详情
大自然是我们赖以生存的地方，也是万千动物、植物和微生物的家。它的每一个角落都是一个生机勃勃的世界，有无数的秘密等待我们去探索和发现。《我的第一堂自然探索课（第二辑）》包括《海边的秘密》《水上的舞会》《夜晚的狂欢》《郊野的召唤》四个分册，以生动有趣的文字和精美的插图介绍了生活在我们身边的动物和植物等。在这套图书的指引下，你不仅可以学会如何观察身边的自然环境，还能通过具体的探索活动深入探索大自然的奥秘。
书名：我的第一堂自然探索课（第二辑）夜晚的狂欢
ISBN：978-7-115-69341-9
本书由人民邮电出版社发行数字版。版权所有，侵权必究。
您购买的人民邮电出版社电子书仅供您个人使用，未经授权，不得以任何方式复制和传播本书内容。
我们愿意相信读者具有这样的良知和觉悟，与我们共同保护知识产权。
如果购买者有侵权行为，我们可能对该用户实施包括但不限于关闭该帐号等维权措施，并可能追究法律责任。
著 [美]伊丽莎白·劳拉（Elizabeth Lawlor）
绘 [美]帕特·阿彻（Pat Archer）
译 明冠华
责任编辑 刘 朋
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
网址 http://www.ptpress.com.cn
读者服务热线：(010)81055410
反盗版热线：(010)81055315
Discover Nature at sundown: Things to Know and Things to Do by Elizabeth Lawlor (Author) and Pat Archer (Illustrator)
Copyright©Rowman & Littlefield Publishing Group
Simplified Chinese edition copyright©2026 Posts & Telecom Press
Published by agreement with the Rowman & Littlefield Publishing Group through the Chinese Connection Agency, a division of Beijing XinGuangCanLan ShuKan Distribution Company Ltd., a.k.a Sino-Star.
在许多人的印象里，夜晚是一个安静的世界，忙碌了一天的人们逐渐进入梦乡，万物也慢慢沉寂下来。然而对于一部分动物来说，夜晚才是它们的舞台。
本书是《我的第一堂自然探索课（第二辑）》中的一册，以生动有趣的文字描述了那些在夜晚出来活动的野生动物，其中包括猫头鹰、飞蛾、萤火虫、蝙蝠、负鼠、跳虫、浣熊、臭鼬等。书中还介绍了大量实践活动，可以帮助你进一步了解这些野生生物的奇妙之处。
走进大自然，体验探索的乐趣。
将这本书献给我的母亲埃德娜·凯莉·费伦。她是一位典型的城市女性，但能够包容我收集各种活体动植物及其标本。
另外，也将这本书献给迪克·阿彻。他收集了许多飞蛾和萤火虫。我非常感激他的耐心帮助和鼓励。
亲爱的读者，当你拿到这套书时，我想先和你分享一个埋藏在我心底多年的故事。
当年，我在山东聊城的一所普通农村中学读书。校园不大，出了校门，四面都是农田，麦子、玉米、棉花轮番生长，四季分明。我每天骑着自行车往返于家和学校之间，来回要穿过好几里的田埂路。春天路过麦田，夏天穿过玉米地，秋天看着棉花炸开遍布田野的白。那些庄稼，是我再熟悉不过的少年生活的背景。
学校里有一位很认真的生物老师。虽然生物是“副科”，而且学校的教学条件简陋，但她讲课从不含糊。每堂课，她都会在黑板上画一个顶天立地的大括号“{”，然后一边讲课一边把知识点整齐有序地写在黑板上，如植物的分类、叶序的排列、花序的类型、细胞的结构……下课铃响时，大括号里总是满满当当的。作为一名“三好学生”，我总能记下完美的笔记，因此我的生物成绩一直很好，直到高中会考，生物考试成绩从没低于90分。
多年以后，我成为了一名科学工作者，成为了一名科普作家，再回过头去看那段经历，一个问题却越来越清晰地盘旋在脑海里：那些年，我年年帮着家里种麦收棉，每天走过田野，可我真的认识（Know）那些植物吗？
虽然我在生物课上聚精会神地听那位老师讲解，但是那时没想过家里种的麦子属于哪个科哪个属，没想过玉米的雄花和雌花为什么长在不同的位置。家里年年种棉花，我也只知道“拾棉花”是个有趣而又辛苦的活儿，却从没想过它的花为什么会变色——那其实是完成授粉的信号，是它和蜜蜂之间的语言。老师在课堂上讲过“总状花序”“头状花序”“聚伞花序”，我背得滚瓜烂熟，还会画图示，却从没摘下路边的一朵野花，对照课本，看看它究竟属于哪一种。当然，老师也从没带过一片树叶、一棵野草到课堂上来说：“今天我们讲这种植物，你们每天在路边都能看见它。”
作为一名“三好学生”，我也从来没有质疑过老师的教学方法，甚至没有产生过这个念头：课本上的知识和窗外的世界是不是应该连在一起，我们要对照着学习？
传统的课堂是从课本到作业、从作业到考试的“纸面流程”。知识写在纸上，记在本子上，考在试卷上。学完了，考好了，就结束了。至于窗外那片真实的世界——那些在风里摇晃的麦穗、那些在泥土里爬行的昆虫、那些被雨水冲刷出纹路的石头——好像从来不属于“学习”的一部分。我用了十几年的时间成了一个“会考试”的学霸，却没有成为一个“会观察”的人。
很多年后，我开始从事科普工作，翻译科普图书，带孩子去野外，这时才慢慢地意识到科学不是从课本开始的，而是从提问开始的。
当一个孩子蹲在路边盯着蚂蚁搬家，问“它们要去哪儿”的时候，科学就开始了。当一个孩子伸手接住一片落叶，问“它为什么会变黄”的时候，科学就开始了。当一个孩子捡起一块石头，问“它身上的花纹是怎么来的”的时候，科学就开始了。提问、观察、好奇、探索，这才是科学的源头。而我们学的那些公式、定理、名称等都只是工具，是用来回答那些问题的工具。如果把工具当成了目的，把背诵当成了学习，那么我们就丢了科学最宝贵的东西。
10年前，我偶然看到了这套来自美国的科普图书。翻开时，我的眼前一亮：这不正是我一直在寻找的那种书吗？
在这套书中，作者不讲枯燥的知识体系，而是像耐心的向导，带着我们从路边捡起一块石头，教我们怎么观察它的纹理，怎么做实验让盐水结晶出“自己的岩石”，怎么理解脚下的大地其实一直在缓慢地运动。书里介绍了很多简单易行而又趣味盎然的自然探索活动。作者写这套书的初衷不是要你“记住”自然，而是要你“走进”自然。
我热切地向人民邮电出版社的刘朋编辑推荐了这套书，并毫不犹豫地接下了其中《岩石的故事》的翻译工作。我相信，这样的书能够弥补我们童年教育里缺失的那一块——让孩子从纸面上抬起头来，推开大门，走到真实的世界里去。
为什么我特别看重这套书？
因为在这个人工智能迅猛发展的时代，这套书有着特殊的意义。人工智能可以写出优美的文章，可以解出复杂的方程，可以回答各种各样的知识性问题，但它还欠缺一样东西——对现实世界的感觉，也就是我们常说的“物理直觉”。这种感觉从哪里来？它来自我们在大自然里奔跑，用手指触摸流水，感受泥土在掌心里碎裂，抚摸叶片上细密的脉络，闻闻鲜花在清晨散发的香气……它来自这些真实的体验。
人工智能知道“水是H2O”，但它不知道赤脚踩进溪水里的清凉；它知道“玫瑰有刺”，但它不知道被刺扎到指尖的那种疼痛；它知道“泥土含有有机质”，但它不知道雨后泥土散发的那种独特气息。这些真实的感受构成了我们对世界的直觉，而这种直觉是任何算法都无法替代的。无论科学如何进步，技术如何发展，我们最终要面对的是一个真实的世界。真实的世界不在屏幕里，而在窗外。
这套书一共包括8册，分为两辑。第一辑包括《家中的精灵》《花园的秘密》《冬日的欢娱》《岩石的故事》，第二辑包括《夜晚的狂欢》《水上的舞会》《海边的秘密》《郊野的召唤》。每一本书都是一幅寻宝图，带领我们去发现那些被我们忽略的自然奇迹。比如，读完《岩石的故事》后，你会知道一块普通的石头里浓缩着地球亿万年的历史；读完《水上的舞会》后，你会发现一个不起眼的池塘里有一个热闹非凡的生态社区；读完《家中的精灵》后，你会知道窗台上的仙人掌其实见证了美洲西部山脉的隆起，而厨房里的马铃薯竟然改变了世界历史的进程。
有趣的是，当真正走进这套书所描述的世界时，你会发现一个重要的道理：自然界根本不知道什么是“学科”。一块岩石里既有物理（矿物晶体的结构），又有化学（元素的组成），还有生物（可能包裹着的化石）和历史（它经历的地质变迁）。一片湿地既是水文学的研究现场，又是生态学的教学课堂，还是鸟类学、昆虫学和植物学的天然实验室。我们人类为了学习的方便，才划分出了物理、化学、生物、地理等学科。这种划分从来不是以研究对象为界的，而是以研究方法为界的。这只是为了笼统概括学问而进行的一种临时性的、粗糙的划分。
既然学科划分本身就是权宜之计，我们在观察世界时又何必受此限制？更可怕的是，我们常常用学科来限制孩子们未来的人生道路，比如一个孩子在中学时物理学得好，他以后就该学理工科。可是，一个人在18岁时擅长什么和他在30岁时热爱什么以及做什么真的有必然的联系吗？
我特别喜欢一位朋友的话：我们应该帮助孩子们准备好应对未来，而不是替孩子们准备好未来。孩子们过去学什么跟未来要做什么可能并没有那么直接的关系，尤其是今天，学科在急剧分化，技术在飞速迭代，科学本身也在不断调整。这个世界唯一不变的是变化，而唯一能让孩子们在变化中站稳脚跟的是一颗永远好奇的心、一双愿意观察世界的眼睛和一种能够从真实世界里获得直觉的能力。
所以，我想对读到这篇序的家长说：不要急着让孩子们背下这套书里的知识点。你可以先带着他们走出去，走到最近的公园里，走到小区的花园里，甚至只是蹲在路边的树坑旁，看一看那里长着什么草和住着什么虫子，问一问孩子们看到了什么以及想知道什么，然后和孩子们一起带着问题翻开这套书，去寻找答案。
我也想对读到这篇序的孩子说：你知道你每天在上学的路上看见的那些花、那些树、那些石头都有自己的故事吗？这套书能教你看懂那些故事。你不需要先学完什么预备知识，而只需要带着好奇心和问题走出去，看一看，摸一摸，闻一闻，听一听。这就是科学研究。每一个人，无论年龄大小，无论学过多少知识，都有潜质成为一名科学家。
又是一年好春光。让我们放下手机，放下平板电脑，走到阳光里，走到田野里，走到真实的世界里去。在那里，我们会发现原来身边就藏着无穷无尽的秘密——它们比任何虚拟世界都更真实、更神奇。
我用了30年的时间才终于明白：当年每天路过的那片农田就是我的自然探索课堂，只是那时我还不知道该怎么上这堂课。
希望这套书能帮助你早一点开始这堂课。
是为序。
孙正凡［1］
2026年春于上海
［1］ 孙正凡：天体物理学博士、中国科普作家协会会员，曾任《十万个为什么》第六版编辑，2019年获得“上海市优秀科普作家”称号，为中小学和社区等做科普讲座百余场。
本书面向的是想要探索在夜晚活动的野外生灵的读者。本书专注于事实和探索过程，适合青少年、教师、家长以及其他对周围世界产生兴趣或重新产生兴趣的人士阅读。想要成为一名自然爱好者，你需要友好和耐心的指导，本书就是为了这个目的而创作的。本书会逐渐引导你获取知识和经验，然后你就能够使用各种各样的野外指南了。当你完成了本书中介绍的实践活动后，我希望你能够感受到自己与野外生灵产生了一些联系。
本书介绍了一些常见的、容易找到的夜行性动物。你会了解到它们在自然界中的独特地位以及生活习性中令人着迷的方方面面。本书总结了关于这些动物的主要研究方向，很多章都有实践活动。你可以自己进行探索，去发现这些夜行性动物，以及它们的生活地点和生活方式。
在第四至十一章中，每章的前半部分都会介绍某一种动物的重要信息和科学家们的一些惊人发现。你将会了解到一些动物的常用名和它们的学名，这些学名通常都是拉丁文。每章的后半部分会指导你开展一系列自然观察或探索活动。这种亲身参与的实践活动无疑是学习过程中最为重要的方面。通过这种方式，你才能发现在夜晚活动的生灵的真实样貌，而这是仅通过阅读无法获得的。
你可以从任何一章开始阅读本书。如果你对猫头鹰感兴趣且有机会观察它们，那就直接阅读这一章。你会在每章中发现需要准备的工具和器材，以及在实践活动中需要具备的科学技能。请听从本书中的建议做好野外观察记录，你也可以在本书的空白处做笔记。
阅读本书仅仅是一个开始，这是我对你的期望。在本书中，我列出了一些参考文献，希望能够帮助你了解本书所未提供的更多内容。从某种意义上说，当开始进行探索时，你将会超越所有图书能够提供给你的知识。你一旦开始探索，大自然就会成为你的向导。
在本书介绍的实践活动中，你只需准备很少的工具和器材。基础工具仅包括少量必备物品。首先，你需要一个野外观察笔记本。我通常使用的是13厘米×18厘米的线圈本。其次，你需要几支圆珠笔和铅笔。有些实践活动需要进行测量，所以你需要准备一把长约15厘米的软尺或者一把卷尺。你也应该买一个手持式放大镜，自然中心通常都备有价格不到3美元的塑料放大镜。你还需要准备一个虫盒，它是用透明的亚克力制成的小盒子，盒盖上嵌有一个放大镜。使用虫盒可以方便地观察飞蛾、蜘蛛和其他小型动物，在不接触和伤害它们的情况下进行研究。另外，小刀、手电筒和小号塑封袋也是经常用到的物品。最后，你需要准备一件反光的衣服，在车辆较多的地方穿上它是非常必要的。
这些基础工具可以轻松地放在一个中号塑封袋中，你可以将其塞进背包、自行车筐或者储物箱中。
双筒望远镜虽然不是必备物品，但在光线充足的条件下，它能够带给你更多的发现，带来更多的乐趣。当你聆听夜晚的各种声音时，录音机会派上用场。能够在昏暗条件下拍照的相机也会为你的实践活动提供帮助。
通过阅读和探索，你会发现在夜晚活动的生灵是多么脆弱，它们的生存必然会受到人类的影响。我希望你能找到切实有效的解决办法，这些办法可以改变未来的环境。在这方面，我们还有很长的路要走。
由于地球自转的影响，太阳会出现东升西落的现象。傍晚时分，太阳会逐渐消失在西方的地平线下，同时散发出红色、橙色或黄色光芒，在蓝天的映衬下格外绚烂。
光芒逐渐暗淡，白昼随着夜幕的降临而结束。草丛和树枝率先感受到了夜晚的气息，然后山顶、树冠和田野上空也被笼罩在黑暗之中。如果你肯花时间仔细观察，就会感受到令人心醉的、由白天过渡到黑夜的整个过程。田野的地平线和森林最先褪去白昼的颜色，然后灌丛、藤蔓和小型乔木周围也慢慢变黑。若继续观察，你就会发现天空也变得暗淡起来，由浅蓝色变为深蓝色，最后变成点缀着些许光点的黑色夜空。
人类的活动依赖眼睛，我们在白天获取信息的方式主要是观察。我们观察在天空中飘过的云朵，根据它们的形状和颜色就能判断出即将来临的是晴朗的天气还是暴风雨。我们可以观察在花园里的喂鸟器中觅食的各种鸟，通过形状、颜色和大小分辨它们的种类。当谈论草地上五颜六色的野花以及街道上外形优美的树木时，我们仍然需要依赖通过视觉所获得的感受。在夜晚，我们倾向于把注意力集中在能看见什么和看不见什么上。
黄昏的到来并不会严重影响我们的生活，因为我们可以通过打开电灯的方式来解决照明问题。在人工照明的环境下，我们可以继续活动，不会有多少不便。而在野外，光线减弱对动物活动的影响比较明显，甚至在太阳下山之前就已经很明显了。日落前1小时，一些动物的活动会有所增加，这是以种子为食的植食性鸟类在临睡前最后填饱肚子的时机，是饥饿的食虫动物和其他食肉动物睡醒后准备觅食的时机，是夜晚依偎在巢穴里的兔子吃最后一顿饭的时机，也是以昆虫为食的蛙类在池塘里开始口哨表演的时机。黄昏时分，蚊子和其他夜行性飞虫的翅膀会发出嗡嗡的声音。当太阳消失在地平线下以后，北美夜鹰（Caprimulgus vociferus）也不再沉默，开始了单调的鸣唱；蝙蝠在天空中疾飞，追逐昆虫。觅食了一天之后，紫椋鸟、红翅黑鹂和其他昼行性鸟类会返回各自的栖息地，开始蓄养精神。美洲夜鹰则在此时离开了白天的栖息处，夜晚它们不再需要白天的伪装保护。鹿、狐狸、田鼠和其他在白天隐藏起来的动物，此时也远离了树木的庇护，在昏黑环境的掩护下来到空地上觅食。灰松鼠则在此时完成了一天中最后一次奔跑，它们爬上树干，赶紧回到安全的巢穴中。负鼠出来活动了，鸫奏响了小夜曲。每天的黄昏时段都在上演猎物与捕食者之间的生存游戏。
许多夜行性动物都能在黑暗中看到周围的景象，但它们不像人类那样过于依赖视觉——它们还可以凭借听觉和嗅觉在黑暗的世界中活动。许多动物没有相当于人类耳朵的构造，但演化出了比我们的耳朵更为敏锐的特殊构造，可以听到我们听不到的声音。同样，许多夜行性动物可以闻到人类闻不到的气味。有些夜行性动物（如飞蛾）是依靠嗅觉来生存的；有些夜行性动物（如猫头鹰）依靠听觉找到食物和配偶，以及躲避捕食者。
哺乳动物、昆虫和鸟类用怪异的姿态和语言进行各自的交流，交流的内容涉及气味、声音和视觉信息。我们很难理解哺乳动物、昆虫和鸟类的“语言”，因为我们无法识别它们的“词汇”及其用法。夜晚开放的花使这个黑暗的世界充满了芬芳。对于这个喧闹的夜晚世界来说，人类是陌生的。这是一个神奇的世界，它可以使我们的感官更加敏锐。夜晚可以用来探秘神奇的世界，我们没有必要担惊受怕。
生物调查。日落前1小时左右，我所在社区内的野生动物会活跃起来，它们对逐渐暗淡的光线非常敏感。白天在田野间活动的动物此时开始转移到林地中寻找庇护所，而白天隐藏在森林里的动物在此时离开了它们的庇护所，在没有保护的情况下觅食。活动了一天后，大群紫翅椋鸟和其他鸟类会飞回夜晚的栖息地。在开阔的田野中活动的鸟类喜欢在树梢的枝叶间寻找庇护所。此时此刻，灰松鼠会匆忙上树，赶回窝里安度夜晚时光，而负鼠则离开了它们的巢穴，到灌丛中寻找隐藏的食物。小鸟们开始了晚间鸣唱。这个时候，我们在溪流和小河旁能够发现鹿、赤狐、灰狐、臭鼬和浣熊的身影。黑夜来临时，昼行性动物在庇护所中休息，而它们的邻居夜行性动物出来活动了。
你能找到多少种夜行性动物？如果有一台录音机的话，你就可以发现当时你所错过的声音。你能弄清楚这些夜行性动物是如何在黑暗中活动的吗？下表可以帮助你进行夜行性动物调查。
夜行性动物调查
| 日期 |
哺乳动物 |
昆虫 |
鸟类 |
评价 |
|---|---|---|---|---|
天黑需要多久？黑夜的来临，不像雨点那样从天而降，而是从地面慢慢向上升起。在一小段时间内，光线逐渐暗淡下来。地面进入黑夜之后，天空才进入黑夜。你可以观察到天空的颜色由浅蓝色变为深蓝色，再变为黑色。太阳消失在地平线下多久，天空才会变黑？
时间、日落和度数。有人说，时间是变化的衡量标准。我们每天观察到的基本变化是从白天到黑夜的转变，然后是从黑夜到白天的转变。我们可以把这种变化划分成24个相等的时段，以对应于太阳在天空中的持续运动。
如果地球在24小时内以地轴为中心完整地转了一圈（360度），那么它在每小时内旋转的度数为15度。这个过程看起来反倒像太阳在天空中运动，因此根据太阳在天空中的运动进行计算更为方便，即太阳每小时移动15度，或者说每30分钟移动7.5度。按照这种方式来计算，我们知道太阳从视野中消失1小时后，它将运动到地平线以下15度的地方。
在下面的活动中，你可能会用到这些概念。
黄昏可以分为两个时段，分别称为“城乡黄昏”和“海洋黄昏”。这两个时段可以通过太阳在地平线下的角度来区分。你可以观察到这两个时段的变化。
城乡黄昏：太阳没入地平线以下不超过6度的这段时间。你所在社区的城乡黄昏出现在什么时间？利用手表，连续两周记录城乡黄昏的时间，看看你能观察到什么现象。
海洋黄昏：太阳没入地平线以下6度到12度之间的这段时间。你所在的社区在什么时间出现海洋黄昏？海洋黄昏出现的时间在一段时期内是如何变化的？你在什么时间能看见星星？什么时间地平线看不见了？什么时间树的轮廓变得模糊了？
如果你想了解所在地区何时出现城乡黄昏和海洋黄昏，就需要了解官方公告的日落时间（可查阅当地报纸）。你会注意到每天的日落时间都会有所不同。关于日落时间的变化，你注意到了什么现象吗？这种变化有什么模式吗？
书名：我的第一堂自然探索课（第二辑）水上的舞会
ISBN：978-7-115-69341-9
本书由人民邮电出版社发行数字版。版权所有，侵权必究。
您购买的人民邮电出版社电子书仅供您个人使用，未经授权，不得以任何方式复制和传播本书内容。
我们愿意相信读者具有这样的良知和觉悟，与我们共同保护知识产权。
如果购买者有侵权行为，我们可能对该用户实施包括但不限于关闭该帐号等维权措施，并可能追究法律责任。
著 [ 美] 伊丽莎白·劳拉（Elizabeth Lawlor）
绘 [ 美] 帕特·阿彻（Pat Archer）
译 阎 勇 莫海波
责任编辑 刘 朋
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
网址 http://www.ptpress.com.cn
读者服务热线：(010)81055410
反盗版热线：(010)81055315
Discover Nature in Water & Wetlands: Things to Know and Things to Do by Elizabeth Lawlor (Author) and Pat Archer (Illustrator)
Copyright©Rowman & Littlefield Publishing Group
Simplified Chinese edition copyright©2026 Posts & Telecom Press
Published by agreement with the Rowman & Littlefield Publishing Group through the Chinese Connection Agency, a division of Beijing XinGuangCanLan ShuKan Distribution Company Ltd., a.k.a Sino-Star.
除了终生生活在水中的生物之外，有一部分植物和动物也喜欢潮湿的环境，它们在生命周期的某个阶段非常依赖水生环境。关于它们，也有许多有趣的事情。
本书是《我的第一堂自然探索课（第二辑）》中的一册，以生动有趣的文字描述了那些生活在湿地中的野生动植物，其中包括橡树、香蒲、蕨类、蜻蜓、豆娘、蝴蝶、蝾螈、蛙、龟、河狸、麝鼠与浣熊等。水为这些生物提供了一个广阔的舞台，它们在这里上演着神奇而又美妙的故事。
走进大自然，体验探索的乐趣。
感谢我的老师和学生们。
鸭儿嬉春塘，
碧草水一方。
天蓝蓝，
云荡荡，
寻常小时光，
忆念泪汪汪。
——威廉·阿林厄姆（1824—1889），爱尔兰诗人、评论家
本书是为那些想要了解在湿地上繁衍生息的野生动植物的人而写的。与这套书的其他分册一样，本书关注的是认知与实践，适合那些想要亲近自然的人阅读，其中包括青少年、教师、家长等。想成为一名博物爱好者，你需要一个友好而又有耐心的向导，本书就是为此而写的，旨在循序渐进地引导你获得知识和经验，以各种实践活动为你提供有用的帮助。读完本书后，你能感受到自己与生活在湿地中的动植物之间的关联。
除第一章之外，本书的其余各章都会向你介绍一种或几种常见的、容易在湿地环境中找到的生物，并总结了现有科学研究的主要关注点。你将了解到它们在生命之网中的独特位置，以及它们的生活方式中最迷人的地方。每一章还提供了一些实践活动建议，你可以通过这些实践活动亲身去发现每种动物或植物的样貌形态、生活地点和生存方式。
在第二至十章的前半部分，你将了解到关于一种或几种特定生物的重要事实，其中包括科学家的一些惊人发现；你会学到植物和动物的俗名与它们的拉丁名。以上各章的后半部分将引导你完成一系列实践活动。这种与动植物的亲密接触无疑是所有学习经历中最为重要的，这样你才能真正发现动植物在湿地上的生活到底是怎么回事，这是读再多的书都无法办到的。
你可以从这本书的任何一章开始阅读。比如，你若对蜻蜓特别感兴趣，并且有机会在某个地方观察它们，那么就可以阅读第五章的前半部分，随后看看需要准备什么，再去进行观察。书中会告诉你在实践活动中需要运用哪些特定的科学技能。你一定要听从建议，准备一个野外观察笔记本。
我非常希望阅读这本书只是你的一个起点。我还推荐了一些阅读材料，以便你去学习本书未能介绍的更多知识。从某种意义上说，你开始探索时就会超越所有的书本。探索一旦开始，大自然本身就会成为你的向导。
开展本书所介绍的实践活动时，只需要准备很少几样物件，基础工具只是一些必需品。首先，准备一个野外观察笔记本，我一般会使用13厘米×18厘米的活页记事本。其次，带上几支圆珠笔、几支铅笔和一把可弯曲的软尺。再次，带上一个手持式放大镜，在一些自然中心花几美元就能买到质量不错的塑料放大镜。最后，你可能需要一个虫盒。这是一种透明的亚克力小盒子，盖子上嵌有放大镜，便于检视蜘蛛、甲虫和其他一些小动物。利用虫盒，你可以在不触碰和伤害它们的情况下来捕捉、暂时存放和研究它们。另外，准备一把小刀和几个小号塑封袋也很有必要。
这些基础工具可以轻松地装在一个中号塑封袋中，然后放进背包、自行车筐或杂物箱里携带。
虽然并非必需，但一副双筒望远镜可以增加探索的乐趣。你可能还需要一台相机和几个镜头来拍摄照片。而做笔记的时候，你将有机会思考你看到的东西，思考在探索过程中想到的一些问题，以后可以通过查阅参考书获取更多的信息。
在阅读与探索过程中，你会逐渐明白生物群落是多么脆弱，它们将不可避免地受到人类活动的影响。我希望你能以具体、实际的方式予以关注，并努力为生态环境的未来做出贡献。我们还有很长的路要走。
这是一个凛冽的冬日早晨。一阵刺骨的寒风掠过白雪皑皑的地面，掀起一团烟尘似的雪屑，太阳的光芒在被冰覆盖的树枝上折射出一个个微小的虹彩。冰球运动员们离开温暖的家已经有几小时了，此时他们又渴又冷，是时候在冰场边供人休息的小屋里慰劳一下自己了。比赛开始前，每个人都在那儿预备了一份点心和一个盛满热饮的保温瓶。当保温瓶被打开时，一股股热气便在寒冷的空气中升腾起来。
就在这段短暂的时间里，球员们目睹了水的三种不同形态——固态、液态和气态。如我们所知，水的每一种形态对生命而言都至关重要。水约占我们体重的70%，它将人体必需的维生素和矿物质输送到我们全身各处。植物和其他动物对水也有相似的需求。水覆盖了地球表面的大约3/4，其中约97%存在于海洋中，约2%以冰的形态固锁在冰川和冰盖中，只有约0.7%的水以淡水湖、池塘、河流和地下水等的形式存在。
水的分子式是H2O，即一个水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。一个氧原子和两个氢原子非常牢固地结合成一个水分子，这种结合很难被打破。不过别忘了，氧原子和氢原子之间还存在另一种较弱的吸引力，使得相邻的水分子之间形成了虽然弱但很重要的化学键——氢键。通过一个水分子中的氢原子对相邻水分子中的氧原子的吸引，水分子之间形成了较弱的联结，这种排列松散且不稳定的链条让水具有了流体的性质。
水分子间的这种结构赋予了水一系列非凡的性质。在标准大气压下，水在零摄氏度时结冰，在100摄氏度时沸腾。如果缺少了那些将水分子联结在一起的氢键，水将在零下80摄氏度时沸腾，在零下100摄氏度时结冰。在这种条件下，生命是不可能存在的，因为在正常的地球温度下地表将不会有液态水——没有海洋，没有湖泊，没有河流，也没有必不可少的体液。
氢键将水分子联结起来
水还有许多对生命而言至关重要的其他特性。与其他液体相比，水对气温变化的反应更慢。如果住在美国东北地区的人曾在晚春去海中或湖里游泳，就体验过这种现象。尽管这个时节空气的温度已升高，但海水和湖水的温度尚未相应地升高。当跳进水里时，你就会对此有切身的体会。秋天的情况则正好反过来，虽然空气中可能已有明显的寒意，但水体仍然足够温暖，我们在整个9月甚至可能直到10月仍然可以在户外游泳。这就是海洋、湖泊和其他水体被称为热汇的原因。水体储存热量，其作用就像一个巨大的“热库”，平衡着地球上的温度波动。这种现象背后的原因正是将水分子联结在一起的氢键帮助水在其温度发生改变之前吸收了大量的热量。当水温升高而气温下降时，水将热量重新释放出来的过程是缓慢的。
像大多数物质一样，水在冷却时会收缩。不过，当温度下降到3.89摄氏度时，水就不再收缩，反而开始膨胀，继续冷却时则继续膨胀。温度低于这个温度的水或冰的密度更小，这就是为什么冰会漂浮起来。
随着冬季的临近，表层的水冷却下来，密度增大而变得更重。表层的水下沉到池塘底部，把下面温度较高的水往上推。这些水又在池塘表面冷却，密度增大，继而下沉。在某个时候，整个池塘的水温将达到3.89摄氏度左右。这时，表层的水继续降温，但不再下沉，而是停留在表面继续冷却，直到达到零摄氏度——冰点。从温度降到3.89摄氏度的那一刻起，水就开始膨胀。随着温度继续下降，水变得更轻了，结果就是温度低于3.89摄氏度的水和冰都会浮起来。
如果天气真的很冷，表层的冰会结得越来越厚。冰层具有很好的隔热性，可以防止深层的水结冰。只有比较浅的池塘才会整个冻结到底。
春天，阳光和变暖的空气共同作用，融化池塘表面的冰层。较轻的冰一直漂浮在较暖的融水上，暴露在温暖的空气中，融化后又被其他较轻的冰推到一边，直到整个水体再次变回3.89摄氏度下的液态。在此之后，表层的水继续升温，而深处的水仍然相当寒冷，但不低于3.89摄氏度。
如果这一过程没有发生，池塘底部可能全年保持冰冻状态，每个冬天底部的冰都会增加，而每个夏天只有上面的一层薄薄的冰会融化。
水的这种特性保护了水生动植物免受具有潜在破坏性的温度快速变化的影响。冬天，鱼类可以继续生活在冰层下寒冷而未冻结的水中。
水体在升温与降温过程中的密度变化，对池塘里的生命有着重要的作用。随着冬季临近，表层水的密度变大，这部分水携带着溶解在其中的氧气和营养物质下沉到池塘底部。这种变化补充了夏季消耗掉的重要营养物质的供应。到了春天，随着阳光和温暖的空气开始融化池塘里的冰，这个过程发生了逆转。当表层融水达到3.89摄氏度时，其密度最大，这部分水开始下沉，池塘里的水再次循环起来，更多的氧气被带到深处，营养物质得到重新分配。这种秋季和春季的循环对整个池塘中的生命来说都至关重要。如果没有这种季节性的循环，水体深处就会缺氧，营养物质会在沉积物中沉淀，无法为水体中各层的生命所利用。最终，它们会死去，而整个池塘也将毫无生机。
在春季和秋季，池塘中水的循环将溶解的氧气带到较深的地方，并对营养物质进行重新分配
水的另一个迷人特性是它能够形成一层“表皮”。在一滴水上，你就可以看到这种现象：水滴的表面是弯曲的。这缘于水分子彼此互相联结，而不与周围的空气或水滴所处的物体表面联结。水分子之间的相互吸引也是池塘和水坑等形成“橡皮膜”般的表面的原因，这种自然形成的“蹦床”足以支撑起豉甲和水黾等昆虫，而蚊子幼虫（孑孓）和其他水栖生物则利用这层“表皮”下面的那一侧。
水的表面形成了一个“蹦床”，水黾可以在上面行走
水的许多特性使其独一无二，成为植物和动物不可或缺的生存要素。通过开展下面介绍的活动，你可以发现水的一些特性。
水没有气味和味道，是无色透明的。水是平凡的，也是非凡的。许多将水的研究作为毕生工作重点的科学家都是从简单的观察和问题开始的，这些简单的观察和问题引出了复杂的研究。你可以用水做一些有趣的事情，并在以下活动中探索它的特性。对水的每种特性的解释都是基于水分子的“行为”的，你可以写下自己如何理解每项调查中发生的事情。如果你觉得图表会有帮助的话，就加上图表。试着想出更多的调查活动来探究水的特性，你能把你的发现应用到水中动植物的研究上吗？
水是一种溶剂。许多种类的矿物质和其他营养成分通过雨水径流的方式被冲入池塘。这些物质不会沉淀在池塘底部，因为水是一种极好的溶剂，能够溶解许多矿物质，其中大部分可以被植物吸收，植物继而又被生活在水中的动物取食。
当一种物质溶于水时，该物质就会消失不见，水则保持澄清。在有些情况下，水虽澄清，但会呈现某种颜色。
在玻璃瓶中倒入三杯温水（大约700毫升），再放入一个茶包。当茶叶释出的分子填充水分子之间的空隙时，水就变成了茶色。像茶与水这样形成的混合物叫作溶液。
如果你在溶液中加入一些糖，糖分子就会填补水分子和茶叶释出的分子之间的空隙，你得到的新溶液是一种甜茶。它是澄清的吗？
有些物质不溶于水，而是以小颗粒的形式悬浮在水中。在悬浮液中，水不是澄清的。池塘和湖泊中的浑水是一种悬浮液，其中的泥土颗粒不溶于水。当你观察池塘、水坑、湖泊或溪流时，其中是否有悬浮物一目了然。如果水是清澈的，溶液中通常含有矿物质，但这并不容易确定。牛奶则是小液滴悬浮在水中形成的液液混合物，称作乳浊液。
茶叶中的一些分子释出，在被阳光加热了的水中溶解后，你就得到了“太阳茶”［1］
［1］ 这是一种起源于拉美地区的泡茶方式。——译者注
密度。密度是一个与我们的日常经验密切相关的科学概念。如果你有两个大小相同的实心木块（也可以是金属等其他材料），其中一块比另一块重，那么较重的那块的密度大。如果木块比相同体积的水重，它就会沉入水中。有些种类的木材（比如乌木）会下沉，而有些岩石（比如火山浮岩）会漂浮在水上。
溶解在水中的矿物质会使水的密度增大。例如，咸水的密度比同等体积的淡水的密度要大。温度对水的密度（重量）也有影响。在3.89摄氏度以上时，水温越高，水的密度就越小，或者说重量越轻。
在研究矿物质对水的密度的影响时，可以在半杯水中加入几汤匙食盐并搅拌，使食盐溶解。在大小和形状相同或相似的另一个玻璃杯中也倒入半杯水，并加入几滴食用色素。将盛有盐水的杯子倾斜，用滴管轻轻地往盐水中加入一些染了色的水，看看会发生什么。
下面研究温度对水的密度的影响。准备半杯热水和半杯冷水，在冷水中加入几滴食用色素。用滴管小心地往热水中加入一些染了色的冷水，看看会发生什么。水的温度是如何影响其密度的？
内聚力。使分子聚集在一起的力叫作内聚力。
我们比较一下酒精、肥皂水、植物油和自来水等一些常见液体的内聚力。准备4支滴管和一张大小约为10厘米 × 15厘米的蜡纸，用不同的滴管将上述的每种液体在蜡纸上滴一两滴，确保各种液滴的数量相同。哪种液体在蜡纸上形成的液滴最高？哪种液滴最低？各个液滴都是三维的。从侧面看时，可以看到液滴呈半球形或扁平的美式煎饼状，各不相同。如果液体有很强的内聚力，其液滴就会很高——几乎呈半球形。随着内聚力的减弱，液滴的形状就会趋于扁平。比较这些液滴，结果如何？水的内聚力相对于那几种液体而言如何？试着用诸如糖浆和蜂蜜之类的黏稠液体来做这个实验，结果与此前测试过的那些液体相比又如何呢？
在玻璃杯中装满水，但不要弄湿杯沿。用滴管非常小心地往玻璃杯中一滴一滴地加入更多的水，数一数滴入的水滴。你能在已经装满水的玻璃杯里再加入多少滴水？
最终，玻璃杯口上方会出现一个鼓起的水面。由于水分子的内聚力，水体的顶部形成了一层“表皮”，它阻止水向外溢出杯沿。
为了观察水分子间的内聚力被破坏时会发生什么，你需要一个装草莓用的那种小塑料筐（或者洗菜时所用的小号塑料沥水篮）。在洗碗盆里加入七八厘米深的水，把小塑料筐轻轻地放在水面上，看看发生了什么。然后往水里加几滴洗涤剂，看看又发生了什么。洗涤剂对水的表面张力有什么影响？洗涤剂会破坏水分子之间的内聚力，小塑料筐失去了使之漂浮在水面上的这种力时就会猛然沉下去。在洗衣机或洗碗机里，打破使水分子相互联结的内聚力是很有用的，更多的水分子可以使物体更加湿润。然而，这种效应在池塘和溪流中就不是那么有用了。塘水中的洗涤剂会对在其表面行走的昆虫产生不利影响，浮萍等浮水植物也会遇到同样的问题。洗涤剂会扰乱它们和其他生物的生命周期。
“橡皮膜”表面。一个炎热的夏日，我躺在一个小池塘的旧栈桥上。当俯视浑浊而又平静如镜的塘水时，我发现了一只长着长腿的昆虫在水面上移动。这个生物的每一只脚在水面上都仿佛形成了一个“酒窝”，它没有沉下去，也没有被弄湿。真有意思！后来，我了解到一种叫作表面张力的力可以让小昆虫在水面上滑行，这种力是由水分子的内聚力引起的。有些昆虫像鱼一样在水下游动，另一些则在水面上行走。在你看来，在水面上行走的昆虫与在水中游动的昆虫相比有优势吗？有没有劣势呢？
你可以用一个装着水的玻璃杯、一枚曲别针和一根缝衣针来测试水的“表皮”的强度。将曲别针折成L形，再把缝衣针放在L形的曲别针上，然后轻轻地将其放在水面上，小心地抽走曲别针。缝衣针浮起来了吗？你也可以试着直接用手放置缝衣针。另外，你能让曲别针也浮起来吗？假如这个玻璃杯是一个池塘或水坑，而缝衣针是一只划蝽或其他某种栖息在水面上的昆虫。现在，用一点洗涤剂来污染这个“池塘”，描述并解释发生了什么。这种行为对一个更大的生命系统来说又会造成怎样的连锁影响？
水分子有联结在一起的倾向，使得缝衣针能够漂浮在水面上
附着性。水分子不仅相互联结，而且会黏附在其他物体的分子上，这种特性叫作附着性。当从伤口上撕下创可贴时，你就能感受到附着力的作用。
蜂蜜、植物油和肥皂水等液体也会呈现出附着性。为了比较不同液体的附着性，你需要用蜡纸做一个斜面。在蜡纸底下衬一块硬纸板，再将它的一端用几本书垫高，这样就得到了一个斜面。在蜡纸斜面的顶端，将每一种液体滴上一滴，然后描述你看到的现象。是不是某种液体比其他液体流动得更快？画出各种液体沿斜面向下流动的路径。哪种液体具有最强的附着性？附着性最弱的又是哪一种？不妨拿其他液体也试一试。
毛细现象（毛细作用）。在一定条件下，附着力和内聚力共同作用的结果产生了毛细现象。临床化验医务人员在采集血液样本时就有赖于毛细现象。在操作中，医务人员用细玻璃管（毛细管）的尖端触及病人指尖上的一滴血，血液便一下子被吸进了细玻璃管中——这就是毛细现象。
毛细现象的存在是水在植物体内得以从根部通过极细的管道向上输送的原因之一，也是棉花等材料能够吸收液体的原因。
浸润液体在不同粗细的毛细管里上升的高度不同
在你探访的湿地和林地中，水的附着力与内聚力始终在发挥作用。在你的脚下，这种作用让水流入腐烂的落叶层中，然后穿过土壤，进入岩石的裂缝，处处影响着各种生物（如鸟兽、昆虫、植物、微生物等）的生存。
纸巾厂商的广告试图说服我们购买它的纸巾而不是其他品牌的纸巾，理由总是它的纸巾吸收液体的速度更快。你可以利用毛细现象来亲自验证这类广告的说法。从几种不同品牌的纸巾上剪取等长等宽（大约30厘米长、5厘米宽）的纸条，用胶带把这些纸条粘在桌子的边缘或厨房案台上方的橱柜上。取一个洗碗盆并装上水，将其放置在纸条下方，使得纸条的末端有2～5厘米浸在水中，确保这些纸条浸入水中的深度相同。水在每张纸条上到达的高度是多少？到达这一高度用了多长时间？你从这个实验中得到了什么结论？
观察植物如何利用毛细现象时，你需要一段带叶子的芹菜秆。从靠近根部的地方掰取一段芹菜秆，再用小刀切除断口上方大约5厘米长的一段。在玻璃杯中注入少量的水，添加足够的食用色素，制成颜色较深的溶液。将芹菜秆插入有色溶液里，你在一天之内就会看到染了色的水在芹菜秆中上升。毛细现象的存在是产生这种结果的原因之一。
蒸发与凝结。洒出去的水消失了，湿衣服在晾衣绳上晾干了，人行道上的积水也不见了，这种现象叫作蒸发。蒸发是液态水变成看不见的水蒸气的过程。
你可以通过在两个玻璃杯里加入半杯水来观察蒸发现象。用记号笔标出每个玻璃杯里的水位。把一个玻璃杯放在窗台上，另一个玻璃杯放在阴凉的地方，避免阳光照射。把两个玻璃杯放置几天，每天在它们的上面做一个记号，标明当天的水位。几天之后，两个玻璃杯中的水位有什么不同？水蒸发的速度是否因玻璃杯的放置位置不同而有所不同呢？
比较水的蒸发速度
| 天数 |
水位/厘米 |
|
|---|---|---|
| 1号玻璃杯（窗台上） |
2号玻璃杯（阴凉处） |
|
| 1 |
||
| 2 |
||
| 3 |
||
| 4 |
||
| 5 |
||
影响蒸发速度的一个因素是温度，你可以通过在炉子上加热水壶里的水大大加速蒸发的过程。液态水吸热后变成水蒸气，水蒸气本身是不可见的，只有在空气中凝结成小液滴时才变得可见。水蒸气接触较冷的空气时会形成微小的液滴。我们可以在壶嘴附近看到小液滴形成一团白色的水雾（或者说白汽）。
水蒸气凝结成水雾
水蒸气变成液态水的过程叫作凝结。凝结可以发生得很慢，也可以很快。如果你把一个温度相对较低的勺子放在壶嘴附近的水雾里，勺子上就会出现水滴。尝试这么做的时候，你要注意别让手指离水雾太近，否则你的手指可能会被烫伤。
水循环。如果你有一个水族箱，就可能见过水循环。随着水族箱里的水变暖，一些液态水会变成看不见的水蒸气。水蒸气接触水族箱顶部温度较低的盖子时会变成液态水，你可以看到盖子下面凝结的水滴。水蒸发或凝结的速度与其吸收或释放的热量成正比。
蒸发-凝结循环是一个至关重要的过程。在大尺度上，这是形成天气的主要因素，造成了雨、雪、云、飓风和龙卷风等。这个过程可以将水从海洋中搬运到池塘、河流与湖泊中。水从这些水体蒸发到空中时会形成云，云中的水蒸气凝结时会形成雨或雪等，这些水最终又会回到海洋中。这个过程会导致土地侵蚀、岩石风化，乃至沧海桑田般的地质变迁。
小溪、河流和海洋等中的水蒸发后会形成云，云中的水蒸气凝结后以雨或其他降水形式回到地面上
在较小的尺度上，每棵植物都会从土壤中吸取水分滋养叶子，然后通过蒸腾作用将水蒸气散发到空气中。在炎热的日子里，一棵大树一天能将多达1吨的水从土壤里转移到空气中。早晨你在草地上看到的露水来自前一天空气中的水蒸气，这些水蒸气经过夜间低温的冷却凝结成了液态水。一夜之间，成吨的水以凝结成露水的方式回到地面上，滋养了草木昆虫，减小了林地的温差。
夏天，从树上摘取一片较大的叶子，将它放进一个塑封袋中密封好。把塑封袋放在阳光充足的地方一到两天，你会看到袋子里出现水滴。
书名：我的第一堂自然探索课（第二辑）海边的秘密
ISBN：978-7-115-69341-9
本书由人民邮电出版社发行数字版。版权所有，侵权必究。
您购买的人民邮电出版社电子书仅供您个人使用，未经授权，不得以任何方式复制和传播本书内容。
我们愿意相信读者具有这样的良知和觉悟，与我们共同保护知识产权。
如果购买者有侵权行为，我们可能对该用户实施包括但不限于关闭该帐号等维权措施，并可能追究法律责任。
著 [ 美] 伊丽莎白·劳拉（Elizabeth Lawlor）
绘 [ 美] 帕特·阿彻（Pat Archer）
译 王吉申
责任编辑 刘 朋
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
网址 http://www.ptpress.com.cn
读者服务热线：(010)81055410
反盗版热线：(010)81055315
Discover Nature at the Seashore: Things to Know and Things to Do by Elizabeth Lawlor (Author) and Pat Archer (Illustrator)
Copyright©Rowman & Littlefield Publishing Group
Simplified Chinese edition copyright©2026 Posts & Telecom Press
Published by agreement with the Rowman & Littlefield Publishing Group through the Chinese Connection Agency, a division of Beijing XinGuangCanLan ShuKan Distribution Company Ltd., a.k.a Sino-Star.
碧海蓝天、细沙如缎的海滨是很多人梦想的旅游胜地。其实，海滨不仅有着多样化的环境，而且生活着许许多多奇妙的动物和植物，它们为适应那里的独特环境而采取不同的生存策略。
本书是《我的第一堂自然探索课（第二辑）》中的一册，以生动有趣的文字描述了那些生活在海边的野生生物，其中包括藤壶、海星、舟螺、紫贻贝、海藻、玉黍螺、招潮蟹、鲎、鱼类、东泥织纹螺、岸禽、泥沙蠕虫以及有关植物等。书中还介绍了大量实践活动，可以帮助你进一步了解这些野生生物的奇妙之处。
走进大自然，体验探索的乐趣。
作者带着最深切的思念，将这本书献给激励她前行的父亲——约翰• J.费伦，同时也献给她所挚爱的朋友和同事，以及鼓励她完成工作的弗朗西斯• X.劳勒博士。
曾有一个孩子，他每天往前走去。
看见最初的东西，他就变成了那个东西。
而在那一天，或那一天的某个时候，那个东西也变成了他的一部分，
甚至在很多很多年里，也可能在漫长的岁月里绵绵不绝。
丁香花变成了这个孩子的一部分，
青草，红色和白色的牵牛花，
地平线的尽头，飞翔的海鸦，盐沼和泥巴的芬芳，
这些都变成了那个每天往前走去的孩子的一部分。
他在不停地往前走去，
也会在将来的每一天，不停地走下去。
——沃尔特•惠特曼，《曾有一个孩子，他每天往前走去》（有改动）
这本书是为那些愿意亲近大自然的人量身打造的。它既包括知识的介绍，又说明了如何去身体力行。这本书的读者可以是青少年、家长、教师，以及其他生活在大海边、对植物和动物感兴趣或重拾兴趣的人。要开始了解大自然，我们就需要友好而又耐心的指导。这本书不是一本野外指南，而旨在将你带到知识和经验中去，让你更好地接受它们。当你读完这本书后，我希望你能感受到自身与潮间带的那些生命之间产生了微妙的联系。
除了最后三章，其余各章都会介绍一种或一类普通且容易找到的植物或动物，你将了解其在生物网中的特殊位置及其生活方式中最引人入胜的方面。这些内容总结了各个主题下科学研究所及的精华。每一章也介绍了一些可行的实践活动。通过这些实践活动，你可以亲自寻找特定的动植物，观察它们长什么样子，并了解它们的习性和生存方式。
海滨大致有三种类型的环境：岩岸、盐沼和滩涂、海滩。每一种类型的环境中都生活着不同的动物和植物。相应地，这本书的内容也分为三个主要部分。除了最后三章，在其余各章的前半部分，你将了解到某一种或某一类特定生物最重要的特征，其中包括科学家的一些惊人发现。你将学习到这些生物的俗名和学名。在这些章的后半部分，我们将介绍一系列自然观察和探索活动。在所有的学习方式中，这种通过亲自动手来探究动植物奥秘的方式显然是最重要的。通过这些活动，你才能真正地理解那些潮间带生物的方方面面，而这些知识是无论你读多少书都难以真正掌握的。
在阅读和探索的同时，你也会了解到在危机到来时那些潮间带生物群落是多么脆弱。你将不可避免地看到很多人为因素的影响。我希望你能对此有所思考，并且付出具体而实际的行动。这也正是人们（如蕾切尔•卡森）从察觉到担忧，然后为保护环境而采取行动的过程。我们还有很长的路要走。
你可以随意从本书的任一部分开始阅读。比如，如果你正在考虑去有岩石的海滨度假，那么可能需要了解一些关于藤壶、海星和海藻的知识。准备好后，你就可以读一读下面的内容——“你所需要的”。当你真正到达海滨后，可以随身携带这本书。在准备观察和探索之前先阅读相关内容，准备好需要用到的各种工具。各章都介绍了所需的工具和器材，你可以找到一些建议。最好像我在本书中建议的一样，随身带上一个笔记本。本书中也有一些空白的地方，供你记录相关信息。
我最大的希望就是阅读本书对你而言只是一个开始。在本书后面，我列出了参考文献，这些图书能帮助你学到比本书内容多得多的知识。从某种程度上说，等亲自踏入沼泽、走向滩涂、爬上低潮时的礁石或趴在沙丘上时，你能掌握比这些图书的内容加起来还要多的知识。当你真正开始学习时，大自然就是最好的导师。
千万不要光脚去岩岸和滩涂上进行探索。你应穿上运动鞋并系紧鞋带，以免它们陷进泥巴中而拔不出来。岩岸上有很多光滑的石头，你需要穿运动鞋来增大摩擦力，以防止滑倒。藤壶的锥形外壳有着像剃刀一样锋利的边缘，运动鞋也能保护你的脚不被划伤。有些人会戴上手套并穿好长裤，这也是为了防止被藤壶划伤。如果海水过于冰冷，你就不要穿运动鞋了，可以换成橡胶靴或者长筒靴。
长袖T恤衫可以很好地保护你不被那些生活在盐沼中的昆虫叮咬，不过最好不要选择蓝色衣服。一些研究指出，蓝色会吸引蚊虫。一顶轻便、可折叠的大檐帽可以遮挡烈日，也可以在你所观察的事物上投下利于观察的阴影。显而易见，如果一名探索者的装备中没有太阳镜和防晒霜，那就称不上完美。另外，别忘了带上一条毛巾。
在本书所介绍的内容中，你只需要一些非常简单的工具和器材就可以完成一些有趣的探索活动。不过，你还是要准备一套必要的基础工具。第一，你需要一个野外观察笔记本。我一般使用13厘米×18厘米大小的活页笔记本。第二，带上几支圆珠笔和铅笔。第三，很多野外探索活动需要对动植物进行测量，因此你最好准备一把15厘米长的软尺或者一把卷尺。第四，带上一个手持式放大镜。一些自然中心通常提供非常好用且价格也不高的手持式塑料放大镜。第五，你需要在基础工具中加入一个虫盒。这是一种透明的盒子，盖子上嵌有一个放大镜。虫盒非常适合观察跳钩虾和其他一些小型甲壳动物。用虫盒采集、保存以及观察这些小动物时，我们就不必用手去接触它们，也不会对其造成伤害。
所有这些工具都可以装进一个中号塑封袋中。你可以将这个装满工具的塑封袋放到背包里。
虽然一台双目显微镜不是必需品，但是它绝对能给你的探索活动增添不少乐趣。一些比较便宜的双目显微镜的成像质量不是特别好，所以你最好选择正规厂商生产的显微镜。你也会发现，在探索动植物的过程中，一台相机会使你产生更加浓厚的兴趣。
还有一些你可能偶尔需要而没必要包含在基础工具里的器材，如小桶、玻璃盘、塑料盒、不同大小的带盖子的瓶子、小秤、抄网、带秒针的手表、小棍、橡皮筋、砂纸、画板、防水记号笔等。
上面提到的笔记本非常有用，你可以用它轻松地记录在野外收集到的各种信息，也可以利用闲暇时间记下你在野外探索时的所思所想。这样的笔记本可以长久使用，也是用来整理野外照片的理想工具。
在我们认识任何一个国家的过程中，了解这个国家的历史是非常重要的。同样的道理也适用于认识一种自然环境。你将要到访的岩岸、盐沼、滩涂和海滩也有它们自己的历史，而其历史可能长达10万年。知道了它们的历史，更有助于你理解养育了众多动植物的某种特定环境。
当开始探索北美洲东北部或西北部的岩岸这种特殊的环境时，我们必须先想象一下，在数百万年前，火山活动孕育了含有闪亮的石英和云母的灰色花岗岩，以及作为岩岸主体的凝重的黑色玄武岩。很多地质构造都是从炽热的地球内部开始形成的。你所能看到的巨石都是很久以前地底深处熔化的岩浆冷却后在地表形成的碎片。
在数百万年的时光里，我们现在所能看到的那些被藻类和藤壶覆盖的花岗岩和玄武岩都曾经被埋藏在数千米深的地下。这些岩石的形成以及地壳上缓慢而又气势恢宏的板块运动，对探究潮间带生命的学生来说可能激发不出多大的兴趣。所以，我们去研究岩岸更近一些的历史。
科学家将地球的历史划分成了一系列单元，其中大单元叫作“代”，“代”又被划分为较短的“纪”，“纪”又被进一步划分为更短的“世”。我们所处的代是新生代，它从6600万年前开始。第四纪从大约258万年前开始，而最近的1.1万年属于全新世。我们所处的全新世的上一个“世”是更新世。正是在更新世这段时间里，岩岸逐渐形成，有了我们现今所能看到的精彩纷呈的样子。
更新世最重要的事件可能就是曾经覆盖大部分地表的大陆冰盖和高山冰川的周期性往复运动。虽然大陆冰盖的形成和运动机制基本上还是未解之谜，但是科学家可以通过研究现今仍然存在的冰川，观察它们如何切割土壤和岩石来构建模型。这些模型显示，北美洲冰川曾经的形成中心位于纽芬兰岛北方的拉布拉多地区、加拿大西北部的哈得孙湾西部地区，以及北极附近的巴芬岛、伊丽莎白岛、维多利亚岛等。随着这些地区冰川的增长，它们逐渐向南移动并融合，最后形成了那个时代最广阔的冰原。这些冰原覆盖了加拿大5000多千米宽的国土，并延伸到美国的中北部和东北部地区，最后向着海洋的方向发展，触及大西洋。
在谈及地球历史时，地质学家不再相信曾经只有一个冰盖出现并覆盖整个大陆，后来又消融了。现在，地质学家确信，北美洲在更新世至少发生了4次显著的冰进事件。一些证据进一步证明，在这些冰期之间还有一些冰盖消退的间冰期。地质学家认为，这些冰盖可能完全消退了两次或三次。
为了便于认知，这4次冰期分别被命名为内布拉斯加冰期、堪萨斯冰期、伊利诺伊冰期以及威斯康星冰期。前三个名字反映的是冰盖向南延伸所到达的最南端。最近的一次冰期以威斯康星州命名。在这里，科学家研究了马尼托沃克森林土层中的冰川沉积物。通过放射性碳测年的方法，科学家对倒木进行年代测定，揭示出这个地区的更新世冰期结束于大约1.1万年前。研究还表明，我们可能生活在一个间冰期中，而且这个间冰期要比历史上出现过的更早的间冰期寒冷许多。
更新世的冰盖在前进与消退的过程中会猛烈地摩擦和侵蚀地表，并将山顶和河岸上的植物与岩石构造撕碎。每一条冰川在行进路线上都会铲起大量土壤和石块，重塑上一次冰期留下的许多痕迹。这种四处蔓延的冰盖对地表的重塑效应的规模是巨大的，冰盖的厚度可超过1600米，每立方千米重约10亿吨。地壳具有一定的弹性。冰盖最初形成于今天的加拿大并向四周推进。在如此巨大的重压之下，地表会下陷。
在更新世冰盖最近的消退过程中，融化的水将冰盖在地表上压出的凹陷填满，一些池塘和湖泊就此形成。同时，大量冰川融水汇入海洋，使得海平面上升了上百米。随着海平面升高，山丘和山谷被淹没。
北美洲东北部的海岸线经过美国的新罕布什尔州、缅因州以及加拿大的一些沿海省份，因在广阔的水域中分布着大量岛屿而闻名。
当水手在迷雾笼罩的花岗岩迷宫中航行时，曾经高耸的山丘和无数的山梁成为了他们最可怕的噩梦。这些山丘和山梁遭到了冰川的侵蚀，一度被上升的海平面所淹没。这种岩岸的另一个地质学特征就是大小海湾非常多，比如卡斯科湾和芬迪湾。在河流冲刷出的入海口，海水像一只向内陆伸展的手一样，不断倒灌，侵蚀海岸，从而形成了这些海湾。
非常多的因素共同塑造了北美洲东北部岩岸不规则的地质构造，其中包括冰川的侵蚀、地壳的可塑性，以及那些地表的凹陷被上涨的海水淹没的过程。考虑到这些因素，科学家喜欢用“淹没岸”这个名词来称呼这类海岸。
北美洲西部海岸也属于淹没岸，冰盖融化后这里也被上涨的海水淹没过，不过它并不是由于冰川的直接作用而形成的。西部海岸的形成是火山活动以及太平洋板块和北美洲板块碰撞、挤压的结果。这些构造过程之壮观，可以显著地体现在一些近期发生的事件中，比如圣海伦斯火山的喷发、阿拉斯加和加利福尼亚的剧烈地震。
如果你站在岩岸的悬崖上向下望，最直接的印象是这里十分荒凉、崎岖，只有为数不多的生物栖居其中，比如脚边的岩石上的花花绿绿的地衣。这里的松树和云杉上挂满了浓密的、像蜘蛛网一样的垂线式松萝（Usnea filipendula）。除此之外，在这片贫瘠的土地上唯一看上去像生物的东西就是那些突出于地表的花岗岩了。不过，接下来你将认识到岩岸也可以有极高的生物多样性。
粗犷的岬角以及成千上万的洞穴和海湾沿岩岸分布，那里生活着各种生物。坚硬、耐腐蚀的花岗岩为大量生物提供了栖息的场所。一些生物则在小型岩石上和缝隙中安家，它们在潮汐水流的奔涌和狂涛巨浪的拍击下艰难地生存。
潮汐涨落时，水位落差最大可达12米，不过一般为3～6米。在特定的物理条件（比如是否暴露在风和阳光下，一个区域被海水淹没的时间有多长，温度和盐度如何，等等）下，一定规模的潮汐活动会形成一段变化多端的潮间带。在这里生活的生物能够适应各种不同的环境，并且在生活方式上表现出非常高的多样性。在接下来的内容中，你将了解到在潮间带中生活的许多生物，它们虽然过着比较隐蔽的生活，却格外引人注目且非常顽强。
在探索岩岸的时候，可以试着找一找本书没有介绍的一些生物。你将看到一些黏糊糊的生物，比如海葡萄、星座短腹海鞘（Aplidium constellatum，英文俗名为norther sea pork，意为“北方海猪”），以及一些其他种类的海鞘。再找找它们的天敌，比如蜗牛的海中亲戚——海蛞蝓。岩石、海藻和螺壳上时常附生着一些体形小巧、结构精妙的动物，以及生命力顽强的蠕虫。关于这些在岩岸上附着和爬行的生物，我可以把名单继续罗列下去，但你为何不去亲自探寻它们如何生活、互相依赖，了解它们各种各样的生活习性是如何编织出一幅精美绝伦的画卷的呢？
在岩岸上，藤壶是一类几乎无处不在的附生动物。它们会附着在船底上，给人们带来很多麻烦，因此水手在航行之前往往需要将船底清洗干净。除此之外，喜欢到海滩上光着脚赶海的人们也对藤壶相当熟悉。也许你曾经被藤壶外壳非常锋利的边缘划伤过，而这样的伤口愈合起来非常缓慢。
长久以来，这种非常有趣、隐匿在潮间带的动物受到了一些不实的毁谤。如果你非常仔细地近距离观察这种小动物，它们的一些奇妙特征以及对极度恶劣的环境的成功适应将令你叹为观止。它们之所以能这么成功地适应环境是因为它们采取了一些有趣的生存策略。
藤壶的成体会从海水中摄取碳酸钙，然后将其分泌出来形成坚硬的外壳，把自己的肉体牢牢地包围住。这样的“堡垒”呈锥形，很结实，看起来像一座小小的火山。这座“小火山”的“火山口”覆盖着两对可以移动的壳板，它们由锥体内部的肌肉控制。这些肌肉可以将壳板打开，以便藤壶取食、繁殖；也可以将其合上来保护内部柔软的肉体，使其免受捕食者的攻击和低潮时烈日的炙烤。
藤壶内部构造示意图（简化）
在过去的几个世纪中，藤壶由于拥有坚硬的碳酸钙外壳，曾一度被认为是某种软体动物，是贻贝、海螺和蛤蜊的近缘物种。然而在大约100年前，通过对成体的特征和幼体的发育进行细致研究，人们才知道藤壶其实是一类甲壳动物，它们与螃蟹和龙虾的亲缘关系更近。在藤壶的发育过程中，由卵孵化出来的幼体在大海中随波逐流，这个阶段的幼年藤壶被称为无节幼体。在显微镜或者高倍手持式放大镜下观察，我们可以看到这个阶段的藤壶幼体呈泪珠状，有三对足、一对大眼睛和一对触角。在这个阶段，藤壶与其他甲壳动物的亲缘关系一目了然。
藤壶发育的不同阶段
藤壶是一种雌雄同体的动物，也就是说一个个体既是雄性又是雌性。不过通常来说，它们不会自体受精。从生物学的角度来说，自体受精这种繁殖方式是只有在一个藤壶个体被与同一个物种的其他个体隔绝开来时才会发生的绝望举动。在这样的特殊情况下，藤壶只有通过自体受精才能保证族群的延续。
在藤壶的受精过程中，通常一只扮演雄性角色的藤壶伸出一根细长的管子，将其插入另一只邻近的藤壶壳体中，然后将精子送入。受精卵会在后者的体内发育。孵化后，可以游动的无节幼体会被释放出去，然后加入海洋浮游生物大军中，自寻生路。每只藤壶一次能向水中释放数百万只无节幼体，然而它们之中只有很少的一部分才能长到成年。
无节幼体非常能吃，却不是游泳健将。在这个阶段，它们唯一的生活目标就是不断地吃和生长，积累能量。生长几周之后，它们会重新改造自己的身体，进入下一个生长阶段——腺介幼体。在这个全新的阶段里，借助上一阶段积累的充足能量，腺介幼体会全力以赴寻找一个落脚点，然后开始打造自己的“堡垒”。在寻找过程中，腺介幼体头向下四处爬行，用一对感觉灵敏的触角不断探索岩岸。一个建立起来的成熟藤壶群体会向外释放一些腺介幼体可以感知到的化学物质。对于腺介幼体来说，接收到这种化学信号至关重要，因为加入大的群体意味着拥有更好的繁殖机会。
进食中的藤壶
找到合适的环境之后，腺介幼体的触角末端会像吸盘一样将其头部固着在岩石、船体或其他牢固的表面上。此后，它们会开始建造外壳。对自食其力的建造者来说，这样的建造过程要消耗巨大的能量。腺介幼体会不断地消耗它们在无节幼体阶段积累下来的碳酸钙。腺介幼体触角基部的腺体会不断地分泌含有碳酸钙的混合物，其中还含有一些遇水凝固的蛋白质。在物体表面上固着下来以后，它们一生都不会再离开那里了。这种神奇的“胶水”让很多领域的研究者都非常感兴趣，尤其是牙科领域。在固着大约12小时以后，腺介幼体会开始最后一次变态（形态上发生改变）。在变态过程中，腺介幼体的6对和其他甲壳动物相似的分节附肢逐渐变成了取食用的蔓肢。这些像羽毛一样的蔓肢上有非常多的细毛，这也是藤壶又被称作“蔓足类动物”［英文名称为“cirriped”，源自拉丁语中的“cirrus”（意为“像毛发一样的”）和“pedis”（意为“足”）］的原因。在最后的这个阶段中，年幼的藤壶会开始建造我们所熟悉的锥形外壳，以保护自己的柔软身体。选择在坚硬的物体上附着的藤壶是世界上唯一营固着生活的甲壳动物。
涨潮时，海水会将藤壶淹没。这时，它们会将锥体顶端开口处可以活动的壳板（背板和盾板）打开。随后，它们会将多毛的蔓肢伸到锥体外，有韵律地随着水流摆动，像渔网一样拦截海水中的浮游生物并将它们送到嘴里吃掉。据研究人员的估算，藤壶的蔓肢在1分钟内可以伸缩大约140次。
几小时后，潮水逐渐消退。为了避免被夏天的烈日炙烤或者冬天的寒风冻结，藤壶会将壳板关闭起来，背板和盾板合上时通常会发出“啪”的一声。壳板关闭后，藤壶可以忍受很长时间的干旱、雨水冲刷或者寒冷侵袭。
博物学家路易斯·阿加西斯和托马斯·赫胥黎将藤壶描述为“一种像虾一样的动物，它们头朝下居住在石灰岩质的外壳中，将食物不断地送到嘴里”。其他一些学者的描述可能就没有这么客观了。无论如何，当见到潮间带中像地毯一样铺满每一块岩石的藤壶群落时，你还是能直观地感受到它们多么成功地适应了环境。
虽然藤壶的防御手段非常强大，但是它们还是无法逃脱捕食者的攻击。对于一些生物来说，数量庞大的藤壶意味着充足的营养和能量来源。在潮间带的低矮区域，藤壶会被很多软体动物（如狗岩螺和海星等）捕食。在太平洋岩岸上，钻蚝螺（尾喇叭螺）会捕食藤壶。很多种类的鱼具有强壮的上下颌，能咬碎藤壶的外壳。你也许能见到鹬将尖细的喙戳进藤壶的壳里吃肉。蛎鹬是一种喜欢取食潮间带中的藤壶的涉禽。因此，藤壶在食物链中成为了一个重要的环节，它们作为能量的中间载体，将能量从浮游生物转移到脊椎动物中去。
在何处寻找藤壶？藤壶生活在有大量岩石分布的潮间带。在低潮时，岩石会从水面下露出来，你可以在长满黏滑的蓝绿色藻类的深色区域下方看到一个明显的白色带状区域。仔细观察这个白色区域，你就能找到大量藤壶。潮间带的小石块和巨石是各种动植物的家园。注意观察藤壶生长的位置，在你的笔记本上画下藤壶和其他生物形成的带状区域的相对位置。（见本章注解1。）
在其他地方也可以找到藤壶，比如码头和船坞。在这些地方，藤壶是否和在潮间带中一样，生长在同样的相对位置呢？你能否在这里发现和潮间带的岩石上相同的动物和藻类？将与藤壶共同生活在码头上的动物列表记录下来。你有没有发现藤壶生长在其他地方，比如贻贝的壳上？
观察藤壶的结构适应性。找到一个有大量藤壶聚集的地方。因为它们如此拥挤地生活在一起，“人口”问题就显得异常突出，不过它们自有妙招来缓解压力。你有没有发现非常密集的藤壶群体中个体的形状有一些特殊之处？这就是一些藤壶在身体结构上做出的调整。（见本章注解2。）
观察藤壶的外部形态。找到一只附着在岩石或贝壳上、形态完好的藤壶并将其取下，然后用手持式放大镜仔细进行观察。你能看到锥体的内部吗？藤壶的壳板是否处于关闭状态？外壳是白色的还是绿色的？上面有没有藻类生长？外壳是否被水中溶解的一些物质染上了颜色？外壳的表面是光滑的还是凹凸不平的？仔细观察一下锥体顶端的壳板。借助手持式放大镜，数一数壳口处有几块壳板？在笔记本上画下藤壶的外形，并记录其外壳侧面和锥口处壳板的数量。
现在，你已经非常仔细地观察了一只藤壶的外形。再看一看其他个体，你发现它们在颜色、形状、纹理以及壳板数量上有什么不同呢？一般来说，由于藤壶特殊的繁殖策略，不同的物种会形成分离的群体。你能发现多少种藤壶？在你的野外观察笔记本上记录对不同种类的藤壶的观察结果并画出其外部结构图。各种不同的藤壶分别生活在潮间带的哪些区域？在记录的时候，不要忽略藤壶在岩岸上生活的特定位置。那里是直接暴露在海浪的冲刷之下还是被海湾或河口保护起来？此外，还要记下这些地方的名字，以便有必要时再次寻访。
在大西洋和太平洋沿岸，有很多种藤壶栖居。带上合适的野外指南，看一看你能发现多少种藤壶吧。带上几位朋友，还能增添不少乐趣。
藤壶的取食行为。藤壶以一种非常特殊的方式取食。找到一块长有几只藤壶的石头，将它放到装满海水的水桶中。几分钟后，这些藤壶就会开始取食。你发现了什么？用手持式放大镜仔细观察藤壶纤细的“足”，并描述一下它们在取食时的动作。在取食过程中，盖住锥体开口的壳板发挥了什么作用？
潮汐对藤壶取食行为的影响。藤壶是在被潮水淹没时一直不停地取食，还是仅仅在潮位最高的时候才取食呢？选择一个时间充裕的日子，提前了解一下当地新闻里有关高潮何时出现的信息。在潮水达到平均高度时，找到一些长有藤壶的石头。在潮水将这些石头淹没前的一小时，把它们放到装满海水的水桶里。藤壶何时开始取食？它们是不是机会主义者，一有机会就开始拦截浮游生物？它们只在高潮时才取食吗？
水温与取食频率。水温会对很多海洋生物的方方面面产生影响。举个例子，合适的温度是促使藤壶开始繁殖的因素之一。水温又是如何影响藤壶的取食频率的呢？你可以观察一下藤壶伸出和缩回蔓肢的时间间隔（体现了其取食频率）。潮间带的水塘是观察藤壶的这种行为的好地方，因为即使在低潮期间，其中也充满了海水。在潮水开始退去时，用温度计测量一下水塘里的水温。
在每次测量水温后，记录该温度下藤壶每分钟伸出和缩回蔓肢拦截浮游生物的次数。你可以用手表计时，连续观察15秒，然后将观察到的藤壶取食的次数乘以4。重复4次这样的操作，然后计算出某一特定水温下藤壶的平均取食频率。同一个水塘中的另一种藤壶的取食频率是否相同？
水温对藤壶的取食频率的影响
| 水温 |
每分钟取食次数（测量4次） |
该温度下的平均取食频率 |
|---|---|---|
| ， ， ， |
||
| ， ， ， |
||
| ， ， ， |
||
| ， ， ， |
||
| 地点： 日期： 天气： |
||
一段时间后，再次测量水塘中的水温。你怎么解释水温的变化？在新的水温下，重复刚才的操作，再次计算藤壶的平均取食频率。在水温逐渐升高的过程中，选择几个温度值进行记录和计算。根据这些数据，想一想水温和藤壶的取食频率之间有什么关系。
盐度与取食频率。在岩岸附近找一条内陆河进入海洋的入海口。用小桶从那里取一些混合水（淡水和咸水的混合物），将带有藤壶的石头放入其中。藤壶在混合水中的取食频率是否和咸水中的取食频率一样呢？
其他影响取食频率的因素。哪些因素也会影响藤壶的取食频率呢？（见本章注解3。）在你所观察的藤壶取食时，在它们的上方挡住光线，投下一片阴影。这时发生了什么？藤壶的这种行为是否属于自我保护？把一些藤壶碾碎，将流出的液体用医用滴管滴在正在取食的藤壶旁边。这时发生了什么？你觉得藤壶的这种行为对其自身有什么好处呢？
藤壶生物群落的演替。演替是生物群落中的一种可预测的发展变化过程。这个重要的生态学规律同样适用于潮间带，在藤壶生物群落中可以被很轻松地观察到。3～6月是在岩岸边探究藤壶生物群落演替的最佳时间。
寻找一块面积大约为0.4平方米的岩石表面。将在这里生长的藻类、海草和动物清理干净。你可以用几滴指甲油将这个区域的边界标记出来。每周过去检查一下这个区域，记录下发生的变化。下表可以帮助你整理数据。记录下这个区域的位置。这个区域是处于潮水冲击区还是位于岩石环绕的浅湾之中？
岩石表面的藻类、海草和动物的演替
| 日期 |
藤壶的数量 |
藻类和海草的种类与数量 |
其他动物的种类和数量 |
|---|---|---|---|
| 地点： 天气情况： 季节： |
|||
新生的藤壶有多大？它们从哪里来？它们是如何来到这里的？这里生长有哪些海草？
在你所研究的区域内，哪些动物和海草会与藤壶争夺生存空间？
壳体和活动壳板的化学组成。为了搞清楚藤壶的锥形壳体和活动壳板的化学组成，我们可以用滴管滴一点乙酸（醋）在那里，然后用手持式放大镜仔细观察发生了什么现象。（见本章注解4。）
1．潮间带的生命带。在岩岸上，藤壶比较喜欢聚集在潮间带靠近中央的较高区域。这个区域之下是岩石上的海藻，再往下是贻贝。在比藤壶生活的区域还高的深色区域，玉黍螺钻到岩石的缝隙中，以抵御潮水的冲击。
2．在拥挤的生活中产生的结构适应性。在充足的空间中生长的藤壶一般都具有典型的火山锥形外壳。不过，当它们挤在一起生长时，每个个体都会尽量长得细长，不在岩石表面占用过多的面积。对藤壶来说，这是一个对狭小空间的非常自然的适应。
3．影响取食频率的因素。除了前面介绍的之外，还有很多因素会影响藤壶的取食频率。毫无疑问，水体中食物的含量是一个至关重要的影响因素。水的含氧量也是一个重要因素。因此，在研究藤壶的取食频率时，这些限制性的因素会让实际情况变得十分复杂。
4．酸度测试。碳酸钙在遇到乙酸等酸性物质时会释放二氧化碳。这时，你能看到有密集的气泡产生。
书名：我的第一堂自然探索课（第二辑）郊野的召唤
ISBN：978-7-115-69341-9
本书由人民邮电出版社发行数字版。版权所有，侵权必究。
您购买的人民邮电出版社电子书仅供您个人使用，未经授权，不得以任何方式复制和传播本书内容。
我们愿意相信读者具有这样的良知和觉悟，与我们共同保护知识产权。
如果购买者有侵权行为，我们可能对该用户实施包括但不限于关闭该帐号等维权措施，并可能追究法律责任。
著 [美]伊丽莎白·劳拉（Elizabeth Lawlor）
绘 [美]帕特·阿彻（Pat Archer）
译 颜 宁 孙 滢 杨 蕊
责任编辑 刘 朋
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
网址 http://www.ptpress.com.cn
读者服务热线：(010)81055410
反盗版热线：(010)81055315
Discover Nature Close to Home: Things to Know and Things to Do by Elizabeth Lawlor (Author) and Pat Archer (Illustrator)
Copyright©Rowman & Littlefield Publishing Group
Simplified Chinese edition copyright©2026 Posts & Telecom Press
Published by agreement with the Rowman & Littlefield Publishing Group through the Chinese Connection Agency, a division of Beijing XinGuangCanLan ShuKan Distribution Company Ltd., a.k.a Sino-Star.
很多人喜欢在闲暇时间到郊野游玩，放松心情，领略大自然的风光。其实，那里也是众多生物的乐园，有的能引起你的注意，有的躲在隐蔽的角落里。
本书是《我的第一堂自然探索课（第二辑）》中的一册，以生动有趣的文字描述了那些生活在郊野中的野生生物，其中包括落叶树、松科树木、灰松鼠、椋鸟、野花、虫瘿、地衣、藤本植物、花栗鼠、蜘蛛、蜈蚣、马陆、真菌、蚂蚁以及蚯蚓等。书中还介绍了大量实践活动，可以帮助你进一步了解这些野生生物的奇妙之处。
走进大自然，体验探索的乐趣。
如果你渴望深入了解身边的动植物，那么这本书就是为你而写的。本书侧重于认知与行动，它面向的是青少年、家长、教师，以及所有对我们周围的世界充满好奇或重新燃起兴趣的人。
作为一位博物学家，我明白初次踏入自然界的人需要友好和耐心的引导。因此，本书的每一章都以此为出发点，向你介绍一些常见且易于发现的植物、动物或真菌。你将了解它们在生态系统中的独特地位，以及它们引人入胜的生活习性。
更重要的是，每一章都提供了丰富的活动建议，引导你观察这些生物的生存方式。你将能够亲自探索这些生物的栖息地、外形、行为和生存技巧。举例来说，如果你计划前往北方的森林度假，可以先阅读关于松科植物、灰松鼠和花栗鼠的章节，并按照建议准备行装。别忘了随身携带一本野外观察笔记本，记录下你的发现。
我希望你能明白这本书只是你的大自然探索之旅的起点。当你漫步林间、穿越田野、徜徉在草地上或探索自家后院时，将不断超越书本讲述给你的知识。因为真正的向导并不是文字阅读，而是你与大自然的亲密接触。
为了积极参与本书中提出的实践活动，你需要一些基础工具，其中包括一个野外观察笔记本，我一般使用的是13厘米×18厘米的活页记事本。此外，备上几支圆珠笔和铅笔。考虑到有些探索项目可能需要测量，所以一把15厘米的软尺也是必不可少的。再添置一个手持式放大镜。你也可以购买一个由电池供电的、带照明功能的手持式放大镜（30倍），其价格适中。另外，你可能需要一个虫盒，那是一种用丙烯酸制作的透明的小盒子，盖子上固定有一个放大镜。对于捕捉蟹蛛、水疱甲虫、蚂蚁和其他小动物来说，这是一种使用起来非常方便的工具。有了它，你可以在不伤害和触碰小动物的情况下捕捉、观察和研究它们。在你的工具袋里也要备上一把小刀，你可以用它切割蘑菇、打开种子，以及完成其他任务。
你可以把这些工具轻松地放进一个中号塑封袋中，然后将其放在背包、自行车筐或汽车后备箱中。
尽管不是必需的，但配备一副望远镜能够极大地增添探索的乐趣。如今市面上有许多性价比很高的双筒望远镜可供选择。另一种有用的工具是相机，它可以帮助你记录观察结果。
此外，一些活动可能需要你准备桶、带盖子的玻璃罐、秒表、棍子、细绳和指南针等。你需要详细记录自己在实地观察中收集的信息。这不仅能够帮助你查找信息，还能促使你思考探索过程中出现的问题。如果你想要深入地了解更多的信息，可以查阅野外指南和其他参考书。
在观察和研究生物群落的过程中，你将意识到它们是多么脆弱，人类活动会不可避免地对它们造成一定的影响。我希望你能以具体的方式关注这些问题。这种关注可以促使环境发生变化。我们还有很长的路要走，但只有通过持续的努力和关注，我们才能为地球的未来做出积极的贡献。
森林中，高大乔木的顶端枝繁叶茂、纵横交错，形成了一把把天然的大伞，保护着底层植被的生长。盛夏时节，当漫步于森林中时，你就会观察到这种遮天蔽日的景象。林间因高冠树木的遮盖而形成了凉爽、潮湿的环境。高耸的林冠遮挡住了矮小的树木、灌丛以及其他脆弱的植被，保护它们免受烈日的炙烤和足以击垮它们的倾盆大雨的侵袭。
这些低矮的植被在生长过程中会排出大量的水蒸气，而林冠的存在则有效地阻止了水分蒸发到大气中，使得林地植物和土壤中的微生物得以利用这些保留下来的水分。
即使你没有居住在森林里，当你走在绿树成荫的街道上时也能感同身受。枫树、梣叶槭、橡树以及其他高耸的树木都可以形成这样茂密的林冠。有时形成的林冠过于茂密，能分享给下层的杂草和灌木的阳光就很少了。适者生存，这也是森林的一种真实写照。
林冠是大量哺乳动物、鸟类以及昆虫的重要栖息地。许多生活在树上的动物常常到树下寻找食物，然后返回树上抚养后代，这样能够有效地躲避捕食者。
在接下来的章节中，你将会看到一些在你的身边能够形成林冠的树木，以及依靠林冠生存的一些鸟类和其他动物。
静静矗立的树木象征着生命的不朽，这是因为它们承载着隐藏在坚硬树皮下的珍贵历史，同时也是因为它们能够存活较长时间，并积极地响应周边环境的变化。得益于树木研究者（专门研究树木的学者）的耐心和努力，我们现在才能够了解早在公元前6000年就发生的一些事情。
树木的显著特征之一是其内部形成的同心圆结构—年轮。这些年轮图案在一些落叶树上非常明显，也更容易研究，因为每年秋季它们的树叶都会脱落，树木变得光秃秃的，停止生长，使得年轮十分清晰。
在一棵被砍倒的树残留的树桩上，你可以看到这些同心圆结构，它们能形成那些常见于精美家具上的木纹图案。
达•芬奇是第一个将年轮与树龄联系起来的人，但直到20世纪末，年轮的形成机制才逐渐清晰。1901年，道格拉斯对树木的年轮进行了首次系统分析。他在这一领域里做了大量工作，为我们了解树木的生长方式做出了巨大的贡献。
一棵树可以在水平和竖直两个方向上生长，既能长高又能变粗。在竖直方向上，根尖向下延伸，顶芽向上生长。人们在这些部位发现了精巧的发育组织—分生组织。当受到激素的刺激时，分生组织就会开始发育，促使树枝和树根分别向上和向下延伸。同时，树干也会随之长高变粗。负责向四周生长的组织—形成层隐藏在树皮之下，仅有两三层细胞。形成层分布于整棵树的各个部位。从最小的细根到最纤细的分枝，我们都能找到形成层。通过形成层的作用，树的所有部分都会变得更加粗壮。
那么，这两个方向上的生长是如何进行的呢？随着冬季的结束，逐渐延长的日照时间会刺激分生组织产生植物生长素、赤霉素等植物激素。分生组织是位于小枝末端的未分化的发育组织，主要存在于叶芽中。这些激素的作用是使细胞持续生长和分化，从而促进小枝变长。在根部末端，类似的过程也会促进根系的生长。
同时，小枝中产生的生长素会刺激形成层增厚，推动外层细胞向外扩张。几周后，这些细胞成熟并停止分化。在纤维素的固化作用下，这些成熟的细胞开始变硬，特化成负责输送营养的中空管道—韧皮部。
韧皮部负责将绿叶中产生的碳水化合物运送到树枝、树干和根部。随着韧皮部细胞的老化，新生细胞会取代它们并将其推向树木的外层。老化的韧皮部细胞最终会变成外层树皮的一部分。在放大镜的帮助下，你有时能够在刚砍倒的原木上看到外层树皮内部有一圈黑点，那就是生长中的韧皮部。
韧皮部和木质部都具有管道系统，可以向树木的各个部分输送碳水化合物和水分等
形成层不仅向树木表面发展，还向内部发展出另一套精密的管道系统，这种微小的管道系统称为木质部。木质部的作用是将土壤中的水分和营养物质输送到树木的营养器官中。在春季，生长素分泌旺盛，新形成的木质部细胞大，细胞壁薄。这些新形成的木质部称为春材或早材，是年轮中颜色较浅的部分。
到了夏季，形成层不再分泌生长素。因为缺少生长素的刺激，形成层细胞较小，细胞壁厚。这些细胞的颜色比春季生长素分泌旺盛时产生的木质部细胞的颜色要深，这部分结构称为晚材。年复一年，早材和晚材相互交替，形成了深浅不一、呈环状分布的年轮。到了秋季，树木的生长速度放缓，形成层中老化的细胞死亡，被木质素以及其他能够增强硬度的物质所取代。这些木质部细胞最终形成了没有活力的心材，占树木体积的99%。
在部分落叶树中，环状的年轮并不容易辨认。而在松柏（如松属和云杉属等结球果的树木）中，年轮往往清晰易辨。
在过去的20年里，树木学研究已经取得了巨大进展。通过交叉定年技术，研究人员能够建立气候图谱，以此确定某个地区的气候是否正常。植物学家也可以利用交叉定年技术建立不同的模型，研究干旱周期和酸雨对树木生长的影响。最近的研究表明，树木中微量金属元素（如铁、铝、钛、铜等）的存在可能有助于监测空气污染程度。
北美生长着1000多种落叶树。下列活动能够帮助你更好地了解落叶树及其生长方式。
家庭后院、公园和高尔夫球场都是进行树木观察和研究的理想场所。不过，最好一次只专注于研究少数几种类型的树。
与查看树皮、花朵或者植株外形相比，通过观察叶子鉴别树木更加简单。因此，我们需要在树叶繁茂的季节开展研究。
树和树叶。首先，了解各种树叶的大小和形状是观察树木的第一步。挑选一些差异明显的树，观察它们的叶片的形状，如圆形、心形、椭圆形、披针形、卵形、菱形、三角形等。
叶片是否具有叶裂？叶缘是锯齿状（或齿状）的、重锯齿状（锯齿边缘又有锯齿）的还是平滑的？叶缘呈波状吗？在观察中，你也许会发现某些叶片的形状和叶缘形态是比较常见的。
鉴别树最简捷的方式是判断树叶的形态（某些树叶并未按照真实比例描绘）
叶子是如何在树枝上排列的？它们是相对排列（即对生）还是交替排列（即互生），或者像车轮一样呈辐射状排列（即轮生）？叶子的哪种排列方式最常见？
树叶的3种排列方式
这些叶子是单叶（即每个叶柄上只有一个叶片）还是复叶（即一个叶柄上具有两个或两个以上完全独立的叶片）？
单叶和复叶
叶片的表面是光滑还是粗糙？叶面是否有绒毛？叶片正、背面的颜色和质地是否相同？
树和树形。尽管仅凭树的外形很难准确地判断其种类，但是许多树确实具有一些独特而显著的外形特征。为了观察树的真实形态，最好选择生长在开阔地带的树。相对于那些生长在道路两旁和树林里的树，它们的树冠会展现出更为典型的形态特征。
选定一棵树进行观察，判断它是否像糙皮山核桃那样具有紧凑型树冠（树枝离主干很近，树冠呈长椭球形），或者像弗吉尼亚栎那样具有宽阔的树冠，或者像榆树那样像倒置的窄口花瓶，或者像垂柳一样，树枝沿主干向外伸展一定距离后再垂下来？
生长在开阔地带的树具有容易辨认的典型形态特征
风向的影响。在野外生长的树通常都会朝一个特定的方向弯曲。盛行的夏季风会对树冠的生长方向产生一定的影响。观察你所在地区的树，看其树冠是否都朝同一个方向弯曲，判断树冠的弯曲方向是否与夏季风的来向一致。
秋季的盛典。从8月初开始，许多落叶树会换上独特的“秋装”。观察一下树冠或树的某一侧是不是开始呈现黄色、橙色或红色等颜色。若树从某一侧开始换装，那么它们具体又是从哪个方向开始的呢？
观察几种不同类型的树改变颜色的过程，并将其变化模式绘制成图表。记录某一种树的颜色发生变化所用的时间，并比较它与其他树所用的时间是否一样。
某一种变色模式适用于同一种树的全部个体吗？变色过程和阳光的照射有关系吗？不同类型的树会呈现不同的变色模式吗？（见本章注解1。）
欣赏奇妙的秋季色彩变化
根据这些树形轮廓绘制秋季色彩变化图谱
尽可能多地收集当地树木的类型，并用表格记录每种树木出现的次数。你可以先借助野外指南来辨认树木的类型。如果你无法准确地辨认某种树木，则可以简单地描述其叶子的形态。
某地区树木统计表
| 树木类型 |
所调查范围内树木的数量 |
|---|---|
| 白橡 |
|
| 一球悬铃木 |
|
| 北美枫香 |
|
| 黄金树 |
|
| 美洲椴 |
接下来将表格中的这些信息转化成直方图。直方图不仅可以用来记录不同类型的树木，还可以显示每种树木的具体数量。对于野外生物学家来说，直方图是研究特定栖息地内物种分布的有效工具。
利用表格中的信息绘制你自己的直方图，然后向你的朋友们展示你绘制的直方图，并与他们所在地区的树木统计数据进行比较，看看有什么不同。
某地区树木分布直方图
一棵树的档案。为某棵树创建一份专属的档案。你可以在全年的不同时段用相机对所观察的树进行拍照，记录它的花、果实、叶子以及树皮的变化。你可能会认为所有的树皮都是相似的，但是当你能够通过树皮识别某种树的时候，你会惊讶于它的独特之处。当然，别忘了把树生长的具体地理位置和拍照时间一并记录下来。
独特的树皮形态有助于你辨别树木的种类。糙皮山核桃的树皮是灰色的，并伴有长条状裂纹。一球悬铃木的树干上有树皮脱落后留下的光滑的板块状痕迹。黄桦的树皮光滑，一些树皮脱落后变成银黄色，附着在树干上，呈卷曲状
树有多高？测量一棵树的高度时，需要用到直角三角形和卷尺，而且需要足够的观测空间。这种间接测量方法利用了等腰直角三角形两腰相等的几何特性。
取一块边长为30厘米的正方形纸板，沿对角线将它对折，然后用剪刀沿折痕将其剪开，这样便会获得两个直角三角形。测量树木的高度时，只需用到其中一个即可。另外，确保待测量的树木周围的地面是水平的。
当测量树的高度时，首先要站在树所在的位置，再向外走，行走的距离应与树的高度大致相当。然后面向树，手持刚刚裁好的三角形，让它的一条直角边与地面保持平行，另一条直角边与树干保持平行。接着将该三角形的直角顶点放置在与你的眼睛等高的位置，顺着该三角形的斜边向上看。如果你距离树太近，那么你将看到较低的树枝，因此你需要后退，直到恰好看到树梢。如果你距离树太远，则可能会看到树梢之上的天空，这时就需要向树靠近，直到恰好看到树梢。此时，可以通过测量相关距离来估计树的高度。
当用卷尺进行测量时，需要测量你与树之间的距离以及你的眼睛与地面之间的距离，二者之和就是树的高度。
树的高度与主枝的数量有关吗？利用上述方法，测量几棵同一种类的树的高度。数一数每棵树上主枝的数量，最简单的方法是站在树下直接数。当然，前提是一定要找完整的、没有砍伐痕迹的树。
分枝模式。当冬季来临时，落叶树的叶子都已脱落，留下光秃秃的树干和枝条。这样的树会成为我们研究树枝分布的理想对象。观察几种类型的树，描述它们的分枝模式。
第一种模式为轮生，树枝从主干处呈辐射状向外伸展。尽管从整体上看，轮生较为少见，但在松科树木中较为常见。
第二种模式为对生，树枝和小枝都是对生的。我们可以在枫树、女贞、山茱萸和欧洲七叶树等上观察到这种对生模式。
第三种模式为互生，树枝和小枝呈螺旋状交替向上生长。如果你想对自然界中树的分枝模式有更多的认识，可以阅读有关图书。
站在一定距离处观察树木，看看它们的树枝是否都朝着某一特定的方向生长。除了盛行风以外，还有哪些因素可能会导致树枝向着某一方向生长呢？
收集小枝。小枝的大小、形状、颜色和纹理各不相同。试着从收集山毛榉、橡树、山核桃或枫树的小枝开始，看看能收集到多少种不同颜色的小枝。我们可以通过以下内容增进对小枝的认识。
顶芽：其形态和大小如何？摸起来是黏糊糊的吗？是否有特定的朝向？是圆形的还是像雪茄那样的长条形的？表面是光滑的还是带有绒毛或细刺？在整个春季，我们要注意观察顶芽是如何生长和发育的。（见本章注解2。）
侧芽：观察侧芽与顶芽的相似性。
皮孔：每根枝条上是否都有皮孔？皮孔的分布是否有规律？皮孔距离枝条顶端有多远？（见本章注释3。）
叶痕：比较不同枝条上的叶痕。（见本章注解4。）
芽鳞痕：位于顶芽和芽鳞的连接处，是芽鳞脱落后留下的痕迹。芽鳞痕就像系在枝条上的皮带，而这些“皮带”之间的距离记录了枝条逐年的生长过程。看看哪一年枝条的生长速度最快，留下的痕迹最多。再对比同一棵树上同时生长的其他枝条，看看它们是不是在同一年里生长得最快，留下的痕迹最多。
通过测量绿梣相邻的两个芽鳞痕之间的距离，就可以推断出该树每年的生长速度
髓：髓在各种类型的树木中呈现出不同的形态。试着沿横向切断一根树枝，观察其髓。如果髓呈星状，那么这根树枝很可能来自某棵橡树、白杨或者山核桃。如果髓呈环状，则这根树枝很可能来自某棵榆树。（见本章注解5。）
绘制一幅图，记录不同种类的树木枝条之间的异同。
不同种类的树木呈现出独特的生长模式
1. 秋叶。叶绿素对绿色植物来说至关重要，它不仅能吸收光能，还有助于把水和二氧化碳转化成富含能量的有机物，同时释放氧气。这个转化过程就是绿色植物的光合作用。
随着秋季的到来，白昼渐短，落叶树开始将叶片内的营养物质转移到其他部位。这一过程使得叶片内的叶绿素逐渐分解。
除了叶绿素之外，植物叶片内还存在微量的类胡萝卜素，包括黄色的胡萝卜素和浅黄色的叶黄素。此外，还有花青素，它对叶片中汁液的酸碱度十分敏感。当汁液呈较强的酸性或者含有较多的糖分时，花青素会使叶片呈亮红色；当汁液的酸性较弱时，叶片则呈偏蓝的紫色。有时，红色和黄色的色素会混合在一起，使得叶片呈橙色。
2．叶芽。顶芽的分生组织会增加枝条的长度。侧芽是指生长在枝条两侧的芽，会形成花、叶，或者产生新的分枝。
3．皮孔。新长出的枝条上有许多可见的点状突起，这些就是皮孔。皮孔是位于树的外皮和根部的开放通道，有利于树的内部与外界环境间的气体交换，即氧气的吸收和二氧化碳的释放。
4．叶痕。在夏季，树木会在叶柄与枝条的连接处长出一层较软的外皮。当这层外皮生长完整后，叶子就会脱落，在枝条上留下的痕迹就是叶痕。不同种类的树木的叶痕形态各异。近距离观察叶子脱落后的枝条，就会看到叶痕上有一些点状突起。它们就是维管束痕，是枝条与叶子的维管束相连通的地方。
5．髓。观察一根枝条的横切面，会看到海绵状物质，那就是髓。在培养基内，髓可以长成新的植株。
