世界上最高的樹
當(dāng)人們面臨一株巨大無比的樹木，除了感嘆人自身的渺小，還會(huì)被大自然的神奇與美妙徹底折服。俗話說“大樹底下好乘涼”，大樹不僅給人們帶來物質(zhì)上的好處，還會(huì)強(qiáng)烈地影響著人們思考問題的方式和看世界的角度。在很多國家或地區(qū)，人們甚至?xí)?duì)大樹頂禮膜拜，一方面表達(dá)敬畏之意，另一方面還用以祈求平安和來年風(fēng)調(diào)雨順。但你知道世界上最高的樹有多高嗎？它們分布在哪里？千百年來又訴說著怎樣的故事？大樹背后又有哪些科學(xué)知識(shí)和自然規(guī)律值得人們探索？
最高的樹有多高？
任何植物，包括樹木都會(huì)不遺余力的優(yōu)先保障高生長，因?yàn)檩^快的高生長可以幫助樹木打敗競爭對(duì)手，獲得樹冠上層充分的光照；擁有絕對(duì)高度優(yōu)勢的樹種傳播種子和果實(shí)的能力也較強(qiáng)。在競爭激烈的亞馬遜森林，有的樹木幼苗正是由于沒有得到充分的光照而無法更新。然而，“木秀于林風(fēng)必摧之”，高生長對(duì)樹木意味著高成本和必須付出某些代價(jià)，但在千萬年的生存斗爭中樹木已經(jīng)可以巧妙地平衡效率與安全的關(guān)系，造就了參差不齊的樹高。那么，目前生存在地球上最高的樹有多高呢？
就目前人們所掌握的資料，世界上最高的樹是北美紅杉，生在在風(fēng)光旖旎、陽光雨水均較充足的加利福尼亞州，高達(dá)115.7 m，相當(dāng)于40層樓的高度。第二最高的樹是同樣分布在北美的花旗松，樹高為100.3 m。有意思的是，世界上最高的裸子植物，如松樹和柏樹基本上都在北美地區(qū)，而最高的被子植物，如桃金娘科的桉樹基本上都在澳大利亞。例如，第三高的杏仁桉(99.6 m)分布在澳大利亞的塔斯馬尼亞島。就目前人們所知道的最高的樹，其中80 m以上的29棵，70 m以上的總共46棵，大部分生長在北美和澳大利亞(表1，樹高排名前十的樹種)。
外界生長條件的限制: 熱力適應(yīng)
有研究表明，熱帶地區(qū)的樹普遍比其他地區(qū)的高。但通過對(duì)全球最高樹的分布的分析我們知道，在北溫帶和南太平洋地區(qū)反而是最高的，這或許說明了溫度不是決定樹高的唯一因素?？茖W(xué)家對(duì)70 m以上的高樹的地理信息進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)它們的海拔從50m到1750 m不等，說明高樹不一定非得長在地勢低的地方。有的樹分布在南半球，而有的在北半球，看樣子高樹選擇“落腳”的地方也不挑剔。那么，什么是影響樹木長高的因素呢？
新南威爾士大學(xué)的摩爾等人發(fā)現(xiàn)，最潮濕月份的降雨量能夠解釋全球平均最大樹高變異的25.6%，是影響樹木高生長最顯著的一個(gè)氣候因子。同時(shí)他們也發(fā)現(xiàn)溫差波動(dòng)越小的地區(qū)樹長得也越高，等溫性(isothermality)解釋樹高變異的22.2%。近期，芬蘭學(xué)者拉里亞瓦拉對(duì)全球最高的46棵樹分布特點(diǎn)進(jìn)行了研究，他發(fā)現(xiàn)世界上最高的樹分布的特征是: 全年氣溫變化不大，間于7到15.4℃；大多數(shù)分布在近海100 km范圍內(nèi)，受到海洋氣候的影響較大，即年均溫溫差不大。他認(rèn)為高樹分布的這種規(guī)律符合生物熱能原理，是能保障樹木達(dá)到最大的生長高度的。
自身的限制因素: 水分輸送
人們對(duì)高大樹木的崇敬之意是孜孜不倦探索其極限高度的源動(dòng)力。早在上個(gè)世紀(jì)90年代，美國科學(xué)家就提出了“水力限制假說”來解釋樹木為什么不能無限制地長高，即高生長是有極限的，這個(gè)極限就是輸送水分的能力。我們知道，樹木進(jìn)行光合作用同化碳的過程是必須要損失水分的，即蒸騰作用。蒸騰耗水需要樹木靠根從土壤吸收水分通過木質(zhì)部的導(dǎo)管運(yùn)送到冠層。這是一個(gè)需要克服水自身重力、導(dǎo)管阻力的生物物理過程，如果一種樹木輸送水分的能力越強(qiáng)，它往往就能長得越高。但這個(gè)能力對(duì)于樹是有承受的極限的，如通過模型預(yù)測，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)目前的全球最大樹高就是樹木輸水的極限，這個(gè)極限大概是120 m，也就是人們目前所觀察到的最大樹高。
除了“水力限制假說”，還有“碳饑餓假說”解釋樹高的極限。如有人認(rèn)為樹木當(dāng)生長到一定高度之后，其輸送有機(jī)物、礦質(zhì)養(yǎng)分的能力降低，而這限制了樹的生長?？茖W(xué)家通過對(duì)不同高樹的凈光合測定發(fā)現(xiàn)，隨著樹木長高，其合成有機(jī)物的能力降低，部分驗(yàn)證了這個(gè)假說。但目前學(xué)界更認(rèn)同“水力限制假說”，大家普遍認(rèn)為水才是樹木高生長的限制因素。2008年在對(duì)花旗松極限生長的研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)隨著樹高的增長，導(dǎo)管上的紋孔(輸水用的管道)開度越來越小，預(yù)測無法通過紋孔輸水的高度是109--138 m，與花旗松樹高的歷史記錄100--127 m十分接近。
葉茂一定根深嗎？
有人或許認(rèn)為，越高的樹木其根也一定扎的越深吧？中國有個(gè)成語“根深葉茂”就是說明基礎(chǔ)的重要性的。但反過來，對(duì)于我們的高樹就不成立了。如，雖然熱帶地區(qū)的有普遍較高的樹，但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們大部分的根卻分布在淺土層，如30 cm的位置。筆者對(duì)南亞熱帶主要樹種的根深情況進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)它們大部分根分布不超過50cm的土層。而世界上最高的樹—北美紅杉的根深據(jù)說不超過半米，相比于110多米的樹干，簡直有點(diǎn)“頭重腳輕”了。但它歷經(jīng)近2000年不倒的奧秘到底是什么？原來，北美紅杉的根雖然沒有扎那么深，根的輻射面卻非常廣，有若干個(gè)足球場那么大的面積，怪不得它可以悠哉千年、風(fēng)雨不催呢！其實(shí)，深根性的植物主要分布在干旱與半干旱地區(qū)，生長的這里的植物往往面臨著缺水的危險(xiǎn)，所以不得不把根伸向地下含水層。據(jù)查，世界上最大深根植物是分布在非洲喀拉哈里沙漠的牧羊樹(Boscia albitrunca)和一種相思樹種(Acacia erioloba)，其根深分別為68 m和60 m，而它們的最大樹高不超過10 m和17 m。
圖1. 世界第一高樹——北美紅杉
圖2. 世界第二高樹——花旗松
圖3. 世界第三高樹——杏仁桉
本文（世界上最高的樹.pdf）已發(fā)表于《園林》2015年第二期。
聯(lián)系客服
