核心概念地球及其资源收藏的文章发布日期:2022年4月1日

世界上最高的树能“喝”雾!

作者

萨利·戴蒙德

年轻的评论家

特拉维夫

以撒

摘要

世界上最高的树，海岸红杉，可以达到115米高。它能长到如此惊人的高度是由于许多相互关联的因素——树木本身特有的特征和有利的生长条件。海岸红杉的独特特征之一是它能够通过树叶和树皮吸收海岸雾水。这两个过程(称为叶片吸收和树皮吸收)补充了白天植物通过蒸腾作用获取二氧化碳时损失的部分水分。海岸红杉利用其多雾的生长环境的能力使其茁壮成长，达到了难以想象的高度。

红杉森林

闭上眼睛，想象你正站在地球上最高的树的底部。你能看到山顶吗?你能双臂环抱它的鼻子吗?答案吗?当然不行!海伯龙是世界上最高的树，高115.6米，直径近5米[1比大多数大型建筑都要高，是秃鹰翼展的两倍多!海伯龙是一种海岸红杉(它们)，它们是世界上最高的树木(图1一个)．尽管它们身材高大，但海岸红杉只占世界的一小部分。它们横跨美国太平洋海岸狭长450英里的狭长地带，从俄勒冈州南部到加利福尼亚州北部，占地面积接近81,000公顷，只比纽约市稍大一点。图1 b)．

图1 - (A)海岸红杉沿着俄勒冈州和加利福尼亚州海岸450英里的延伸被发现。 — 图一-**(一)**海岸红杉分布在俄勒冈州和加利福尼亚州沿岸450英里的狭长地带。

**(B)**这些树是世界上最高的树[图片来源:**(一)**旧金山那里小说;**(B)**拯救红杉联盟www.savetheredwoods.org］．

海岸红杉是松柏，这意味着它们是结球果的树木。尽管它们体型巨大，但海岸红杉的球果却很小，只有2.5厘米长，比一颗花生略大。1］．虽然小红杉可以从这些球果中存在的种子发芽，但海岸红杉也是多产的树桩萌芽。这意味着树木会在被切割或受损的树桩周围长出新的植株。海岸红杉被砍伐后，一个树桩可以长出多达100棵幼树!这些幼树将在基因上与原始植物完全相同。把它们看作是原始树的同卵双胞胎。最终，芽苗将发育出独立于母本树桩的自己的根系。这通常会导致红杉树的圆圈，有时被称为仙女环，围绕着老的腐烂的树桩。

海岸红杉是一种非常长寿的物种，如果不受干扰，可以活1000年以上。它们在地球上也存在了很长时间，化石记录表明，海岸红杉在2亿多年前的侏罗纪时期就存在于地球上[1］．这些独特的森林也是珍稀动植物的家园，比如香蕉鼻涕虫(是的，这些鼻涕虫长得像香蕉!)，北方斑点猫头鹰和红木紫罗兰。

植物的水分运动

和人类一样，植物也需要能量(从太阳中获取)、空气(只需要二氧化碳而不是动物需要的氧气)、营养(从土壤中获取)和水。大多数树木从树干下的土壤中获取水分，从根部通过树干往上拉，最后通过树叶流出。当树木从树叶中失去水分时，这个过程被称为蒸腾作用．树木不想失去这些水——它们需要水来制造食物——然而，当它们吸收二氧化碳时，一些水就会流失，二氧化碳用来制造生长、防御和繁殖所需的糖。

树木可以通过树干上叫做“水”的小血管，对抗地心引力，将水向上移动木质部．木质部就像树的静脉。木质部的直径小，以及大气压力树叶中积聚的其他压力都有助于树木对抗重力垂直拉水的能力。在这种情况下，与植物相比，大气的水势是负的，所以大气压力会把水拉到植物上面，而不是把它压下来。这非常类似于通过吸管将水向上移动:吸管就像植物的木质部，饮用的吸力类似于大气的拉力。然而，海岸红杉树的巨大高度让科学家们怀疑是否有其他东西可以帮助它们垂直移动这么远的距离。这个谜题的关键在于海岸红杉生长繁茂的地方——加利福尼亚海岸的雾带。

神秘的降水

雾基本上是一种云，形成在低空中，接近地面或水体。当水蒸气(水的气体形式)变成液体时，就会产生雾。要做到这一点，必须满足以下几个条件:(1)空气中必须有大量的水;(2)空气必须冷却，使水从水蒸气凝结成液态水滴;这些水滴必须接触非常微小的粒子，称为manbetxapp在线登录云凝结核(雨滴大小的万分之一!)从蒸汽变成液体。雾与正常的雨不同，因为由于重力作用，雾滴太小而无法落到地面。正因为如此，使用普通的雨量计来测量雾中的水量是非常困难的，这就是为什么它经常被称为雾神秘的降水(occult的意思是神奇的或神秘的)。然而，虽然科学家们不能完全测量雾为生态系统提供的水量，但我们可以肯定地看到它对景观的深远影响，比如在海岸红杉林中。

在加州中北部的气候中，雾事件是夏季生态系统非常缺水的重要水源。在这个地区，几乎所有的降雨都发生在大约10月至5月的雨季。由于缺乏阳光，这个雨季也恰好是大多数植被不蒸腾的时候。因此，在夏季生长季节，这一地区的植物必须依赖于雨季土壤中储存的水分。一旦这些水耗尽，可能需要几个月才能补充。海岸红杉生存和惊人生长的关键在于它们利用神秘降水的特殊能力。

树叶和树皮有助于吸收水分

在加州沿海的雾带，雾一般发生在夏季(图2一个)．它在晚上在太平洋附近的陆地上滚动，在太阳出来后的早晨消散。海岸红杉树用它们羽毛状的叶子捕获雾气水(图2 b)．这些叶子有很大的表面积，这意味着它们可以捕获大量的水。然后，这些水滴入土壤，被植物的根吸收。图3)．这种滴水被称为雾滴，有时听起来像在森林里下雨，而实际上并没有下雨!然而，这并不是这些生态系统中的树木获取水分的唯一方式。海岸红杉与大多数其他树木不同，它可以直接通过树叶吸收水分，这个过程叫做叶面吸收［2］．这意味着它们可以在晚上和清晨从隐蔽的降水中啜饮水，以补充白天蒸腾失去的水分。地球上只有少数几种树种能做到这一点!此外，海岸红杉甚至可以在树叶上储存水分，为未来的干旱时期储存水分。3.］．

图2 - (A)加利福尼亚州北部的晨雾从太平洋向内陆移动。 — 图二-**(一)**加州北部的晨雾从太平洋向内陆滚滚而来。

**(B)**雾水凝结在海岸红杉树的叶子上。**(C, D)**海岸红杉的深沟树皮使它们能够捕捉和储存大量的水[图片来源:**(A, B)**j . Petreshen;**(C, D)**旧金山那里小说)。

图3 - (A)海岸红杉树可以通过根部吸收土壤水分。 — 图3 -**(一)**海岸红杉树可以通过根部吸收土壤水分。

**(B, C)**这些树木还可以通过树叶或树皮从降水或雾中获取水分。水沿着树向上移动(蓝色箭头)，然后通过蒸腾作用(绿色箭头)重新回到大气中。

叶面吸收并不是红杉树在树干上的唯一技巧。红木的细枝和树皮在为这些巨大的树木解渴方面也起着关键作用(图2 c, D)．海岸红杉树的深层、坚韧、纤维状树皮使它们能够在下雨时储存大量的水。有时，这些树在大雾和暴雨中生长得非常大，以至于损坏了用于跟踪它们年度生长的设备!科学家们发现，海岸红杉可以直接通过树皮吸收水分，并将其转移到木质部。图3)，在那里可以帮助这些树木生长[4］．事实证明，持续保持水分可以让海岸红杉达到巨大的体型，并存活数千年。这不是神秘的魔法，而是红杉树经过数百万年的适应和进化，最大限度地利用了它们雾蒙蒙的生活环境。

海岸红杉是如何长得这么高的?

地球上最高的树是如何达到惊人的高度的?这是许多因素的结合，但夏季的雾取代了树木在蒸腾过程中失去的水分，发挥了重要作用。其他原因包括它们生长的相对温和的气候，该地区年降雨量大，土壤营养丰富，很少有昆虫或疾病会伤害树木。虽然海岸红杉林可能是地球上最古老的森林之一，但它们的未来越来越不确定。科学家估计，自20世纪初以来，气候变化已经导致加州沿海地区的大雾天数减少了33%。[5］．雾的减少可能会导致越来越多的海岸红杉树脱水和压力。目前还不确定红杉树将如何适应更干燥、更温暖的气候，以及由此对红杉树生态系统可能产生的影响。如果说历史教会了我们什么，那就是这些古老的树木能够找到创造性的方式来适应独特的生活条件;可能要花点时间。