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在森林里建設(shè)“實(shí)驗(yàn)室” 用超聲波探索高齡大樹(shù)的秘密

2023年05月04日 11:49:15 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：7160

針對(duì)森林的研究并非一件易事，尤其是關(guān)于樹(shù)木的研究更是困難重重。由于樹(shù)木本身不具備移動(dòng)能力，即便人工介入，對(duì)于樹(shù)木的體積也有一定的要求。而森林中盡管有許多具備研究?jī)r(jià)值的高齡老樹(shù)，但這些樹(shù)木體積巨大，無(wú)法前往實(shí)驗(yàn)室接受掃描。這也是為什么如今許多關(guān)于植物的研究，需要實(shí)驗(yàn)室參與的往往只能在幼樹(shù)上進(jìn)行的原因。

　　【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】森林是人類(lèi)文明的搖籃，是給予人類(lèi)清潔生存環(huán)境的綠色寶庫(kù)。隨著人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的不斷提升，保護(hù)森林、研究森林成為了守護(hù)自然環(huán)境的一個(gè)重要課題，而在研究過(guò)程中，人類(lèi)也能從中收獲許多成果，促進(jìn)生命科學(xué)等學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展。
 
　　然而針對(duì)森林的研究并非一件易事，尤其是關(guān)于樹(shù)木的研究更是困難重重。由于樹(shù)木本身不具備移動(dòng)能力，即便人工介入，對(duì)于樹(shù)木的體積也有一定的要求。而森林中盡管有許多具備研究?jī)r(jià)值的高齡老樹(shù)，但這些樹(shù)木體積巨大，無(wú)法前往實(shí)驗(yàn)室接受掃描。這也是為什么如今許多關(guān)于植物的研究，需要實(shí)驗(yàn)室參與的往往只能在幼樹(shù)上進(jìn)行的原因。
 
　　但像是“植物抗旱能力研究”這類(lèi)實(shí)驗(yàn)，離不開(kāi)老樹(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，想要這些數(shù)據(jù)，只能通過(guò)在成熟的樹(shù)木上挖掘一點(diǎn)樣本帶去實(shí)驗(yàn)室分析來(lái)實(shí)現(xiàn)，這一定程度上也限制了研究工作的推進(jìn)。
 
　　那么有沒(méi)有辦法改變這種情況呢？奧地利的研究團(tuán)隊(duì)給出一個(gè)看似匪夷所思，卻十分有趣的方案——把實(shí)驗(yàn)室搬到森林中。根據(jù)相關(guān)報(bào)道消息，奧地利因斯布魯克大學(xué)生態(tài)學(xué)專(zhuān)家芭芭拉·貝克爾奇和同事們選擇在森林中“建設(shè)”一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，來(lái)研究高齡大樹(shù)，并由此來(lái)探索樹(shù)的組織中蘊(yùn)含的抗旱之謎。
 
　　盡管聽(tīng)起來(lái)像是天方夜譚，但得益于儀器技術(shù)的不斷發(fā)展，這種方案也算是情理之中，如今便攜式儀器越來(lái)越多，許多檢測(cè)工作確實(shí)可以在森林中直接完成。此外，借助一些工具，也可以直接在森林中人工模擬出一小片區(qū)域的干旱情況。
 
　　事實(shí)上，該研究團(tuán)隊(duì)用了五年的時(shí)間，獲得了大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并從中收獲了不少研究成果。其中超聲波設(shè)備做出了重要貢獻(xiàn)。樹(shù)木本身會(huì)發(fā)出一定的超聲信號(hào)，這些微弱的聲波會(huì)引起樹(shù)木脈絡(luò)深處產(chǎn)生氣泡栓子。而這一過(guò)程與植物的抗旱能力其實(shí)是有所關(guān)聯(lián)的。樹(shù)木吸收水分的過(guò)程其實(shí)是讓水分依靠表面張力在內(nèi)部數(shù)以千計(jì)的微小脈絡(luò)中運(yùn)動(dòng)，而氣泡栓子則會(huì)影響甚至阻止水分運(yùn)行。而當(dāng)植物處于干旱環(huán)境時(shí)，為了更好的利用自身水分，就會(huì)產(chǎn)生更多的氣泡栓子，換言之就會(huì)發(fā)出更多的超聲信號(hào)。而對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，檢測(cè)這些超聲信號(hào)便可以在相同環(huán)境下，研究哪種樹(shù)木的抗干旱能力更強(qiáng)了。同時(shí)根據(jù)超聲信號(hào)的強(qiáng)弱變化，結(jié)合樹(shù)木內(nèi)部濕潤(rùn)度情況，還能進(jìn)一步研究植物應(yīng)對(duì)干旱過(guò)程中自身的變化，以及從干旱環(huán)境中出來(lái)后，樹(shù)木的恢復(fù)狀況。
 
　　這些結(jié)果對(duì)于后期森林保護(hù)以及抗旱植株的培養(yǎng)有著重要的意義，值得一提的是，相關(guān)的研究工作依舊在不斷推進(jìn)，未來(lái)，或許更多的驚喜會(huì)在森林實(shí)驗(yàn)室中誕生。
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