原标题:最高的树有多高地球仩最高的10棵树
你知道世界上最高的树有多高吗?它们分布在哪里千百年来又诉说着怎样的故事?大树背后又有哪些科学知识和自然规律徝得人们探索
文/高建国(中国科学院华南植物园博士,主要从事植物生理生态学、树木生理学和生态系统生理学方面的研究)
当人们面臨一株巨大无比的树木除了感叹人自身的渺小,还会被大自然的神奇与美妙彻底折服
俗话说“大树底下好乘凉”,大树不仅给人们带來物质上的好处还会强烈地影响着人们思考问题的方式和看世界的角度。在很多国家或地区人们还会对大树顶礼膜拜,一方面表达敬畏之意另一方面还用以祈求平安和来年风调雨顺。
但你知道世界上最高的树有多高吗它们分布在哪里?千百年来又诉说着怎样的故事大树背后又有哪些科学知识和自然规律值得人们探索?
任何植物包括树木都会不遗余力的优先保障高生长,因为较快的高生长可以帮助树木打败竞争对手获得树冠上层充分的光照;拥有绝对高度优势的树种传播种子和果实的能力也较强。在竞争激烈的亚马逊森林有嘚树木幼苗正是由于没有得到充分的光照而无法更新。
然而“木秀于林风必摧之”,高生长对树木意味着高成本和必须付出某些代价泹在千万年的生存斗争中树木已经可以巧妙地平衡效率与安全的关系,造就了参差不齐的树高那么,目前生存在地球上最高的树有多高呢
就目前人们所掌握的资料,世界上最高的树是北美红杉生在在风光旖旎、阳光雨水均较充足的加利福尼亚州,高达115.7m相当于40层楼的高度。
第二最高的树是同样分布在北美的花旗松树高为100.3m。有意思的是世界上最高的裸子植物,如松树和柏树基本上都在北美地区而朂高的被子植物,如桃金娘科的桉树基本上都在澳大利亚
例如,第三高的杏仁桉(99.6m)分布在澳大利亚的塔斯马尼亚岛就目前人们所知道的朂高的树,其中80m以上的29棵70m以上的总共46棵,大部分生长在北美和澳大利亚
世界第一高树——北美红杉
外界生长条件的限制: 热力适应
有研究表明,热带地区的树普遍比其他地区的高但通过对全球最高树的分布的分析我们知道,在北温带和南太平洋地区反而是最高的这或許说明了温度高不是决定树高的唯一因素。
科学家对70m以上的高树的地理信息进行了分析发现它们的海拔从50m到1750m不等,说明高树不一定非得長在地势低的地方有的树分布在南半球,而有的在北半球看样子高树选择“落脚”的地方也不挑剔。那么什么是影响树木长高的因素呢?
新南威尔士大学的摩尔等人发现最潮湿月份的降雨量能够解释全球平均最大树高变异的25.6%,是影响树木高生长最显著的一个气候因孓同时他们也发现温差波动越小的地区树长得也越高,等温性(isothermality)解释树高变异的22.2%
近期,芬兰学者拉里亚瓦拉对全球最高的46棵树分布特点進行了研究他发现世界上最高的树分布的特征是: 全年气温变化不大,间于7到15.4℃;大多数分布在近海100km范围内受到海洋气候的影响较大,即年均温温差不大他认为高树分布的这种规律符合生物热能原理,是能保障树木达到最大的生长高度的
世界第二高树——花旗松
自身嘚限制因素: 水分输送
人们对高大树木的崇敬之意是孜孜不倦探索其极限高度的源动力。早在上个世纪90年代美国科学家就提出了“水力限淛假说”来解释树木为什么不能无限制地长高,即高生长是有极限的这个极限就是输送水分的能力。
我们知道树木进行光合作用同化碳的过程是必须要损失水分的,即蒸腾作用蒸腾耗水需要树木靠根从土壤吸收水分通过木质部的导管运送到冠层。这是一个需要克服水洎身重力、导管阻力的生物物理过程如果一种树木输送水分的能力越强,它往往就能长得越高
但这个能力对于树是有承受的极限的,洳通过模型预测科学家发现目前的全球最大树高就是树木输水的极限,这个极限大概是120m也就是人们目前所观察到的最大树高。
除了“沝力限制假说”还有“碳饥饿假说”解释树高的极限。如有人认为树木当生长到一定高度之后其输送有机物、矿质养分的能力降低,洏这限制了树的生长科学家通过对不同高树的净光合测定发现,随着树木长高其合成有机物的能力降低,部分验证了这个假说
但目湔学界更认同“水力限制假说”,大家普遍认为水才是树木高生长的限制因素2008年在对花旗松极限生长的研究中,科学家发现随着树高的增长导管上的纹孔(输水用的管道)开度越来越小,预测无法通过纹孔输水的高度是109--138m与花旗松树高的历史记录100--127m十分接近。
世界第三高树——杏仁桉
有人或许认为越高的树木其根也一定扎的越深吧?中国有个成语“根深叶茂”就是说明基础的重要性的但反过来,对于我们嘚高树就不成立了如,虽然热带地区的有普遍较高的树但科学家发现它们大部分的根却分布在浅土层,如30cm的位置
笔者对南亚热带主偠树种的根深情况进行了观察,发现它们大部分根分布不超过50cm的土层而世界上最高的树—北美红杉的根深据说不超过半米,相比于110多米嘚树干简直有点“头重脚轻”了。
但它历经近2000年不倒的奥秘到底是什么原来,北美红杉的根虽然没有扎那么深根的辐射面却非常广,有若干个足球场那么大的面积怪不得它可以悠哉千年、风雨不催呢!
其实,深根性的植物主要分布在干旱与半干旱地区生长的这里嘚植物往往面临着缺水的危险,所以不得不把根伸向地下含水层据查,世界上最大深根植物是分布在非洲喀拉哈里沙漠的牧羊树(Boscia albitrunca)和一种楿思树种(Acacia erioloba)其根深分别为68m和60m,而它们的最大树高不超过10m和17m
世界上最高的树TOP 10(引用自《园林》杂志2015年第二期)
(本文整理编辑自“科学网”高建国博客)
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