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第三单元 动植物植物的适应性植物为了生存也必须像人类和动物一样适应周边的环境。生存就意味着竞争，我们很难想象植物之间的竞争，但它往往又存在的。首先，不同的植物之间会争夺阳光、空气、土壤和水。其次，植物也会与那些吃它或者威胁到它生存环境的人类和动物竞争。再次，植物所处的环境也可能也是有敌对性的或者不利于植物生长的。怎样才能有足够的阳光、水分、空气和土壤？气温的冷热就是植物生长的主要因素吗？光对于植物来说是最基本的，尤其是对于绿色植物来说。绿色植物在光下能制造养分这是一种被称为光合作用的过程，而光也能影响水分蒸发的速率和花的形成。温度也是必须考虑的因素。对于大多数植物来说，所处的温度低于一度或者高于四十三度都将对其造成严重的损伤甚至死亡。而温度也直接影响了种子的萌芽以及开花，当然温度也决定了它们的地理分布。没有水植物也是无法生存的。有些植物的生长过程需要大量的水分，因此潮湿的空气、大量的降水以及溪流湖泊和湿润的土壤对于植物都是重要的。大多数植物需要有足够空气。大气中所包含的一些必要的气体包括：氧气、二氧化碳、水蒸气和氮气。空气移动所产生的风对于植物也有很大影响。风有助于传播花粉、孢子和种子从而将它们播种在各种地方，但强风也有可能折断或者损害植物，尤其是大树。而大风吹走了一些有养分的土壤，也会加快水分的蒸发甚至使植物缺水。土壤对于陆生植物来说是必不可少的。大部分植物生长在自然土壤里：其中包含着它的湿度、酸度、矿物成分、含氧量。植物生长也会受到其他竞争生物的影响。它必须能适应寄生菌、饥饿的鸟类、牛羊等食用叶子的动物，但植物也需要动物帮助传播花粉以及播洒种子。有树叶和枝干的树以及灌木向我们展示了它们的适应性，这也告诉了我们植物是怎样获得最大量的光和空气的。和那些山毛榉树、榆树、橡树、苹果树和栗子树一样，它们有一些芽最初是垂直生长的然而另一些却变成了水平生长。为了能得到最多的阳光，一些垂直生长的枝芽会螺旋缠绕生长以至于不会遮挡到自己下边的叶子。虽然那些水平生长的枝芽上的蕾有可能被其他枝芽缠绕着，但树叶会根据自身环境的变化调整自己的生长方向。许多树的叶子会在树枝上相反的方向生长，这样就能让它能迅速占领空间。要是从上往下看七叶树你就能看到这个现象。像这种非常完美的缠绕方式在许多攀岩植物身上能看见。由于树叶的多样性，无论你从枝芽末端或者垂直看过去就像树叶马赛克一样。同样的树叶也会变化形状生长，如胡萝卜的叶子就十分独特。这就是为了能尽可能的获得最大限度的眼光又不至于遮挡到下方的树叶，并且这样的现状也让它更能抵御强风。生长在光线被遮挡环境下的大多是一些真菌类植物。在没有叶绿色的条件下，它们只有按照最原始的方法，即依靠自己所寄身的动物或者植物产生的养分来维持生命。而雨水冲入地下的隐蔽处或者裂缝也会带来一些有机物。在一些凹陷处、地下矿山、深坑或者矿井只要有甚至非常少的光线射入，我们都能发现这些植物都是很绿的。不仅如此，那些矿井中的植物还有丰富的叶绿素，甚至它们比外面那些能接触到充足阳光的植物来的更绿。像欧龙牙草、许多蘑菇、一些蕨类植物也能在这种环境中大量生长。在这种环境下叶绿色粒子都按照很特殊的形式在运动。落在植物细胞上的光线聚焦在叶绿色分子上就能提供它足够的能量制造食物。即使在光线很弱或者稀薄的深海或者湖泊和水塘的底部，植物也能得到少量的光线。而光线在水下的削弱程度和水深是成正比的，会被水下大量的悬浮颗粒所影响。在暴风雨前后这个比例关系也是不停变化，甚至离小河和溪流的入口处不同距离的比例也是不同的。在海平面下方两百多米深度几乎是黑暗的区域。在170米处水下的光线强度和夜晚月光的强度差不多。在这样的情况下，这里的植物就不能像原始的植物通过叶绿素来制造糖类了。这也就解释了为什么在60米水深以下植物含有的叶绿色就很少了。所以，海里大部分的植物还是生活在水深三十米以上的。在光合作用的过程当中，植物对各种颜色光谱的吸收程度是不同的。红、橙、黄光谱比其他颜色的光谱更容易被吸收。植物在深水里吸收的蓝色光谱比绿色光谱更多，这也是深水为什么不适宜植物生长的原因了。红藻有很强的适应性，因为这类植物除了叶绿素以外还有如类胡萝卜素和藻红蛋白。这些色素大量的存在于红藻当中并使它们有特有的颜色。它们也能比叶绿色吸收更多的蓝光和绿光。令人不可思议的是吸收阳光后它们能利用光合作用把光能存到叶绿素当中。热带雨林中的植物通常茂密到能遮挡住所有的光线。在这种又热又潮湿的气候条件下生长着大量的附生植物，例如寄生藤、兰花和鹿角蕨。那些附生植物生长在一些树木的枝干上，它们将自己的根暴露在空气中来吸收这潮湿空气中的水分和空气。这些寄生植物也并不需要直接寄生，它们含有自己的叶绿色能制造食物，但它们自身的重量可能损伤到大树。那些有着木质藤条的藤本植物缠绕着树干生长，似乎想爬到最高的树枝去一样。就这样即使它扎根在土里也能照射到阳光。芝加哥的屋顶绿化由于当城市中宝贵的房屋建筑用地已所剩无几，城市规划者开始将目光转向空中。寻找绿色空间也不例外。欧洲的绿色屋顶长期以来为人们提供了环境、审美和经济方面的利益。这种想法是否也会植根在美国植根呢？ 在伊利诺伊州芝加哥市，当市长理查德戴利看到了欧洲花园般的屋顶之后，便开始了绿色屋顶的创意。 在最近的一次电话采访时他说：“我认为，如果把芝加哥所有平坦的屋顶都利用起来，可以开辟数千英亩的土地用于美化环境，还有利于建筑物供暖、降温，以及进入排污系统的雨水控制。” 他继续说：“当你透过窗户眺望看这个城市时，你看到的不是钢筋混凝土，而是为对环境的美化。所以我想，这就是我们应该做的到事情。” 绿色屋顶通常是由无需经常维护的抗旱植物组成（如景天属暑天景植物）。这些屋顶的厚度均小于4英寸（10厘米），可直接在上面种植或制作成已有植物预先栽种在上面的种植垫。即使斜屋顶也可以进行绿色屋顶处理。 利用率较高的绿色屋顶系统可以包括多种植物和园林要素，如树木，但只有在平坦的屋顶上才行。这种绿色屋顶需要更深的种植材料或土壤替代物，它们更重，更昂贵，并且需要更多的维护。绿化屋顶的最大好处之一是水资源管理。它们能吸收落在屋顶上的大约50%-60%的雨水，这些雨水一部分通过植物蒸发（或“呼气”）回到大气中而消耗掉了，另一部分水保留在土壤中或其他培养媒介中，。其余的则缓慢地、在人们的控制下缓慢地流入城市雨水排水系统，这个过程有助于抑制城市供水系统中大量雨水激增的现象，而要扩充该系统的费用是很昂贵的。 位于东兰辛伊斯兰莘市的密歇根州立大学植物和土壤学家布拉德罗说：“在许多城市，甚至一场雷雨就可能造成（雨水的排水系统）溢流，并与污水混在一起。谁知道它们会流到哪儿去呢？” 绿色屋顶的支持者还列举出其他好处，如节省能源。一个绿色屋顶可以降低多少能源成本，这取决于屋顶类型和使用该屋顶当地的气候。比较温暖的气候是节省能源的最佳条件，因为与降低取暖费相比，使用绿色屋顶能够更有效地减少空调费用。 绿色屋顶的另一个好处是它的寿命长于常规屋顶，典型的屋顶可能使用20年，而绿色屋顶将持续40-50年。他们可以保护屋顶防水层免受紫外线和昼夜极端温度波动的损坏，这些问题有可能导致屋顶裂缝。虽然绿色屋顶的成本是传统常规屋顶成本的1.5-2倍，但支持者认为，即使不考虑节能因素，从长远经济利益看，屋顶绿化仍很划算。 屋顶绿化也有助于减轻被称为“城市热岛效应”的现象，当高密度人造建筑材料吸收阳光的热能时，就会发生这种小气候现象。 罗说：“在亚特兰大炎热的夏季，亚特兰大城市的温度可能比农村的温度高热10华氏度（5.6摄氏度）。绿色屋顶有助于温度的这种非自然上升。” 绿色屋顶区 在德国，绿色屋顶是最常见的。，在财政补贴的支持下，斯图加特市在财政补贴的支持下促进屋顶和建筑物正面外墙的绿化已将近20年了。 玛蒂娜劳恩和克劳斯于尔根埃弗特在城市公园和墓地部门工作。他们指出，该城市的绿色屋顶一直在增加，这归功于补贴和分区法这两种措施的结合，在某些地区分区法要求建设绿色屋顶。 根据斯图加特市议会的补助款项目的规定，公民个人可以得到补助款以支付建设绿色屋顶的费用。 1986年至2003年，该项目资助了50,018平方米（ 54万平方英尺）的私人绿色屋顶，总费用为107.6万美元。在同一期间，该市还投资252.3万美元进行公共建筑的屋顶绿化。总面积达到102,423平方米（ 110万平方英尺）。 劳恩和埃弗特指出，该计划促进了带来了审美以及环境方面的利益。两人在一封给国家地理新闻的电子邮件中说：“大自然的节律是由植被明显的季节性变化表现出来的，即使在城市屋顶这样的环境也是如此。从设计上看，屋顶绿化代表了人们审美观的巨大改变，总而言之产生了显著的生态效益。”赢得更多的支持者 在美国,绿色屋顶正在赢得越来越多的支持者。福特汽车公司在密歇根州迪尔伯恩卡车总装配厂的屋顶上建造了一个全世界最大10.4英亩（ 4.2公顷）的“活的屋顶”，面积为10.4英亩（ 4.2公顷）是世界上最大的。 在芝加哥市，市长戴利以身作则，市政大厅第一个修建了绿色屋顶。正在施工的建设项目超过100个，其中包括100万平方英尺（93,000平方米）的绿色屋顶。官员们甚至尝试在奥黑尔国际机场建设绿色屋顶，作为一种减少噪音的手段。 在芝加哥绿色科技中心，展品向包括开发商、建设者和到中小学生在内的每一个人展示绿色屋顶技术，该中心也还是一个研究中心，邀请大供应商来安装各种各样的绿色屋顶板块，并对其进行监测和比较。 市政府至少为对那些从事新的建筑工程的人们至少提供了一些动力，凡享受城市税收增值和财政支持的项目都必须包括一定程度的绿色屋顶。 戴利说：“我不想说这是强制规定，但我们的确在向那些巨型零售商店、建筑师、承包商、开发商，以及其他方方面面宣传绿色屋顶对环境和商业是多么的重要。” 市长认为，更加清洁、绿色更加鲜艳的屋顶是在家门口实行长期环境规划的一个重要组成部分。 他说：“环境改善运动似乎总是发生在其他地方，人们却忘记了自己的社区。我们必须确保我们正在进行的规划是无可挑剔的。”正在消失的计算机到2010年，我们将被计算机包围吗？是的，但我们却觉察不出来。 比尔盖茨（微软公司总裁和首席软件设计师） 几年后，普通家庭娱乐系统可能与现在并没有太大的区别，但它很可能具有网络连接功能，用来下载和播放数字音乐和视频，在电视上显示艺术作品集和歌曲的名字，甚至收到重要邮件时打断正在播放的内容来提示你。它将拥有一个中央处理器、磁盘存储器、制图硬件和某种直观的计算机用户界面。如果再在加上一个无线鼠标和键盘，这个家庭娱乐系统看起来便很像是一台个人电脑。人们会大量购买和使用这些系统吗？当然会。他们会认为这种系统就是电脑吗？也许不会。 根据格特纳信息咨询公司（一家美国研究公司）的统计，世界计算机业在2002年销售了第10亿台个人电脑，而还有10亿台电脑预计在此后的6年中生产出来。第一批的10亿台电脑几乎都是传统的台式机和笔记本电脑，但第二批的10亿台电脑将会明显不同，人们对它们进行了尽可能的完善，使它们能更好的按照人们的期望运作，例如便签大小的电脑，开会时我们可以用它来做笔记，或是躺在床上阅读电子邮件；娱乐型电脑，用来在客厅电视上播放音乐和电影；袖珍型电脑，用它无论在哪都能与他人保持联系。 除此之外，还有各种数量庞大的嵌入式计算机（如在手机、加油站和零售终端设备中使用的计算机），在功能和复杂性方面正迅速赶上台式电脑。据估计，有意无意美国人每天会接触到大约150个嵌入式计算机系统。这些系统使用了现在生产的90% 的微处理器，它们将不可避免地呈现出更多个人电脑的特点，而且能够与传统PC机进行无缝对接。这一系统将无处不在。根据半导体工业协会的调查，在2001年，世界芯片业为地球上的每位个男士人，女士妇女和儿童生产了大约6千万个晶体管，这一数字到2010年将上升为10亿。 与此同时，今天的多功能PC机将继续在大多数人的生活中发挥重要（而且是越来越重要）的作用，但其中心地位将体现在今天大部分人不认为是“电脑”的各类智能设备中。 这种情况与仅仅几年前的计算机形成了鲜明的对比（回溯到网络时代之前），那时的计算机多是被动的设备，被安置在书房或客厅的角落里。那时，计算机的使用仅限于书写信函、文件，玩游戏或处理家庭财务。作为通讯工具，其效率很低，仅能应用于少数简单的电子邮件网络和电子布告栏系统。个人电脑尚未成为大多数人生活的必需品（像现在的电视、电话或汽车那样）。 但是我们今天已经处在真正数字化时代的初期，在这一时期，个人计算机的智能化正应用于各种设备，使它们从被动的设备转化为日常生活中重要得多的不可或缺的工具。许多计算机的核心技术（如处理能力、存储量、制图能力和网络连接）将继续以莫尔法则（该法则因正确预测了用于计算机芯片上的半导体将以每两年增加一倍的速度增长而闻名）、甚至超过莫尔法则的速度发展。计算机正日益变得体积更小，功能更强大，耗能量更少，价格也便宜得多了，因而更容易与日常设备连接，发挥其计算功能。此外，计算机用户界面（包括语音和文字识别）正变得越来越有效，越来越易于应用。有趣的未来正当人们寻找更多的方式把这些价廉、灵活、可以各种各样的方式满足用户需要的设备引入自己的生活时，计算机本身却逐步在我们的生活中“消失”。虽然我们距离那个充满虚拟智能机器的世界还很遥远，但正在发展的计算机技术将变得如此完善、自然，我们将越来越注意不到它的存在。与此同时，计算机技术的普及程度将会达到我们视而不见的地步，正如当今发达国家中大多数人信赖的电话服务。 众多新技术（如价格低廉、柔性灵活的显示器，指甲盖大小的、能够存储兆兆字节数据的微电子机械系统芯片，以及依靠周围热能和机械运动来运转的大功率感应式无电池