科普2：风的形成，风级划分与峡谷风


在《虹猫蓝兔七侠传》第89集，在虹猫拿起灵泉宝玉之后，可见十里画廊内的风速明显增大，目测由原先的二级轻风，增加至4~5级的和风或清劲风，此时的风速在动画中已经具象化，已经可以轻松吹起地面的大面积枯叶，带动树、竹叶的小枝摇曳摆动。
为什么失去宝玉后，风速会增加的这么明显，大概有两点原因：
1. 自然峡谷风
十里画廊从地理上看，位于索溪峪（峪（yù），指山谷），坐落在天子山脚下的大峡谷之中。因此，张家界内的空气进入此地山区时，易形成地方性的峡谷风。因为当空气由开阔地区进入山地峡谷口时，气流的横截面积减小，由于空气质量不可能在这里堆积，于是气流加速前进（流体的连续性原理），从而形成强风。

2，由大气压强改变而形成的风
风，是由空气流动引起的一种自然现象，而空气的流动是由气压的差异造成的。当气压差异存在时，空气会从高压区域向低压区域移动，从而产生风速大小不同的风。
而气压的大小与海拔高度、大气温度、大气密度等有关，一般随高度升高按指数律递减，也就是说，温度越高气压越低。温度升高，大气变得稀薄，密度变小。
因此在十里画廊这一指定面积的秘境中，当灵泉宝玉存在时，因为秘境中温度处于盛夏，此时，十里画廊的平均气温应该是比外界高至少5-10摄氏度的，也就是说，宝玉存在之时，谷内气压应该比外界张家界的气压低。当灵泉宝玉被拿走之后，宝玉所提供对温度等各种的调节消失，“结界”的溃散代表着谷内此时与外界大气压相通，空气遵循自然物理规律从外部向画廊内低气压初流动，从而形成大风。

3. 灵泉宝玉对十里画廊内的瀑布，溪流和水质的影响
《虹猫蓝兔七侠传》动画89话描述，灵泉宝玉位于十里画廊“灵泉琴”瀑布的悬崖之上，溪水的上游。

现实中十里画廊景区内并无名为“灵泉琴”的瀑布，但是在武陵源中，相邻的宝峰湖景区内有一个著名的宝峰飞瀑，与“灵泉琴”瀑布十分相似。

这两个瀑布都是从山腰高处，一水飞流直下，而后顺着山坡的岩石结构，层叠漫洒

从动画中的细节之中，我们可以确认，“灵泉宝玉”中所指的“灵泉琴”和“宝玉” 是两个关系密切，乃至不可分割的一个整体，只有当宝玉被妥善放置在灵泉琴瀑布【指定位置上】的时候，灵泉宝玉才能发挥前文所提到的调节气候等功效。一旦宝玉被人拿起，离开了它所在的水潭，整个“镇山”的“灵气供应系统”会立即失效。哪怕虹猫只是短暂地拿着宝玉离开了水潭，坐在了离瀑布只有几步之遥的地方，依旧发生了因为“系统停摆”，“结界消失”而导致的大面积植物“失去生机”的情况。

只有将宝玉重新放回到指定位置，这个“系统”才能被重新启动，从而拥有“一键注入灵气”，使植物从枯黄瞬间恢复成绿意盎然的样子



并且从截图中可以了解到，宝玉的存在极大地影响了宝玉所在的水潭和下方瀑布分支的水流量。一旦宝玉被拿开，水潭里面的水会立刻干枯，因此流经水潭的部分瀑布也因为没有了水源而枯涸。宝玉被放回后，会即刻拥有像水泵一样，瞬间蓄水。

但是从远景的截图整体来看，宝玉被拿走后，整个“灵泉琴”瀑布以及下方的溪流并没有消失，只是发生了水流量的明显改变，从原先夏季的“丰水期”进入了秋冬季的“枯水期”。
这个变化从自然地理的角度很好解释，十里画廊瀑布和溪水的水量主要来自降雨或高山融雪，夏季张家界地区降雨量充沛，湿度高，多云天气多，水份不易蒸发。而八九月份入秋的之后，降雨量瞬间骤减，从六七月份的平均200毫米以上，直降至不到100毫米，相当于降水量直接减半，因此瀑布和溪流的水流量受降雨量，湿度，日照等因素影响，由丰水期”自然变成“枯水期”。

昨天和吧友聊天，有些吧友认为灵泉宝玉被拿走后，植物枯萎，森林彻底失去生机，且不可自行恢复。能得出这种结论，大概这些吧友们忽略了虹七背景中的小细节，关注点大概都集中在竹子的枯荣上面了。十里画廊作为一个完整的森林体统，不仅仅只存在竹子一种乔本植物，他是由草本植物，草本灌木，落叶乔木灌木，以及其他常绿植物等共同组成的生态圈。比起竹子，其他草本植物，灌木和苔藓明显受到的影响较小，并没有枯萎，而是在秋天的环境中，依旧保持着一丝绿意，其他野花也依旧绽放。鉴于本人并非是植物学专业的，做不到看图认花，参考常见的那些可以在秋季绽放的花朵，推测那些紫色粉色的野花，大概率是三角梅，鸳鸯茉莉或秋海棠等植物。

还有人为十里画廊里的里面的植物离开了灵泉宝玉就不能正常生长，竹林离开了灵泉宝玉就不能恢复的，大概率不太了解竹子这种植物，或者上学的时候打了瞌睡，忘记了森林是一个强大且完整的生态系统。虹七作为张家界的宣传册，其实科学完美且严谨地地展现了植物动物们对环境强大的适应性，随着十里画廊剧情的发展，我们可以看到，十里画廊在经历失去宝玉，失去灵气的供给，气候剧变，大量竹子枯黄之后，当地物种残酷的自然界中，依旧铿锵生长，最后自行恢复到原始生态的，那独属于大自然的奇迹。以下截图为证




在黑小虎练成长虹剑法的时候，我们可以发现，十里画廊的竹林恢复了往日绿意。假定十里画廊里出现的竹子品种是毛竹，而毛竹，从自然出笋，需经 1-2 个月的秆高生长和发枝长叶，新竹才能基本定型1。这1-2个月，恰巧正是十里画廊剧情的时间。
在没有灵泉宝玉的干扰下，十里画廊森林中的动物植物们，在秋天里储备能源，开花结果，降解叶绿体及其中的叶绿素，将其转化为可运输的有机营养物质返还给枝干2，生长根系，终于在霜降之前，在严酷的寒冬来临之前，恢复了生机并同时做好了入冬的准备。
*************************资料参考******************
1. 《竹类抗寒减灾及灾后病虫害防治技术要点》浙江省林业技术推广总站
2. 《秋风起 “叶”色浓秋叶“上妆”观赏指南》中国气象局，责任编辑：闫泓

4. 灵泉宝玉对十里画廊内竹子的影响
在讨论这个关注度和话题度都很高的话题之前，我必须要说明一个有关十里画廊内竹子的一个常见的知识性误区-----那就是离开灵泉宝玉后，竹林全部枯死了。
很多网友认为十里画廊的竹林死了，我觉的很大一部分原因是受到虹猫这句话的影响。




少侠觉得，绿意盎然的十里画廊是充满生机的，而离开宝玉后植物的枯萎代表植物们失去了“生命”，宝玉是镇山之宝，而他如果继续这样拿走--放回宝玉，会令这里的生态环境遭到破坏。这里，动画制作组还特地放了一个分镜，描绘了少侠两次拿取宝玉后，竹子的变化。


就以截图这片竹子为例，离开宝玉后，可明显的见到竹子的颜色从翠绿变了墨绿色，部分竹枝由之前的申展变为低垂状态，部分竹叶开始枯黄并掉落。
少侠不忍心看见这种巨大的变化，一番挣扎后，拍晕了自己，顺流漂到了下游，而后被莎莉和达夫人救起。
少侠爱护环境的决心令人赞叹，可是他毕竟不是生物植物的专业的，在这一段展示他内心独白的剧情里，他自身对环境的认知，其实是和客观的实际情况，存在一定偏差的。

首先是问题一：截图中那些临时枯萎的竹子，真的像少侠所认为的那样，被“夺去了生命”，或者说“死了”吗？
很显然，答案是否定的。因为在宝玉被放回之后，那群竹子又立刻恢复了绿意，可说明，在枯黄的那段时间内，植物的器官，本体的各项生理机能（包括汲取，运输并储存营养物质的能力，光合作用，呼吸作用等能力），甚至在分子层面上，植物细胞内的叶绿体中的叶绿素都没有被完全失活/被分解。只有因为那片竹子的绝大部分器官和组织都“活着”，他们才能在宝玉被放回后，在极短的时间内恢复。
当然，这个答案的前提是灵泉宝玉没有“活死人，肉白骨，让动植物起死回生”这种逆天能力。因此动画中的植物，是因为自身机能完好，而在宝玉的辅助下，迅速恢复的。至于为什么灵泉宝玉没有“起死回生”的功能，我在之后会分析的。
问题二：少侠对竹林造成的负面影响，在他最后放回灵泉宝玉后，大部分都恢复了。那黑小虎拿走灵泉宝玉之后的竹林呢？黑小虎拿走灵泉宝玉后，并没有送回，那在长时间离开宝玉后，十里画廊里那些枯萎的竹林，还活着吗？

答：是的，它们也都还活着。因为在黑小虎走后，那片竹林开花了。既然都能开花，为什么要说人家死了呢？虽然大部分竹子是多年生一次开花植物，开花意味着竹子从“生长周期”进入了“生殖周期”，也就是生命的倒计时。但开花的那些竹子，还会经历一段时间的花期，以及更重要的果期。只有在种子也就是竹米发育成熟以后，生殖周期结束，竹子完成了生命中的轮回，完成生长，发育，开花，结实的生命历程，最后遵循物种的规律，自然枯萎死亡。竹花受精后子房迅速膨大灌浆，从受粉至种子成熟，青皮竹、撑篙竹和车筒竹只需12～25天，麻竹、吊丝竹20～30天，毛竹则需50～70天。也就是说，在这段特定的时间里，也就是十里画廊剧情的这两个月左右的时间里，那些已经不幸开了花的竹子，也是没有死亡的。
*********资料参考*******************
竹类开花结实，智慧三农农业知识服务平台，中国农业出版社， https://www.pwsannong.com/c/2016-03-08/570203.shtml

问题三：灵泉宝玉有“活死人，肉白骨，起死回生”的功效吗？
答：没有。虽然宝玉有帮助竹林“一键变绿”的能力，（比如激活叶绿体，维持植物细胞活性等）但它的绿化功效不是100%的。证据在这里：

这张截图是虹猫放回灵泉宝玉之后，少主拿走灵泉之前。在少主亲自动手取玉之前，先排了十三太保的一个前去，可惜这个太保被那只守护宝玉的小白野貂折腾得不轻，并没有取到玉。
此刻灵泉宝玉还在特定的水潭中，但是可见周围的竹子依旧有一部分已经枯萎了。也就是说，少侠两次拿开灵泉宝玉所造成的环境剧烈改变已经成为客观事实，哪怕他及时放回了宝玉，那些已经受影响的竹林，也做不到100%立刻恢复往日的生机。因此，可以推断出宝玉并没有保持植物长青不枯，或者让植物起死回生的能力。从自然科学的角度来说，也是不可能的。因为在我们现实世界里，能量和物质还是要遵循守恒定律的。
就拿碳循环来举例子吧，
绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。动、植物死后，残体中的碳，通卝过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排卝入大气。另一部分动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物，化作土壤中的肥料继续滋养大地。
但如果因为灵泉宝玉的原因，十里画廊的生态进入了一种只荣不枯，常绿不死的状态，那么这片森林生态系统的物质循环将被破卝坏。植物想要长青茁卝壮生长，必须要不断地向土地汲取养料或者“灵气”，可是若是连基础的碳循环都没有，又要从提供养料呢？是从张家界其他地方调取吗？还是彻底依赖这个不稳地的“灵气供应系统”呢？
因此，动画组并没有过卝度“神化”或者说“玄幻化”灵泉宝玉的功效。它的功效，还是受到了诸多因素的限卝制。

科普三：植物为什么是绿色的，叶子为什么会变黄？
为了照顾一下贴吧所有年龄段和知识面的朋友们，咱们还是重头说起吧。
地球上的生命活力都来自太阳的恩泽，阳光驱动了植物的光合作用，通过光合作用，植物能借助太阳的辐射能和空气中的二氧化碳合成糖类物质。太阳光线由7种可见光谱（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）组成，与彩虹的颜色相同，也被称为“七色彩虹光谱”。绿色是植物中最常见的颜色，这与植物叶片在光合作用过程中吸收的阳光光谱有关。当一种物质吸收七色彩虹光谱中的一种或多种光，并反射或传输其余的光时，它就呈现出其余光的颜色。


叶绿素存在于高等植物的叶绿体中。叶绿素在植物体中的生物合成与分解是一系列复杂的酶促反应和化学反应。当春天来临，环境温度升高，随着茎端分生组织形成叶绿基，叶绿素开始形成。叶绿素的形成受光、温度、营养元素及遗传的影响。叶绿素不稳定，光、热、酸、碱、氧等都能使其分解。
植物体内的色素，细分之下，有叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜，叶黄素等。光合作用的过程中，叶绿素a可以将吸收的蓝紫光和红光由光能转化为化学能。但叶绿素b和类胡萝卜素的存在，扩大了植物吸收光的范围，它们将吸收的光传递给特殊的叶绿素a，特殊叶绿素a在红光（680nm和 700nm）作用下利用二氧化碳和水合成有机物质，放出氧气，从而使植物获得能量得以生长。

光合作用利用的是可见光的红光和蓝光，这也就是说，植物的叶子只有呈现绿色才有可能吸收太阳光的可见光部分：430nm、450nm、640nm 和 660nm，才能高效率地完成光合作用，故植物叶子呈现绿色是千百万年进化过程自然选择的结果。而未被光合作用吸收的绿光，则被反射回了我们的眼睛中，因此植物此时呈现在人类眼中，是绿色的。
入秋之后，白昼变短、夜晚变冷，树木开始为过冬做准备。它们不再进行光合作用，开始分解叶绿素，将营养物质转运回树干、树根储存起来；随着叶绿素含量的逐渐减少，平时担任光合作用辅助角色的类叶黄素、胡萝卜素的颜色就会在叶面上渐渐显现出来。而β-胡萝卜素吸收蓝色和绿色光谱，反射黄色和红色光谱，于是树叶就呈现出黄、红等颜色。
***********参考资料******************************
张月霞 杨振华 董川 ，叶子为什么呈现绿色，山西大学环境科学与工程研究中心
林泉，树叶为什么随季节变色，《 人民周刊 》（2021年第18期）

综上所述，在植物界中，枯黄和死亡是两个完全不同的概念。在正常情况下，植物的枯黄更像是自身应对环境变化的“省电模式”。
尤其是对于竹子这种植物来说，竹叶和竹茎的枯黄更不能代表死亡，因为竹子本身并不是只有地面我们能见到的部分，它重要的生长器官存在于地下，也就是竹鞭。竹子的鞭梢具顶端分生组织，经过细胞的分裂、分化。不断产生鞭箨、侧芽、鞭根原基、鞭节和居间分生组织。鞭梢不断形成新鞭节，下部各节的居间分生组织不断老化成熟，节上的根原基分化为根眼，先后长出粗根和细根，形成根系。竹鞭上的部分健壮侧芽在夏季至来年初春先后萌发分化而成为笋芽1，而后在继续生长，最终成为我们所熟悉的竹子。因此，竹子真正意义上的死亡，是指地下的竹鞭衰老死亡最后腐烂。
因为竹根鞭钻地深入，可受到地温保护，因此竹子有一定的抗寒能力，才能被古人称为“岁寒三友”。竹子虽然是常绿植物，但不代表它们的叶子不会枯萎掉落。自然界的竹叶，在秋天和冬天也会随着气温的降低而枯黄掉落一小部分，并不是常年都郁郁葱葱。

参考资料：
1. 竹类生长， 智慧三农，中国农业出版社 https://www.pwsannong.com/c/2016-03-08/570204.shtml

最后，咱们再回到原话题，从自然科学的角度探讨一下为什么离开灵泉宝玉后，十里画廊的竹林会枯萎吧。
竹子毕竟有一定的抗寒能力，哪怕在秋天会自然枯萎小部分，但像虹七动画里描写的那样，发生大面积竹林一起枯萎的情况，绝对不是正常现象。导致竹子大面积枯萎的原因有很多，比如干旱缺水，环境剧烈变化、气温骤降，土壤贫瘠，缺乏植物生长所需的氮磷钾等营养物质，病虫害感染，以及动画中提到的竹子开花。
以上病因的推测，只有竹子开花是虹七动画中明确描写的，因此咱们就先从竹子开花这个自然那现象开始科普吧。

科普4： 竹子开花
首先，竹类开花结实属于正常的生理现象，然而，就像是前文所说的那样，这也是竹类成熟衰老的先兆。关于竹子开花的原因，目前科学界并没有明确的定论，学术界有以下几种主流观点
1. 周期学说
经观察发现，竹子开花是有一定的周期规律的。《山海经》中，对竹子开花现象就有“竹子六十年易根，易根必生花”的详细记载。常见的毛竹的开花周期大概就是在60年左右。虽然竹子的开花现象是具有周期性的，但这个间隔周期也不是一成不变的，其间隔周期的长短还与竹子本身内部的发育成熟度有着密切的关系，另外，外界环境如干旱、降雨以及一些外界人为因素都会影响竹子的开花周期。
2. 营养学说
学者们认为，营养不足可能会导致竹类植物开花结实。日本学者掘正太郎发现，在开花竹子的茎秆和地下茎的竹液中，糖分含量明显较高。因此，他认为可能是由于空气、土壤干燥，阳光直射的原因，导致养分缺乏，引起竹子开花。还有学者认为，外界条件会改变竹子内部的营养物质碳和氮的比例，用碳氮比来解释植物的开花现象。当碳氮比的值较大时，繁殖生长占优势，竹子开花可能性大，相反，如果比值较小，则以营养生殖为主，竹子就不会开花。吴贯明等学者对糖氮比与竹子开花的关系进行了研究，表明较高的C/N比可以促进竹子开花。
随着竹子开花行为的进行，竹子的生长就会变得更加繁荣，代谢活动会增加，养分向生殖器官转移，营养物质的消耗将增加。但是，它对营养元素的吸收能力却会降低，生长将会受到抑制，生长势会减弱，从而缺乏营养，导致竹子开花后大量死亡。
3. 环境诱因学说
学者们认为恶劣的环境会影响竹子的生理过程，最终导致竹子开花。1935年，四川旱灾严重的情况下，境内南川县的金佛山方竹有开花现象；1953年，浙江西部发生旱灾，第二年浙江省的西天目山的毛竹林大面积开花。因此，根据这些竹子开花现象的发生，很多研究者猜测，竹子开花的诱因是干旱的环境，即大多数人所认为的气候学说。
4. 其他
现在的科学家们正在通过基因测序等技术从分子层面研究竹子开花的机制。
测序方面，研究者们建立了相应的cDNA文库，通过EST测序来筛选与成花相关的cDNA片段；转录组方面，科学家们测定了麻竹花的转录组数据库，筛选出了290个与成花转变有关的基因，47个与花的发育相关的基因。2013年，随着毛竹基因组草图的发表，分析毛竹的花序及营养组织的转录组数据，发现花分生组织的决定基因FMI (Floral Meristem Identity)以及和胁迫相关的基因，在毛竹的花序中表达量较高，通常的成花途径通道基因、成花途径整合因子(FPI) (Floral Pathway Integrator)在花序中的表达量反而不高，从而推测花分生组织的决定基因FMI的激活可能与干旱胁迫密切相关。
************************参开资料*******************************
竹类植物开花研究进展
The Flowering Research Progress in Bamboo
DOI: 10.12677/WJF.2021.102009,
作者: 林 俊：内江市东兴区椑木镇农业服务中心，四川 内江；李 利：内江市东兴区永兴镇农业服务中心，四川 内江；周建梅*：内江市东兴区自然资源和规划局，四川 内江

所以通过以上文献阅读，大概可以推论出灵泉宝玉对竹林的影响：（不负责任猜想）
1. 调节或者延迟竹子开花的周期。宝玉的存在可能改变或者延迟了当地竹子开花的周期，宝玉所创造的事宜的生长环境，可能让竹子推迟了花期，保证达达一家能在居住的期间获得充足的食物来源。宝玉被拿走后，“灵气对花期的调节不复存在，因为那些竹子本身已经到了原本的开花周期，所以自然就开花了。
2. 当地竹子在宝玉常年的影响下，可能已经进化出了可以吸收或者利用宝玉灵气的生理功能。竹子可以一定程度上借用灵气优化光合、呼吸作用，或者直接利用宝玉的“能量”生长发育，维持植物细胞的生命与活性。但因为某种原因，这些灵气或者能量只能利用，无法储存，才会造成宝玉被拿走后，竹林立刻枯萎的情况。因为失去了宝玉所提供的能量，竹林瞬间失去了原本的营养供给来源，来不及将体内的系统重新切换成传统的光合/呼吸作用提供能量，合成有机物的模式。因为植物光合作用的能量转换率并不高，其理论最高能量转换效率约为4.6-6%，实际效率仅有1.9-2.5%，因此植物需要一段时间的恢复，才能重新适应突然变化的自然环境。也就出现了前文提到的，十里画廊的竹林在两个月后，才重新恢复绿意。
3. 按照营养学说和环境学说的假设，其实十里画廊本身的土壤，可能已经处于贫瘠的边缘，因为灵泉宝玉的原因，十里画廊的植物可以反季节生长，但只要是生长，就是需要汲取土地中的营养物质的。森林长时间保持“只荣不枯”的状态，实际上已经破坏了土壤中营养物质的正常循环，土壤贫瘠导致碳氮比例增加，或者换句话来说，十里画廊的植物可能是靠着灵泉宝玉“强行续命的”。宝玉被拿走后，降水量大幅度改变，导致局部“干旱”，原本森林的土壤条件，已经做不到供给这片竹林继续欣欣向荣地生长了。植物感知到土壤中营养和环境的变化，从生长周期转为生殖周期，开花结实，用自身的枯萎，化作大自然的养料，让种子等待来年初春，雨水充足的时候，再次发芽生长。