Ich, Sphagnum-Moos, bin fast 300 Millionen Jahre alt und ein großer Trinker!

Wenn Sie schon einmal am Dajiu-See in Shennongjia waren, werden Sie sicherlich von der magischen Kraft der Natur beeindruckt sein. Als einziges subtropisches und subalpines Torfmoos-Feuchtgebiet der Welt auf dem 31. nördlichen Breitengrad verfügt der Dajiu-See über eine Wasserfläche von mehr als 1.000 Hektar und ist die Heimat von mehr als 1.000 Tier- und Pflanzenarten.

Darunter befindet sich eine niedere Pflanze, die kleiner ist als ein Zehntel unseres kleinen Fingernagels, aber eine enorme Rolle spielt. Es handelt sich um Sphagnum-Torf.

Dajiu-See

Bildquelle: VEER Gallery

Teil 1

Die Zusammenarbeit zwischen Torfmoos und Dajiu-See

Torfmoos ist sehr klein und hat zungenförmige Blätter, die nur 1,6–1,7 mm lang und 1–1,4 mm breit sind, was es zu einem echten Kleinen macht. Obwohl es klein ist, ist es nicht jung. Es entstand im Perm des späten Paläozoikums vor 250 bis 295 Millionen Jahren, ist also fast 300 Millionen Jahre alt.

Als niedere Pflanze hat Torfmoos einen relativ einfachen Aufbau. Da er weder Wurzeln noch Stängel, Blätter noch Leitgewebe besitzt, kann er über seine Wurzeln kein Wasser aus dem Boden aufnehmen.

Aufgrund seiner zähen Lebenseinstellung entwickelte das Torfmoos die Fähigkeit, Wasser über seine Blätter aufzunehmen. Dadurch ergänzen sich dieses Gebiet und das Feuchtgebiet des Dajiu-Sees gegenseitig.

Botanischer Atlas des Torfmoos

Bildquelle: Referenz 2

Das Feuchtgebiet des Dajiu-Sees weist einzigartige klimatische Bedingungen auf: Die jährliche Niederschlagsmenge erreicht 1528,3 mm, das Wetter ist eher bewölkt und neblig und die relative Luftfeuchtigkeit liegt über 80 %, sodass sich hier Torfmoos ansiedeln kann.

Allerdings sind die Niederschläge im Dajiu-See nicht gleichmäßig über das ganze Jahr verteilt, sodass es in der Regenzeit nicht zu Überschwemmungen kommt und er in wasserarmen Jahren austrocknet. Dies liegt am Torfmoos.

Denn Torfmoos kann tatsächlich viel Wasser trinken. Wie viel kann es trinken? Es kann nur das 20- bis 25-fache seines eigenen Körpergewichts an Wasser aufnehmen. Bei starkem Regen nimmt Torfmoos kontinuierlich Wasser auf und speichert es. Ist die Umgebung trocken, gibt es das Wasser wieder ab.

Durch die ständige Aufnahme und Abgabe von Wasser hat Torfmoos das gesamte subalpine Feuchtgebietsökosystem des Dajiu-Sees genährt.

Teil 2

Warum eignet sich Torfmoos so gut als „Trinkwasser“?

Möchten Sie das Geheimnis der starken Wasseraufnahmefähigkeit von Torfmoos erfahren? Beginnen wir mit den Blättern.

Die Blätter des Torfmoos bestehen hauptsächlich aus Zellulose und enthalten eine große Anzahl hydrophiler chemischer Gruppen, die die Grundlage für die wasserliebende Natur des Torfmoos bilden.

Der Aufbau seiner Blätter ist sehr raffiniert. Die Gesamtform der Blätter ist die eines halben Kürbisses, genau wie eine Schöpfkelle. Die Oberfläche der Klinge weist viele ungleichmäßige Vorsprünge und Mikroporen auf, die die Rauheit erhöhen.

Daher verfügt Torfmoos mit seinen hydrophilen Eigenschaften und seiner rauen Struktur über eine äußerst hydrophile Oberfläche zur Wasseraufnahme, die es ermöglicht, dass Wassertropfen in großen Mengen in der porösen Struktur adsorbiert werden, genau wie bei einem Schwamm.

Die poröse Struktur von Torfmoosblättern

Bildquelle: zitiert nach Referenz 2

Wenn Sie glauben, Sie hätten das ganze Rätsel um die Wasseraufnahme von Torfmoos gelöst, liegen Sie falsch. Um beim Torfmoos zu gewinnen, ist nie ein einzelner Mut entscheidend, sondern Zusammenarbeit.

Auf den Blättern des Torfmoos sind von der Spitze bis zum Stängel Zellen unterschiedlicher Größe verteilt. Die vorderen Zellen sind kleiner, dreieckig oder kurz und dick zylindrisch und zwischen den Zellen befinden sich miteinander verbundene Wasserporen.

Nachdem das Wasser vollständig von der Spitze aufgenommen wurde, wird es durch die Wasserporen in die Hohlzellen in der Mitte und am Ende und dann in den Stiel übertragen.

Auch die Blattform der Torfmoos-Wasserschöpfe ist für die Wasseraufnahme von Bedeutung. Wenn sich die Wassertropfen auf den Blättern verteilen, bleibt ein Ende an der spitzen Vorderseite des Blattes haften und das andere Ende am breiten Bauch der Schöpfkelle.

Aufgrund der unterschiedlichen Radien an den beiden Enden ist die Kapillarwirkung auf die Wassertropfen unterschiedlich, was zu einem Druckunterschied führt und die Wassertropfen dazu bringt, sich spontan in den Bauchbereich der Schaufel mit einer größeren Kontaktfläche zu bewegen.

Die Wassertropfen werden mit der Spitze und der Wasserschaufel verbunden und schließlich auf den Stiel übertragen.

Bildquelle: Referenz 2

Man kann erkennen, dass Torfmoos, obwohl es nur kleine Blätter hat, auch über die von der Natur geschaffene Fähigkeit zur Wasseraufnahme verfügt.

Manche Leute fragen sich vielleicht: Was sollen wir mit dem Torfmoos machen, wenn es in der Gegend des Dajiu-Sees nicht regnet? Kann es noch Wasser aufnehmen? Als das Torfmoos dies hörte, lächelte es und sagte: „Mensch, du weißt nichts über meine Fähigkeiten.“

Die Antwort ist, dass sogar eine dünne Schicht Nebeltorfmoos Wasser aufnehmen kann!

Die Essenz des Nebels sind einige kleine Wassertröpfchen auf Mikro-Nano-Ebene. Wenn Torfmoos bewölktem und nebligem Wetter ausgesetzt ist, kommt ihm seine extrem hydrophile, raue Oberfläche zugute. Diese Tröpfchen werden auf der Oberfläche aufgefangen, fließen durch die Rillen und Spalten zwischen den Zellen und werden langsam absorbiert.

Durch die Ansammlung von Nebel bildet sich auf der unebenen Oberfläche der Klinge allmählich ein Wasserfilm. Wenn der Wasserfilm die Spitze eines anderen Blattes berührt, überträgt er die Kraft zwischen den Blättern, genau wie beim Aufsaugen von Regentropfen, und transportiert sie zur Speicherung nach innen.

Wasserabsorbierendes Torfmoos

Bildquelle: CCTV

Teil 3

Um die Luftfeuchtigkeit zu regulieren, bringen Wissenschaftler Torfmoos in Häuser

Torfmoos verlässt sich auf seine starke Wasseraufnahmefähigkeit, um in einer trockenen Umgebung Wasser durch Transpiration abzugeben und wird so zu einem natürlichen Luftbefeuchter für den Dajiu-See. Und wir können auch hoffen, zu Hause in den Genuss einer natürlichen Feuchtigkeitskontrolle zu kommen.

Ein wichtiges Kriterium zur Messung des Komforts unseres Wohnumfelds ist die relative Luftfeuchtigkeit in Innenräumen. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit können leicht Gesundheits- und Sicherheitsrisiken entstehen. bei hoher Luftfeuchtigkeit kann sich leicht Schimmel bilden; und eine relative Luftfeuchtigkeit von 40–60 % ist für den menschlichen Körper angenehmer und gesünder.

Grünes Smart-Home-System

Bildquelle: veer

Die feuchtigkeitsregulierende Funktion von Torfmoos kann zur Herstellung feuchtigkeitsregulierender Baustoffe für die Inneneinrichtung genutzt werden. Bei hoher Luftfeuchtigkeit im Raum kann das feuchtigkeitsregulierende Material mit Torfmoos überschüssige Feuchtigkeit aufnehmen. Wenn die Luftfeuchtigkeit im Innenbereich sinkt, kann es Feuchtigkeit in den Raum abgeben und so die Luftfeuchtigkeit bei etwa 58 % halten.

Gleichzeitig absorbieren feuchtigkeitsregulierende Materialien Wärme und senken die Temperatur, wenn sie Feuchtigkeit abgeben, was in gewissem Maße auch zur Aufrechterhaltung der Innentemperatur beiträgt.

Das winzige Torfmoos und der riesige Dajiu-See waren in den 20.000 Jahren historischer Veränderungen in der Natur voneinander abhängig, haben sich gegenseitig bezeugt und sich gegenseitig ergänzt. Dies ist eine Schöpfung der Inklusivität der Natur, die es sogar den kleinsten Lebewesen ermöglicht, einen Platz zum Leben zu finden und an der Legende der Naturinterpretation teilzuhaben.

Durch die Entwicklung moderner Technologien kann Torfmoos möglicherweise nicht nur das Ökosystem des Dajiu-Sees nähren, sondern uns auch als Inspiration für die Entwicklung umweltfreundlicher und intelligenter Lebenssysteme dienen, die Energie sparen und den Kohlenstoffausstoß verringern.

Quellen:

1. Mu Yanyan, Wu Qimei, Zhang Zhaohui, Ding Haifeng. Auswirkungen morphologischer und struktureller Merkmale von sechs Torfmoosen auf ihre Wasserhaltekapazität [J] Journal of Plant Sciences, 2022, 40(2): 250-258.

2. Chen Tianchi. Studie zum superhydrophilen Mechanismus von Torfmoos[D]. Chinesische Universität für Bergbau und Technologie, 2018.

3. Xiong Wei. Vorbereitung, Verteilungsmuster und Umweltinterpretation des Dajiuhu-Sphagnum-Feuchtgebiets in Shennongjia[D]. Hubei-Universität, 2021.

4. Zhou Xia. Forschung zu Verbundmaterialien zur Feuchtigkeitskontrolle für den photokatalytischen Abbau von Formaldehyd unter natürlichem Licht[D]. Nanchang-Universität, 2021.

5. Hu Mingyu, Yan Sheng, Hu Yuqian. Studie zur antimykotischen Modifizierung von feuchtigkeitsregulierenden Verbundmaterialien aus Torfmoos und Kieselgur [J]. Funktionale Materialien, 2021, 12(52): 12048-12054.

Produziert von: Science Popularization China

Autorin: Vivian

Herausgeber: Wang Tingting

Hersteller: China Science Expo

Der Artikel gibt nur die Ansichten des Autors wieder und repräsentiert nicht die Position der China Science Expo

Dieser Artikel wurde zuerst in der China Science Expo (kepubolan) veröffentlicht.

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