森林中那些长得最高的树很多都十分独特!人家长得高是有原因的。
北美的海岸红杉是世界上最高的树,也是最长寿的树之一,无论是变高,还是变长寿,它们都必须经受各种环境干扰才能实现。
△ 这个树干就是海岸红杉的
其中,最反直觉的是它们对森林火灾的适应性,它们不仅抗火属性绝顶,而且还必须在火灾中才能高效繁衍——它们的种子通常需要经历森林火灾才能发芽,它们的幼苗也需要森林火灾才能更好地生长。
而由于最近几十年北美对森林火灾的严格管控,海岸红杉备受打击,甚至走到了灭绝边缘,以至于需要人为制造森林火灾来帮助它们繁衍。
海岸红杉达到了树木高度极限
树木变得更高可以带来许多生存、繁殖方面的优势,其中最明显的就是对阳光资源的占有,但是变得更高也会出现许多问题,例如它们必须克服重力影响、水分运输等问题。
2004年,一篇发表在《自然》杂志上的文章推算出,任何树木的理论高度极限为122至130米[1]。
已知世界上最高的树就是海岸红杉,它被命名为亥伯龙树(Hyperion),2006年被科学家发现,其高度达到115.85米。
不过,研究人员发现,在已死亡的海岸红杉中,有很多都超过了122米。
所以,海岸红杉是真正能够长到植物极限高度的树。
它们的叶子是类似针叶的形状,这可能就是和它们生长的高度有关系,因为随着高度增长,水分越来越难以输送到树冠,所以它们叶子和那些生长在干旱地区的树木差不多。
海岸红杉生长的地区,降雨量非常充足,更重要的是它们的分布还和雾气(或者空气湿度)高度相关,雾气越丰富,海岸红杉的的密度就越高,这也是因为水分难以输送到树冠的缘故。
海岸红杉有两种叶子,一种是光合作用强的,还有一种则是能够从环境中吸取水分的,所以雾气越浓厚,就越能滋养它们的树叶。
海岸红杉与火
森林中长寿的树木,都必须克服火灾的影响,因为森林火灾随着时间推移是百分百会发生的,它通常来自闪电。
海岸红杉还是世界上最长寿的树木之一,已知最古老的一棵,其树龄达到3200年。
所以,海岸红杉进化出超强的耐火能力,并不意外。
它们树干底部的树皮厚度能达到35厘米,同时它们也不像普通杉树那样分泌各种易燃的树脂,所有这些可以确保它们在森林火灾中,不会伤到木质部。
它们的恢复能力也很强,可以在火灾后快速恢复。
另外,长寿的树还必须客服虫害,海岸红杉的树皮厚度也可以阻挡甲虫啃食(这可能就是它们不太需要树脂的缘故),更重要的是,它们会释放大量的单宁来防止白蚁等昆虫寄生。
不过,越是接近树冠,海岸红杉的树皮就变得越稀薄,所以树冠处还是会被昆虫破坏的,但这并不致命,真正致命的还是白蚁,一些白蚁依然会由下而上啃食海岸红杉,不管他们树皮有多厚。
定期的森林火灾可以帮助海岸红杉清除树干上的白蚁,相当于火到病除了!
△ 海岸红杉的果子和种子
海岸红杉的树木很大,但是它们的种子却很小,只有燕麦大小,这不是关键,关键的是它们的种子密封在绿色球果中,保存周期可以长达20年,就一只长在树上,这些球果在等待一个时机。
没错,它们也在等待森林火灾。
这种绿色的球果是湿润的,海岸红杉已经进化到需要依赖火灾来给球果变得干燥,并形成裂口,然后才释放出种子。
它们的种子需要掉落在松软的土壤中才容易发芽,而火灾过后,正好就提供了这样土壤环境。
另外,海岸红杉的幼苗生长缓慢,它们也需要森林火灾来烧毁那些生长更快的灌木,以及其它树木才能正常生长。
总得来说,海岸红杉从种子到幼苗,再到大树,无论哪个阶段都需要森林火灾的“滋养”才能更好的成长。
△ 海岸红杉的焚烧痕迹在年轮中体现
每一棵较大的海岸红杉身上都有各种各样被火灾焚烧过的痕迹,这些痕迹证明了它们超凡的抗火能力,同时也预示着它们需要火灾来繁衍生息。
最近几十年来,由于人为地在控制森林火灾,许多树木都因此受益,森林因此变得更加茂密了,而海岸红杉却因此变得生活艰难,甚至有了灭绝的风险。
一方面是海岸红杉失去了火焰的“滋养”;另一方面是森林火灾因为人为的管控,火灾频率是下降了,但是一旦发生火灾,就是非常猛烈的火灾(因为可燃物变多了),而海岸红杉也无法从这种火灾中受益,相反它们也会因为猛烈火灾而死亡。
所以,最近几年,北美海岸红杉栖息地内会进行一些可控的人为放火——被称为“处方燃烧”,以便烧掉过剩的碳汇,同时帮助海岸红杉繁衍。
对于别的树木来说,森林火灾是最可怕的灾难,而海岸红杉却已经进化到没有火灾就难以繁衍的地步。
最后
除了火灾之外,森林中 高大、长寿树木的另外一个杀手,就是闪电!由于高大的树木更容易被闪电击中,所以在许多地区,闪电是导致那些最大、最古老树木死亡的主要原因。
我们前面提到的海岸红杉,它们无法抵御闪电,它们也经常遭受雷击,很多高大的海岸红杉在雷击中死亡,也有一些树雷击打破断——但它们凭借强大的再生能力又恢复了。
海岸红杉原本分布在美国的西海岸,那里的闪电频率并不高,这是海岸红杉能够长得如此高大的另外一个原因。
然而,闪电的频率在热带地区会变得更加频繁,在热带地区那些森林中最高大的树木,通常都是死于雷击。
有一种生长在热带——巴拿马半岛的高大树木,它们不仅很少死于雷击,还巧妙利用了闪电的力量,杀死身边的竞争者,以及那些讨厌的寄生藤蔓,从而让自己活得更好。
△ 2019年一棵Dipteryx oleifera刚遭受雷击时的场景(左),它2年后的场景(右),图源:埃文·戈拉
这种树的学名是Dipteryx oleifera,目前还没有正式的中文译名,一些文献将它翻译为“油豆蔻树”。
Dipteryx oleifera能长到40-50米高,是整个巴拿马半岛最高大的树木之一,同时它们也是巴拿马半岛最长寿的树之一——能活到300岁左右,所以它们很容易遭受雷击。
今年的一项研究表明,Dipteryx oleifera被闪电击中的概率比巴拿马半岛其它树木的概率高68%,平均一棵Dipteryx oleifera一生要被闪电击中5次。
但是,当闪电击中Dipteryx oleifera的时候,它们会迅速将电流转移到附近的树木上,让闪电杀死周围的附近的竞争者,以及身上的寄生藤蔓,然后自己从中获利[3]。
△ 最高的是这个就是Dipteryx oleifera,图源:埃文·戈拉
该研究指出,每次闪电击中Dipteryx oleifera,它都会杀死其附近九棵其他树木,以及80%的寄生植物。
另外,相比于那些没有被闪电击中的个体,被闪电击中的个体,其种子产量平均提升了14倍。
不过,目前还不清楚Dipteryx oleifera是如何转移闪电,而不伤害自己的。
不过怎么样,闪电也是树木最可怕的杀手,但是Dipteryx oleifera利用闪电杀死竞争者是板上钉钉的事实,它们和海岸红杉一样独特、有趣!