要吃进 2 万斤糖类，3200 多斤蛋白 质、200 斤脂肪，这些食物从何而来呢？食物直接和间接来自绿色植物的光 合作用。全球绿色植物进行光合作用，一年能制造的有机物达 4000 多亿吨， 除了供给人类食用外，还能供一些工厂作原料。绿叶在制造有机物的同时， 把光能转化成化学能贮藏在有机物里，每年绿叶的光合作用贮藏的能量相当
于 24 万个三门峡水电站每年发出的电量，为人类在工农业、日常生活所需能 量的 100 倍。目前最好的光电池的转换效率也只有 15％～16％，而绿色植物 的光合作用的转换效率一般达 35％～75％，可见绿色植物充分利用太阳能甚 至比原子核能效率还要高。绿色植物光合作用也是制造氧气的生产者。经过 计算，1 天中人要呼吸近 2 万次才能正常生活，一个人 1 昼夜要吸入体内的 氧气，其体积相当于 6 寸高的篮球场那么大。全世界约有 50 多亿人口，再加 上其他生物呼吸需要的氧气，数量是相当可观的。另外，人在吸进氧气的同 时还要向外呼出二氧化碳，1 个人 1 年能呼出约 300 公斤的二氧化碳，全世
界 50 多亿人要呼出亿吨以上的二氧化碳，再加上煤、石油的燃烧，以及细菌、
真菌在自然界的作用下放出的二氧化碳，足够地球上绿色植物的光合作用的 需要。据统计，每年地球上的绿色植物放出的氧气达 1000 多亿吨（如果自然 界绿色森林有计划地采伐和栽种，自然界氧气能够达到平衡），大气中的氧 气量不过 200 多亿吨，按现有绿色植物光合作用的速度，大气中氧的来源是 够人们利用的。
绿色植物的光合作用促进了大气中二氧化碳和氧气的循环，只有这样一
切生物才能够生存。如果每人每天吸进 0.75 公斤的氧气，呼出 0.9 公斤的二 氧化碳，有人计算过，城市居民每人只有 10 平方米的绿地（草坪、树木和花 卉）面积，就可以消耗每人呼出的二氧化碳，并可从绿叶中得到每天每人所 需的氧气。

迷人的叶


　　千姿百态的植物给人类带来了许多美好感受，而植物枝条上的片片柔绿 或是浓翠或是嫣红的叶儿，也给人们带来了美的享受。
　　首先来说一说叶子的形状：松针尖利细长，像是万根绿针簇于枝条；枫 叶五角分明，像天上的星星聚于树端；圆圆的落叶像一只只硕大的玉盘；田 旋花似十八般兵器中的长戟；剑麻叶像一把把脱鞘而出的利剑；芭蕉叶像片 片巨形青瓦，迎着雨声“噼叭”作响；灯心草叶像是一把缝鞋底用的锥子； 银杏叶像是一把驱除炎热的折扇；智利森林里生长着一种大根乃拉草，它的 一张叶片，能把 3 个并排骑马的人连人带马都遮盖住，像这样大的叶子，有 两片就可以盖一个五六人住的临时帐篷??叶子的形态说也说不完，而每片 叶儿都勾起人们无尽的遐想。
叶子生长的位置也非常有特色：有的是单片生长于茎上，有的则是成双

结对，有的数片有规律地交错生长，有的紧贴在地面上。叶子相互错开的角 度非常准确，有 120°、137°、138°、144°、180°，从上往下看，可以 看到片片叶子互相镶嵌又丝毫没有遮盖。叶子之所以如此巧妙地安排，一方 面可使植物受力均衡，再者则是为了最大限度地感受阳光雨露，由此看来叶 子还有对称之美。
　　夏天绿叶焕发出勃勃生机，秋天则是黄叶扑簌，那是另一种美。叶的世 界真是美丽得很。

奇妙的叶


　　世界上的植物成千上万，也就有了各种形状的植物叶。而这些形状不一 的植物叶子也就有了许多奇妙之处。
　　先说说思茅草，它的叶缘上有许多锋利的细齿，这是为了自卫用的，经 受过它的“自卫抵抗”而被划破了手的鲁班，就因此受到启发而造出了世界 上的第一把锯子。
　　生长在海边的椰树有十分宽大的叶子，为何在强大的风雨之中却安然无 恙呢？原来它的叶子表面有一道道凸起或凹下的波纹。正是这些波纹使叶子 能够承受较大的压力。这就好像是一张平纸不能承受住什么，但是把它折成 折扇状，它就能承受重物的压力。
车前草十分常见，谁知在它的叶子中也存在着令人吃惊的秘密：它的叶
子按螺旋状排列，而两片叶子的夹角竟都是 137°30′，结果使所有的叶子 都能照射到阳光。于是人们受到启发而建造了螺旋形的高楼，使得阳光能照 进每一个房间。
玉米叶呈圆筒状，这也是有什么意义吗？原来，它使叶子更牢固，而不
易被破坏。人们仿造它的形状建造起跨越海峡或大河的桥梁，竟坚实牢固得 很。
由此可见，植物的叶子构造是十分巧妙的，这其中的意义也深远得多。

秋风扫落时的秘密


　　一夜秋风，遍地黄叶，人便会平添几分惆怅。可你想过吗？为什么植物 会落叶？谁是这幅萧条的秋景图的设计师呢？
早春，伴随着声声春雷，万物吐翠，嫩绿的枝芽慢慢展开了她的笑脸。
如果说此刻的叶子尚处于旺盛生长的青年期的话，那仲夏的树叶便已到了壮 年期，她们旺盛地进行各种代谢活动，为植物体维持生命和生长提供必要的 能量。但万物有生必有死，叶子经过了她的青壮年以后，便开始步入暗淡的 老年，开始衰老死亡了。
　　早在本世纪 40 年代，科学家们就认为叶子的衰老是由性生殖耗尽植物营 养引起的。不少实验都指出，把植物的花和果实去掉，就可以延迟或阻止叶 子的衰老，并认为这是由于减少了营养物质的竞争。如果有兴趣的话，你不 妨做这样一个实验，在大豆开花的季节，每天都把生长的花芽去掉，你会发 现，与不去花芽的植株相比，去掉花芽的大豆的衰老明显地延迟了。
　　但是，进一步观察，你会发现，并不是所有植物都是这样的。许多植物 叶片的衰老发生在开花结实以前，比如雌雄异株的菠菜的雄花形成时，叶子
　　
已经开始衰老了。这样看来衰老问题并不是那么简单。 随着研究工作的逐步深入，人们现在知道，在叶片衰老过程中，蛋白质
含量显著下降，遗传物质含量也下降，叶片的光合作用能力降低。在电子显 微镜下可以看到，叶片衰老时，叶绿体遭到破坏。这些变化过程就是衰老的 基础，叶片衰老的最终结果就是落叶。
从形态解剖学角度研究，人们发现，落叶跟紧靠叶柄基部的特殊结构—
—离层有关。在显微镜下可以观察到离层的薄壁细胞比周围的细胞要小，在 叶片衰老过程中，离层及其临近细胞中的果酸酶和纤维素酶活性增加，结果 使整个细胞溶解，形成了一个自然的断裂面。但叶柄中的维管束细胞不溶解， 因此衰老死亡的叶子还附着在枝条上。不过这些维管束非常纤细，秋风一吹， 它便抵挡不住，断了筋骨，整个叶片便摇摇晃晃地坠向地面，了却了叶落归 根的宿愿。
　　说到这里，你也许要问，为什么落叶多发生在秋天而不是春天或夏天呢？ 是啊，为什么没有“春风扫落叶”呢？是因为秋风带来的寒意吗？
　　因为我们生活在温带地区，四季变化明显，光照长短、水分、温度等差 异很大，所以我们只看到“秋风扫落叶”，实际上在热带干旱季节，也会出 现春季落叶现象，只是没有温带地区落叶现象明显罢了。
落叶是植物正常的生理过程，是发生在植物体内的很复杂的过程之一。
　　有许多文人墨客扼腕痛惜飘零的落叶而挥墨洒文，可是你可曾想到过： 落叶恰恰是树木的自我保护策略，牺牲小我，而保全主体。
天冷了，人们要生上火炉，穿上棉衣，可是树木呢，唯有脱尽全身的树
叶，以减少通过叶子而散失的大量水分，才能安全过冬。要不然天寒地冻， 狂风呼号，树根吸水已很困难，而树叶的蒸腾作用却照常进行，你想想看， 等待树木的除了死亡，还会有什么呢？
同样道理，干旱季节中的热带树木的落叶也是自我保护的措施。
然而水分是影响落叶的唯一原因吗？ 你注意一下，秋天，马路边的路灯旁的树木，在其他同伴已落尽的时候，
却总还有一些树叶在寒风中艰难地挺立着，飘舞着。这就会使我们想到，落
叶跟光照也有很密切的关系。实验证明，增加光照可以延缓叶片的衰老和脱 落，而且用红光照射效果特别明显；反过来，缩短光照时间则可以促使植物 落叶。夏季一过，秋天来临，日照逐渐缩短，似乎在提醒植株——冬天来临 了。
那么是谁控制着叶子的脱落呢？经科学家艰苦地努力，终于找到了一种
化学物质叫脱落酸，发现它与落叶很有关系，可以促使值物的叶脱落，同时 也发现其他激素例如赤霉素和细胞分裂素起相反作用，能延缓叶的衰老和脱 落。所以到目前为止，植物落叶的机理还没有完全弄清楚，但是可以肯定， 落叶尤其是温带地区的树木的落叶，是减少蒸腾，保全生命，准备安全过冬 的一种本领。

花的海洋


　　最杰出的艺术家当属大自然，这个艺术家在我们周围创造出数不尽的奇 花异葩。梅花像星，葵花像盘，报春花像小钟，牵牛花像支喇叭，珙桐花似 一只只迎风翩翩起舞的白鸽，台湾的蝴蝶兰，雪白中有绊红，好似群蝶翩跹。
　　
　　再看看我们生活的周围：迎着春风，路旁的桃花悄悄盛开，粉红一片， 雪白一堆；星星点点的小紫花在草丛中露出了头，二月兰、白兰也展开花瓣， 悄悄向路人致意，似乎在告诉人们：春天到了！春天到了！气温刚略有回升， 夏至草便伸着懒腰，周身带着一圈一圈小花环使劲睁开了眼，好奇地打量着 周围：此时月季、樱桃花竞相开放，石榴花吐着火红的蕊，挂满了枝头；你 再抬眼一看：
　　啊！漫山遍野、大街小巷鲜花盛开，叫得出名的叫不出名的开遍了满世 界，仿佛使人置身在花的海洋。春夏不乏花的陪伴，而秋天菊花怒放，冬天 腊梅花开，一年四季时时有花，时时把这世界装扮得五彩缤粉，绚灿美丽。 花的构造有花被、花萼、花托、雄蕊、雌蕊五部分，花的不同形状就是
由这几部分的多少、大小、形状变化而决定的。

花的颜色


“万紫千红”是诗人对花朵的赞美。 的确，红色的、紫色的、蓝色的、白色的、黄色的花，五彩缤纷，惹人
喜爱。 那么美丽的颜色是怎样产生的呢？
原来在花瓣细胞里存在各种色素，主要为三大类。一类是类胡萝卜素，
包括红色、橙色及黄色素在内的许多色素；第二类叫类黄酮素，是使花瓣呈 浅黄色至深黄色的色素；第三类叫花青素，花的橙色、粉红、红色、紫色、 蓝色都是由花青素引起的。
通过对被子植物花色的调查，人们发现花瓣呈白色和黄色的最多。那么
白色的花是怎么回事呢？花呈现白色，是因为花瓣细胞里不含什么色素，而 是充满了小气泡。你如果不信，用手捏一捏白色的花瓣，把里面的小气泡挤 掉，它就成为无色透明的了。有些植物开黄花，那是因为花瓣细胞的叶绿体 里，含有大量的叶黄素。
有一种奇怪的黑蔷薇花瓣呈黑色，但提取不出黑色素，原来是花青素和
花青苷的红色、蓝色及紫色混在一起，使颜色加深时形成的一种近似黑色的 色泽。植物形成色素必须消耗原料和能量，解剖可看到色素仅分布于花瓣的 上表皮中，花瓣内部是无色的，这说明植物以消耗最少的能量和材料达到了 最佳的效果。
植物表现出美丽的色彩，除植物体内部具备产生色彩的内部条件外，环
境条件如温度、光照、水分、细胞内的酸碱条件等都影响色素的表现。 就温度而言，不同植物的花朵，所适应的温度范围不同。喜温植物开花，
在温度偏高时期，花朵色彩艳丽。如生性喜欢高温的荷花，炎热季节开放， 花朵鲜艳夺目。绝大部分植物和一些喜低温植物，在花期内遇偏高气温，花 的颜色常常不太鲜艳。如春季开花的金鱼草、三色菅、月季等，当花期遇 30
℃以上高温时，不仅花量少且色彩暗淡。如果植物在开花时气温过低，不仅 花色不鲜，且会间有杂色。
　　光照对花色的影响：多数植物喜欢在阳光下开放，缺少阳光，不仅花色 差甚至开花也困难。大多数花随着开放时间的变化，花色有所改变，一般黄 色的花在花谢时变为黄白色。随着接受日光照射时间的长短，花的颜色深浅 也可引起变化。留心观察一下棉花的花，刚开放的花是乳黄色的，后来变成
　　
了红色，最后变成了紫色，因此在一棵棉株上，常常同时开放着几种不同颜 色的花，这便是由于阳光照射和气温的变化，影响到花瓣细胞内的酸碱性发 生变化，最终引起色素颜色的改变。
　　因此花的酸碱度改变，也导致花色的改变。你认得牵牛花吧，它的花朵 像喇叭，颜色挺多，有红的、紫的、蓝的、粉白的。如果你把一朵红色的牵 牛花，泡在肥皂水里，这朵红花顿时会变成蓝花，再把这朵蓝花泡到稀盐酸 的溶液里，它又变成了红花了！
　　水分也影响花色。花朵中含适量的水，才能显示美丽的色彩。而且维持 得也较为长久。缺水时，花色常变深，如蔷薇科的花朵缺水时，淡红色花瓣 会变成深红色。

袭人花香


　　许多花朵，不但有美丽的花冠，而且有芬芳的气味，这是因为花瓣的一 些细胞中含有挥发性的油脂叫“芳香油”。
　　芳香油的合成常发生在花朵内特殊的腺体细胞——上皮细胞内。据观 察，胡椒、薄荷的叶片表面腺毛分泌挥发油的过程中，首先在细胞质中形成 小的油泡，然后油泡的内容物通过细胞壁释放到细胞壁与它上方起保护作用 的角质层之间，逐渐在角质层下方积累，最后角质层破裂，挥发油就释放出 来。
不同植物，挥发油的分泌方式也不同。
　　不管什么植物，所分泌的芳香油都带有气味。有的植物是随花朵的开放 而逐渐形成与挥发，因而芳香的气味初开放时最浓，开放后不久，芳香渐散， 维持时间较短，常见的茉莉、梅花、兰花、玫瑰、蜡梅等便是这样。而有的 植物则是未开时或已开时均有浓浓的香气，花香维持时间较长，直到花瓣凋 萎香气才尽，这是因为这类植物的芳香油以游离状态存在于花瓣中，所以得 以逐渐散发香味，这类花常见的如白兰花、珠兰、代代等。但是这两类花一 般都是花初放时芳香油含量最高，是观赏和采摘的理想时间。雨天开放的“雨 水花”，香味最差。
花香味的浓谈也受很多环境因素的影响，多数香花植物，开花时遇气温
较高，日照充足，花朵芳香也较浓郁。如茉莉花以 7～8 月开放的“伏花”香 味最浓，而“春花”的香味最差。
香花植物花期内，当遇光照不足或阴雨天气，花瓣组织内含水偏多，芳
香油的积累量相对减少，花香就比较淡薄。如玫瑰花中的“雨水花”，质量 就较差。一些对肥料要求较高的香花植物，当遇到土壤肥力充足时，芳香浓 郁持久，如蜡梅或茉莉。
　　花卉散发出的浓郁香气，通过人的嗅觉可起到调节人的中枢神经系统的 作用，从而改善人脑功能。因此，当人嗅到花香时，会产生一种心旷神怡的 感觉。
　　此外，花卉的香气可杀菌，还可净化美化环境。如天竺花的花香具有镇 静、消除疲劳和安眠的功效；菊花的香气中因含有龙脑等芳香物质，有祛风、 清热、清肝明目之作用；桂花的香气不仅具有解郁、避秽的功效，且对一些 狂躁型精神病人有一定的安静功效。研究还表明，花卉的香气通过人的嗅觉 被上呼吸道粘膜吸收后，能增强免疫功能，提高机体的抵抗力。
　　

花开有时


　　各种花开放的时间不相同。18 世纪，著名的植物学家林奈，对花开的时 间做了多年的观察，后来在自己的花园里培植了一座有趣的“花钟”，即将 开放时间不同的各种花有次序地种植在园子里，只要一看现在开的什么花， 就知道大约几点钟了。
蛇床花：黎明 3 点钟左右开放 牵牛花：黎明 4 点钟左右开放 野蔷薇：黎明 5 点钟左右开放 龙葵花：清晨 6 点钟左右开放 芍药花：清晨 7 点钟左右开放 半友莲：上午 10 点钟左右开放 鹅鸟莱：中午 12 点钟左右开放 万寿菊：下午 3 点钟左右开放 紫茉莉：下午 5 点钟左右开放 烟草花：下午 6 点钟左右开放 丝瓜花：晚上 7 点钟左右开放 昙花：晚上 9 点钟左右开放
花开有时，这个有趣的自然现象，人们很早就知道了。很多植物的开花
都有明显的季节性，例如紫罗兰、油菜花春天开，菊花秋天开。是什么因素 支配着植物的开花时间呢？ 1920 年，加纳尔和阿拉尔特发现植物的开花主 要是受光周期的控制。光周期是指一天中昼夜的相对长度。加纳尔和阿拉尔 特在实验地里试种一种叫马里兰马默思的烟草新品种，这种烟草在田间栽培 时不能开花结籽，若在冬季来临前将植株从田间移到温室，或冬天在温室中 成长的植株都可以开花结籽。他们因此就考虑这种烟草的开花是否与冬季有 某种关系。这时加纳尔又想到了比洛克西大豆播种期的试验，从春到夏，每
隔 10 天播种一次，最后差不多都在晚秋同一时期开花。这些研究结果最后使
他们联想到随季节变换而发生的昼夜相对长度的变化对开花的影响。他们用 一小型的暗箱把植物搬进搬出，来缩短日照时间，结果发现人为缩短夏季的 日照长度，烟草在夏季也可以开花；而在冬季温室中如用电灯人为延长光照 时间，则烟草不开花。通过多方面的实验，他们证明了植物的开花与昼夜的 相对长度（即光周期）有关。植物对昼夜相对长度的反应叫做光周期现象。 光周期现象的发现，使人们认识到了光作为“信号”的作用。人们现已 知道光周期不仅与植物开花有关，而且对茎的伸长、块茎与块根的形成、芽 的休眠、叶子的脱落、甚至对一些动物行为例如鸟类迁徙、鱼的洄游、昆虫
的变异等都有影响。 从发现光周期与植物开花的关系以后，人们发现不同种类植物的开花对
日长有不同的反应，它们对日长的要求有一最低的或最高的极限。例如有的 植物开花，要求日照长度必须在某一极限之上，短于这个极限，植物就不能 开花。这种植物为长日植物；短日植物则是要求日照长度必须在某一极限之 下，长于这个极限，植物也不能开花。这最低的或最高的极限是诱导植物开 花所需的极限日照长度，称为临界日长。例如，长日植物菠菜的临界日长为
13 小时，它至少得到 13 小时的光照才能开花，短于 13 小时就不能开花，长