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海关科普 | 风中强者:椰子树的抗风之谜

海关科普 | 风中强者:椰子树的抗风之谜 中国口岸科学技术
2025-01-07
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请到天涯海角来,这里四季“椰”常在。
大家都来过海南吗?在海南,我们总能看到一棵棵挺立的椰子树。

大家试想一下,一棵正当年的椰子树,一次结果40~80个,每个椰子1~3公斤,加上树叶,一共几百公斤的重量都集中在瘦瘦的树干顶端,可谓“头重脚轻”,但当台风来袭时,椰子树为什么很难被大风吹倒呢?

我们以青椰椰子树为例。它是棕榈科乔木,茎干由80%以上的韧性纤维重叠组成,具有出色的柔韧性和强度,同时,茎干外覆盖着一层厚度为6~8毫米的坚韧树皮作为保护膜,当大风来临时,茎干能够弯曲而不易折断。更重要的是,它利用了分散受力的原理。
请看,椰子树没有主根,和玉米、水稻一样,只有密集的须根,这些须根大大增加了椰子树根部与土壤的接触面积,能够将风力分散到土壤的多个区域,通过力的传递,使得椰子树能够更加牢固地抓住地面。分散受力的原理在建筑中发挥着重要作用,比如四川的宝盛桥,利用分散受力的原理,将风力荷载分散到桥墩地基,从而提高了桥梁的稳定性,即便是在汶川地震中也保持完好。
除了坚韧,椰子树也有很强的自我保护系统。您也许没有注意到,海边的椰子树通常都是倾斜的,这是因为很多沙滩走势是由陆地一端向浅海慢慢倾斜的,所以椰子树迎合这种走势,并逐层收缩树干生长以保持重心。举个例子,天津环球金融中心的建筑师正是利用这种逐层收缩的原理设计了楼体结构,保证336.9米的楼体屹立不倒,成为城市名片。浑身是宝的椰子树叶片柔软、呈羽状复叶,就像鸟儿一样,能够在强风中摆动以消耗部分风能,分散风力、降低风阻。2024年9月,超强台风“摩羯”登陆海南,很多百年老树都被连根拔起,椰子树却几乎没有倒伏,成为“树坚强”。
椰子树强大的抗风能力,还给人们带来了很多灵感。冲浪板、滑雪板的设计,正是模仿椰子树叶片的形状和柔韧性;椰子树茎干的纤维也帮助开发出轻质、高强度的复合材料,用于制造飞机、航天器结构部件。
“经风犹绿林”,椰子树已成为防风林中倒伏率最小的树种,以其自然的馈赠滋养着我们,更是化身为连接自然与未来的桥梁,激发科学家们的灵感,推动科技和生活的进步。最后,希望椰子树的美好和科技成果一起,给我们带来更加幸福的生活!





供稿 | 海关总署科技发展司  海口海关

监制 | 王   丹

编辑 | 高月滢

校对 | 冯海秀

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投稿秀米账号 | hgkj2020@163.com


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