世界上最高的樹

當(dāng)人們面臨一株巨大無(wú)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(shuō)“大樹底下好乘涼”,，大樹不僅給人們帶來(lái)物質(zhì)上的好處,，還會(huì)強(qiáng)烈地影響著人們思考問(wèn)題的方式和看世界的角度。在很多國(guó)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(lái)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(lái)又訴說(shuō)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(zhǎng),，因?yàn)檩^快的高生長(zhǎng)可以幫助樹木打敗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,，獲得樹冠上層充分的光照；擁有絕對(duì)高度優(yōu)勢(shì)的樹種傳播種子和果實(shí)的能力也較強(qiáng),。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的亞馬遜森林,，有的樹木幼苗正是由于沒(méi)有得到充分的光照而無(wú)法更新。然而,，“木秀于林風(fēng)必摧之”,，高生長(zhǎng)對(duì)樹木意味著高成本和必須付出某些代價(jià)，但在千萬(wàn)年的生存斗爭(zhēng)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(yáng)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(zhǎng)在北美和澳大利亞(表1,，樹高排名前十的樹種)。

外界生長(zhǎng)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(guò)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(shuō)明了溫度不是決定樹高的唯一因素,。科學(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(shuō)明高樹不一定非得長(zhǎng)在地勢(shì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)科學(xué)家就提出了“水力限制假說(shuō)”來(lái)解釋樹木為什么不能無(wú)限制地長(zhǎng)高,，即高生長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(guò)程,，如果一種樹木輸送水分的能力越強(qiáng)，它往往就能長(zhǎng)得越高,。但這個(gè)能力對(duì)于樹是有承受的極限的,，如通過(guò)模型預(yù)測(cè)，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(shuō)”,，還有“碳饑餓假說(shuō)”解釋樹高的極限,。如有人認(rèn)為樹木當(dāng)生長(zhǎng)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(zhǎng)?？茖W(xué)家通過(guò)對(duì)不同高樹的凈光合測(cè)定發(fā)現(xiàn),，隨著樹木長(zhǎng)高，其合成有機(jī)物的能力降低,，部分驗(yàn)證了這個(gè)假說(shuō),。但目前學(xué)界更認(rèn)同“水力限制假說(shuō)”，大家普遍認(rèn)為水才是樹木高生長(zhǎng)的限制因素,。2008年在對(duì)花旗松極限生長(zhǎng)的研究中,，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)隨著樹高的增長(zhǎng)，導(dǎo)管上的紋孔(輸水用的管道)開度越來(lái)越小,，預(yù)測(cè)無(wú)法通過(guò)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(guó)有個(gè)成語(yǔ)“根深葉茂”就是說(shuō)明基礎(chǔ)的重要性的,。但反過(guò)來(lái),，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(guò)50cm的土層,。而世界上最高的樹—北美紅杉的根深據(jù)說(shuō)不超過(guò)半米，相比于110多米的樹干,，簡(jiǎn)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(lái),，北美紅杉的根雖然沒(méi)有扎那么深，根的輻射面卻非常廣,，有若干個(gè)足球場(chǎng)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(zhǎng)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(guò)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,。