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中科院之声@苔藓如何调节整个森林氮库？极端天气事件将致该氮库容量下降

提到苔藓 ， 大家首先想到的可能是屐齿间矮小不起眼的苍苔 ， 但苔藓其实广泛分布于许多生态系统中：从极地苔原到干旱区荒漠 ， 从高海拔山地森林到低纬度热带雨林 ， 都能见到它们的身影 。
中科院之声@苔藓如何调节整个森林氮库？极端天气事件将致该氮库容量下降
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不同生境中的藓类 。 左图 ， 树干附生的白齿藓Leucodon morrisonensis；右图 ， 石生的垂枝藓 Rhytidium rugosum 。 刘鑫 图
你确定你真的认识苔(tái)/藓(xiǎn)?
“白日不到处 ， 青春恰自来 。 苔花如米小 ， 也学牡丹开 。 ”苔 ， 这个小小的植物 ， 这个原本承载着中华文化的野趣 ， 这个似乎已经远离现代钢筋水泥城市的精灵 ， 随着经典传唱人的歌声又走进了人们的意识 。 然而 ， 科学家非要不合时宜、毫不知趣地站出来说 ， 这首诗作者袁枚犯了一个植物学的错误 ， 因为苔藓没有花和种子 。 诗人看到如米小的苔花 ， 其实是某些苔藓的孢蒴或生殖托 ， 如葫芦藓的孢蒴（下图左） ， 如地钱的生殖托（下图右） 。 至于写诗当日看到的是何种苔藓 ， 诗人表示“我也不认识” 。
中科院之声@苔藓如何调节整个森林氮库？极端天气事件将致该氮库容量下降
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【中科院之声@苔藓如何调节整个森林氮库？极端天气事件将致该氮库容量下降】左图 ， 葫芦藓Funaria hygrometrica；右图 ， 地钱Marchantia polymorpha 。 毛萍 图
不要看它们体型矮小 ， 苔藓却是真正的“高等植物”（即有胚植物Embryophyte） ， 具有特化的生殖器官 ， 适应于陆地的生活环境 。 苔藓植物包括藓（Mosses）、苔（Liverworts）和角苔（Hornworts）三个大类群 ， 其中的藓类植物有约13,000种 ， 是陆生植物中仅次于被子植物的第二大类群 。
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苔藓植物的三个类群 ， 由左至右依次是藓类、苔类和角苔 。 刘鑫 图
苔藓是大自然的生产者与搬运工
体型矮小的苔藓 ， 在所处的生态系统中发挥着重要作用 。 在光合作用和净初级生产方面 ， 生长在森林冠层下的苔藓能够适应林下阴暗环境 ， 利用弱光进行光合作用 ， 还能够高效率利用林下环境中较高比例的绿光进行光合作用 ， 成为生态系统中主要的生产者 。 苔藓植物普遍具有较强的吸水能力 ， 通过个体之间的毛细作用、特化的叶茎表面结构以及专门的细胞吸收和储存水分 。 例如 ， 荒漠藓类利用叶尖的“毛”吸收空气中的水分；部分藓类的持水量可达其重量的90%以上 。 苔藓植物吸水快和储水量大的特点有助于防止水土流失和土壤侵蚀 。
苔藓植物是生态系统的养分循环的重要参与者 。 苔藓能够通过体表直接吸收雨水中的养分 ， 个体之间的毛细作用也有助于它们高效吸收大气沉降的养分 。 另一方面 ， 部分苔藓体表附生有能够进行固氮作用的蓝藻 。 生物固氮作用是自然生态系统获取氮的主要途径 。 在北方针叶林中 ， 与苔藓相关的固氮作用为森林贡献了高达50%的氮输入 。 有学者提出苔藓圈（Bryosphere）的概念来强调苔藓在调控生态系统碳固定、养分循环、凋落物分解和水分涵养等方面的作用 。
中科院之声@苔藓如何调节整个森林氮库？极端天气事件将致该氮库容量下降
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青藏高原东部亚高山森林林下苔藓层 。 刘鑫 图
虽然苔藓在各种生态系统中发挥着重要功能 ， 但人们对苔藓仍然缺乏全面的认识 ， 甚至在生物多样性、植物生态学研究中常常被忽视 。
号称植物界的“三体人”
相比于蕨类、裸子植物、被子植物等其他有胚植物 ， 藓类植物具有特殊的结构和生理特征 。 藓类植物没有真正的根系 ， 只有主要用来固定植物体的假根（Rhizoids） 。 藓类的茎中没有高度分化的维管束 ， 而这正是其他有胚植物用来长距离运输水分和养分的结构 。 藓类的叶片通常由单层细胞构成 ， 叶片表面没有可以帮助抵抗干旱的角质层 ， 气孔无法闭合 ， 它们没有叶柄而是叶片基部细胞直接附着在茎上 。


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