植物的出现奠定了地球“生命摇篮”的地位。地球表面有三分之一被森林覆盖,每天大量的二氧化碳与氧气在这些不起眼的“工厂”内加工、输出,而这一切,都是通过绿植上的一个个小小的气孔实现的。
气孔是高等陆地植物表皮所特有的结构,多数呈肾形或哑铃形。气孔虽属于植物的保护组织,但其主要作用是保持植物呼吸,在生理上具有重要的意义。从气孔进出叶片的气体有水蒸气、CO2和O2,并由气孔的开闭调节通过量,再利用叶绿素进行光合作用为自身提供能量。气孔多存在于植物体的叶表皮、茎杆及其它器官表皮上,为了减少植物体内的水分损失,通常阳生植物的上表皮上的气孔比下表皮上的气孔少,但浮水植物(比如睡莲、荷叶)气孔只在上表皮分布。下图为显微镜下绿萝叶下表皮气孔形态:
注:图1图2分别为广州明美金相显微镜(MJ30)搭配研究级高分辨率显微相机在20X、40X物镜下拍摄的绿萝叶下表面气孔图;图3为生物显微镜 10X物镜下拍摄的绿萝叶下表皮气孔图
研究发现,大气二氧化碳浓度的增加被植物的气孔忠实地记录着:大气中CO2含量较低,气孔的数量较多,以保障有充足的CO2供应给植物光合作用;反之气孔的数量就会减少。科学家通过研究多种温带树种标本发现,这些温带树种的气孔密度在过去的200多年下降约40%。由于人类大量使用煤炭石油等化石能源,加上工业化、城市化导致森林面积锐减,大气中的二氧化碳含量不断上升,气候变暖已经严重影响到人类的生存和社会的可持续发展,变暖的现实正不断地向世界敲响警钟。
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