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高架桥下到处可见的爬山虎:是怎么爬上去的?
2024-08-18 22:29:42  出处:科普中国  作者:曹洋 编辑:上方文Q     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

烈日炎炎的夏天,走在钢筋混凝土林立的城市街道上,空气中都充斥着汽车尾气和晒烫的柏油马路的焦糊味道。

这时,来到一个满是爬山虎墙的高架桥下,仿佛身处都市版“绿野仙踪”,带来了一丝清新与凉意。

高架桥下到处可见的爬山虎:是怎么爬上去的?
高架桥下的爬山虎墙 图源:rain

拍摄爬山虎是什么植物?它是怎么做到垂直生长的?爬满墙体的它会破坏高架的桥体结构吗?

爬山虎并不单指某一种植物

尽管我们看到攀爬满墙的绿色,总会下意识认为这种植物叫做爬山虎,但其实爬山虎是包含了各种各样攀缘植物的统称。

最常见且典型的爬山虎,当属地锦属植物,比如地锦、五叶地锦等。

爬山虎的颜色大多会随季节而发生变化。九至十月,爬山虎会逐渐由绿转红,为城市增添新装。

作为多年生大型落叶木质藤本植物,爬山虎适应性强,喜欢阴湿环境,但也不怕强光,耐寒,耐旱,耐贫瘠。

尤其在绿色空间被不断蚕食的城市中,人们广泛地将爬山虎引入垂直绿化实践中。

高架桥下到处可见的爬山虎:是怎么爬上去的?
地锦(叶片是单叶,生长在短枝上叶有三浅裂,春夏季叶色绿色,秋季叶色变红色或橙色)图源:idongde.com

高架桥下到处可见的爬山虎:是怎么爬上去的?
五叶地锦(叶片是掌状五小叶复叶,小叶窄小,春夏季叶色绿色,秋季叶色变化为鲜红色)图源:idongde.com

爬山虎是如何爬上高架桥的?

叶圣陶先生在散文《爬山虎的脚》中,从文学角度对爬山虎的脚进行了细致入微的观察和描写。

爬山虎的“脚”其实就是吸盘,是爬山虎得以攀附在高墙上的主要原因。

那么,这些吸盘有什么神奇之处呢?让我们一起从科学角度来探秘吧!

爬山虎之所以能够牢牢吸附在各种墙体表面,其中的道理还要从两个方面来细说,首先是吸盘独特的结构特征。

科学家借助扫描电子显微镜对爬山虎的吸盘进行观察后发现,吸盘虽然直径仅有 1-3 毫米,却拥有数不清的类似海绵体的微小孔洞和四通八达的微型管道。这些微管和微孔所形成的海绵状结构使得爬山虎的吸附力陡然提升。

高架桥下到处可见的爬山虎:是怎么爬上去的?
卷须和未成熟吸盘的扫描电子显微镜图片 图源:参考文献[1]

吸盘不仅通过“物理防御”使其结构牢固,还借由“化学魔法”协同增加吸附力。

在爬山虎向上攀爬的生长过程中,吸盘能够从其内部微孔中分泌一种粘液,一旦吸盘遇到墙面,一种缓慢的化学反应便开始发生,使吸盘牢牢吸住墙面。

因此,当吸盘与墙面接触后,随着吸盘尖端受到持续的接触刺激,分泌物也源源不断产生,促使部分空气被“包裹”在吸盘里,而吸盘生长过程中会逐渐消耗掉“包裹”在吸盘中空气的氧分,导致吸盘内形成负压,从而增加吸盘与墙面之间的附着力。

高架桥下到处可见的爬山虎:是怎么爬上去的?
爬行吸盘图示,其释放的粘液可以提高吸附强度 图源:参考文献[2]

据测定,单个吸盘在其生长发育过程中能够承受的重量是吸盘自身重量的 260 倍,能够承载的最大拉力是其自身重量的200多万倍。

所以千万不要小瞧那些看似纤细柔弱的卷须和吸盘,如果你不用点力气,还是很难把它们扒拉下来的。

爬山虎会对桥体造成破坏吗?

大家可能曾在新闻或网络中看到“居住区、老住宅定期清理爬山虎”的相关报道。那么,为什么要清理爬山虎呢?

首先,对于一些老旧建筑,墙壁中细小的裂缝正好作为爬山虎攀爬的“载点”,爬山虎的触须深入进墙壁的缝隙中,会把墙壁的缝隙扩大。

爬山虎吸盘分泌的酸性物质,也会对墙体造成一定程度的腐蚀,使得老旧建筑在遇到地震等自然灾害的时候,更容易倒塌。

其次,爬山虎的蔓延也会影响到居民的生活质量与舒适度。

夏天爬山虎的周围会聚集大量的蚊子,增加了蚊虫叮咬和疾病传播的可能性。

爬山虎环绕下的房屋会影响采光与热量传输,导致房间处于阴冷、潮湿的状态。

此外,大量覆盖的爬山虎会造成一定的公共安全隐患。

在冬天缺水的季节,爬山虎上面的叶片会暂时枯萎,这时枯萎的叶片就变成了天然的“燃料”,一旦发生火灾爬山虎就会变成火苗的“引路者”。

因此,在各地爬山虎泛滥的小区都会定期清理小区的爬山虎,以免发生火灾。

这么看来,爬山虎对于建筑来说具有一定的危害,那为什么我们总能在城市高架桥下看到爬山虎呢?

首先,绝大多数的高架桥以钢筋混凝土为主要结构材料,桥体本身的耐腐蚀程度较强,且桥体表面的缝隙大小一般都可以忽略不计,因此爬山虎的吸附和腐蚀对高架桥造成的影响极其微小。

再者,由于高架桥存在于城市交通空间中,爬山虎对居民的生活质量几乎不构成任何影响。

因此,将爬山虎引入城市高架桥下实则为一种“取其精华,去其糟粕”的利用方式,实现了爬山虎的风险规避与优点的最大化利用。

高架桥下种植爬山虎有什么好处?

首先,爬山虎可以缓解城市热岛效应(指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素,造成城市“高温化”)。

现在城市中的热岛效应逐渐加剧,使城市温度增高,变成一个个“火炉”,而通过在合适的地区种植爬山虎,能够在最小的成本下显著增加混凝土表面的绿色覆盖面积,有效缓解城市热岛效应,让城市更加凉爽。

其次,爬山虎可以保护桥体。

爬山虎不仅是一把遮阳伞,还是一把雨伞。当下雨的时候,雨水首先砸在爬山虎的叶面上,而叶面对雨水起到了过滤和缓冲的作用。

如此一来,高架桥被雨水淋湿及冲刷的强度也会大大降低。

最后,爬山虎能有效美化城市环境。

与其他植物相比,爬山虎攀爬能力强,能够从桥底直接爬到高架桥的桥面部分,有效增加城市绿量。爬山虎极强的适应性与抗逆性使其不需要大量人工管理维护,即可长势良好,枝繁叶茂。

此外,在大型城市中,高架桥充斥大量的汽车尾气与噪音,在高架桥下种植爬山虎还可净化空气、降低噪音。

高架桥下到处可见的爬山虎:是怎么爬上去的?

图源:rain 拍摄

因此,对于高架桥而言,爬山虎的种植和生长利大于弊。在我们城市平面的绿化面积难以扩大的情况下,选择垂直面的绿化种植,既增加了城市的美观与野趣,又提升了城市的生态质量,何乐而不为?

参考文献

[1]何天贤. 爬山虎吸盘的粘附作用研究[D].华南理工大学,2012.

[2]S. Xi, F. Tian, G. Wei, X. He, Y. Shang, Y. Ju, W. Li, Q. Lu, Q. Wang, Reversible Dendritic-Crystal-Reinforced Polymer Gel for Bioinspired Adaptable Adhesive. Adv. Mater. 2021, 33, 2103174.

[3]田福林,李红,刘成雁,王志嘉,程光荣,赵海波.气相色谱-质谱法和高效液相色谱-串联飞行时间质谱法分析爬山虎吸盘分泌物[J].理化检验(化学分册),2013,49(10):1219-1222+1227.

责任编辑:上方文Q

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