科学探秘 | 树木也“内卷”？

撰文 / 史军 绘图 / 飞飞

今天是植树节，我们一起来认识雨林中的“巨人”。

在中国云南西双版纳的热带雨林中，一种叫望天树的树种，会刷新你对植物高度的认知。望天树何以长成参天大树？在它身上藏着哪些秘密呢？

树如其名

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望天树，树如其名，高大的树干直冲云霄，枝叶聚生在树干顶端，巨大的树冠像一把大伞，在热带雨林的上空撑开，比周边的树木都要高出一大截，堪称雨林中的巨人。成年望天树的平均高度可达60米，最高可达80米以上。与此同时，望天树也是热带雨林重要的指示性物种——只要发现望天树，就能确定这个区域是热带雨林。直到1974年，中国著名植物学家蔡希陶等人组成的考察队，在云南西双版纳勐腊县发现了望天树。至此，西双版纳的热带雨林才得到国际认可。

种子上的“旋翼翅膀”

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望天树之所以稀有，一个重要原因是它们的繁殖成功率太低了。

如何保证种子从60多米高的树冠层安全落地，是望天树面临的一大考验。成熟的种子要下落到地面不摔坏，并不是一件容易的事情。同其他龙脑香科植物一样，望天树种子上的宿存萼片演化成了“旋翼翅膀”，在种子落地的过程中，这些萼片会像直升机的旋翼那样转动起来，这样能起到缓冲作用。有些朋友认为，这个“旋翼翅膀”能帮助望天树的种子“飞”到远离母树的地方，毕竟在母树的树阴下发芽，长成大树的成功率会大大降低。但这只是美好的设想罢了，大多数（60%～70%）望天树的种子都会落在距离母树树根8米的范围之内。在坡度合适的情况下，有极少数种子会降落到距离母树25米远的地方。

虽然望天树的种子萌发率高达68.9%，但只有极少数的幸运儿能长成参天大树。在雨林中活跃着大量的动物和真菌，刚刚发芽的植物幼苗，都是它们的美餐，只有占总数22.35%的望天树种子能撑过一年时间长成幼苗。长成幼苗只是历练的开始。其中0.72%的幼苗进入幼树阶段成为望天树种群的预备种群，而最终能将树冠带到雨林顶层的幼树只有0.023%。也就说在2万颗种子里，只有一个幸运儿能够最终成长为高大的望天树。这也是望天树种群更新缓慢，面临生存危机的重要原因。

雨林里的身高“内卷”

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为什么望天树要执着于长个儿呢？道理很简单，是为了在植被茂密的雨林里争夺阳光。要知道，在高温高湿的热带雨林中，不缺水，不缺温度，光照才是众多植物争夺的宝贵资源。

即便是在晴朗的白天，当你走进雨林，会发现周围都阴暗了下来。西双版纳热带雨林树冠层的辐射量为158.92瓦/平方米，而地面上的辐射量只有12瓦/平方米。光线照射到地面之前已经被树木层层遮挡。

为了获得更多的光照，热带雨林里的植物们都在想尽办法“增高”——柚木可以达到40米，望天树可以达到60米，而生活在北美太平洋沿岸的巨杉树可以轻松长到80米。这就是为争夺阳光植物间展开的身高“内卷”。所以，森林中大树都在笔直地向上生长。

在光照充足的情况下，植物们就是另一番模样了。在非洲热带草原上，大树的高度通常不超过10米，很少有大树会直冲云霄。因为在这里，树木之间稀疏分布，只要长得比长颈鹿高一头，就可以安全地享受阳光了。

延伸阅读树木为何不能无限高？

其实道理不难理解，一是树木过高容易折断，即便有结实的木质部和庞大的根系支撑，也逃不过“树大招风”的规则。除此之外，更麻烦的是，如何把根系吸收的水分和矿物质送到近百米高的枝头。

为了把水分输送到树梢，大树必须自带“水泵”，那就是生长在枝干顶端的叶子。叶子通过不停地向空气中释放水汽，迫使树干维管束的水分前来补充，这样节节传递，就像是把树根吸收的水分给抽了上来。因为跟蒸腾作用有关，这种特别的提升力就被称为蒸腾拉力。望天树的叶片上的气孔密度远远高于一般的植物，这样就能为望天树提供足够的蒸腾拉力，保证望天树的树冠能够获取足够的水分和营养。

那么，植物究竟一天会出多少“汗”呢？在盛夏时节，每公顷加拿大白杨林每天要从土壤中吸取50吨水贡献到空气中。对于白杨树这样的阔叶树来说，根部吸收的99.8％的水分都要蒸发掉，只有0.2％用于光合作用。相对来说，针叶树可谓是“节水能手”，每公顷油松每个月才会蒸腾掉50吨左右的水。

本文来自《知识 就是力量》杂志，原标题《望天树：雨林中的巨人》，撰文/史军、绘图/飞飞，有删改，原创作品转载请注明来源。

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