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《树的秘密生命》穿越四季轮回,揭秘树木生长繁衍的隐秘机制

铛铛铃2025-09-14科普302人已围观

简介

今天为您解读的书是《树的秘密生命》。

我们几乎每天都会和树打个照面,小区楼下、公园里、马路边,树生长在地球上的角角落落。树木给我们的生活增添了绿色,通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气。不过除此之外,你还了解它多少呢?

树木是独居生物吗?树木父母如何教育子女呢?它们对全球气候有怎样的影响呢?听完这本书的解读,你会发现,无言的树木背后藏着很多可爱的小心思。

本书作者彼得·沃雷,是德国一位著名的护林员、自然作家。他在童年时期就立志成为自然资源的守护者,在大学选择攻读林业经济学,先后在德国林业管理局和林场工作。在对森林经年累月的观察中,彼得和自然界中的生命获得亲密接触,他擅长用人性化的视角来描述动植物。喜马讲书曾解读过他的另外一本书,叫做《动物的精神生活》。《树的秘密生命》这本书则是把目光聚焦在森林中的树木,去了解树木在自然状态下的生长方式。

《树的秘密生命》这本书一经发表,就获得德国《明镜周刊》2015年度畅销书冠军,并长居榜首。40种树的背后究竟隐藏着怎样的秘密呢?下面我将从三个方面来解读这本书。

第一,树木在自然状态下如何生长;

第二,树木怎么和森林里的邻居们共处;

第三,树木对生态环境有怎样的影响。

先说第一部分,树木在自然状态下如何生长。

光合作用是树木最基本的生命活动,在这个过程中,树木利用太阳光的能量,将二氧化碳和水转化成有机物,储存在体内。要让树木茁壮成长,离不开两个关键因素:水分和阳光。那我们就分别了解一下树木和它们的关系。

首先是水分。水是生命之源,树木同样离不开水。树木的正常生命活动,就是通过水分的吸收、输送、利用和蒸腾这四步进行的。

第一步,吸收。空气中的水汽通过降雨过程降落到地面,并储存在土壤中,树木通过根部从土壤中吸收水分。

第二步,输送。通过树干中木质部的导管,树木把水分从根部快速输送到叶片。

第三步,利用。水到达树木的全身各处之后,水中的无机盐和营养物质,也就被相应的细胞吸收利用。我们常见的施肥,就是利用这个过程给树木补充能量,让肥料融化于水中,通过水分输送养分,让树木更茁壮地成长。

第四步,蒸腾。蒸腾是水分从植物表面,以水蒸气状态释放到大气的过程。蒸腾作用可以维持森林中的空气湿度,并吸走热量,降低温度。高温天气下,热带森林中的温度可以低于外界十度以上。在烈日下,人们习惯躲在大片树荫底下,不仅仅是利用叶子遮挡阳光,也是在利用蒸腾作用下的微环境帮助降温。树木中的水分就在吸收到蒸腾的循环中,达到动态平衡。

水分是树木进行光合作用的原料,当然,树木的生长还离不开阳光的催化。阳光直接影响了树木的发芽开花。每逢春回大地,万物复苏,树木也吐出了新芽,蓄势待发。树木是如何确认发芽时机是否成熟的呢?科学家通过长期的跟踪研究发现,树木具备某种形式的视觉能力,通过吸收和记录光照信息,结合温度的变化来确认春天的到来,并计算出合适的发芽时机。比如遍布欧洲的山毛榉树,需要在温暖的天数超过一定数字后,并且等到白昼时长超过13个小时以上,才会活跃起来,冒出新的叶芽。阳光和温度的变化,就像起跑的时候那一声鸣笛,树木们听到发令号后就开始快速生长。

那有没有聪明的树木,提前感知到春天的信号,抢先在起跑线上呢?低矮的树木就抓住了这个机会,在经历冬眠之后,春暖大地地表温度相对更高,小树和低层的树,能够更早地感知到春天的到来,抢在大树枝叶遮蔽大部分阳光之前,尽可能多地吸收利用阳光。根据观察,森林地面上的春天,会比30米高的树冠顶层早来大约两个星期。在这珍贵的两个星期里,地面的树木会快速发芽,为自己的成长储备能量。等到大树苏醒过来,开始长出新叶,留给低矮的树木的能量就少得可怜了。

在茂密森林中,高大的树木基本占据并瓜分了97%的阳光资源。可能你会很感叹,好的资源都被高耸的大树抢占了,那新生小树的生长环境也太艰难了吧。难道树木父母不希望自己的孩子能够尽早长大独立吗?其实啊,这正是森林树木教养后代的手段。到达地面的3%的阳光所带来的能量,只够小树用来勉强维持生存的光合作用,让小树缓慢地成长。青少年时期的缓慢成长,是树木日后能够健康长寿的先决条件。因为成长得慢,树木内部的木质细胞非常小,而且空气含量少,这使得树木更具有弹性和韧性,在未来就更加有底气面对狂风暴雨。更重要的是,真菌很难在质地坚硬的树干里扩散生存,它们就有更强的抵抗真菌感染的能力。而一些生活在城市里的小树,由于缺少父母在青少年时期对它们的严苛的教养,从小过惯了优渥的生活,特别粗壮的树干,就是它们过度纵情于阳光后形成的大肚腩。由于没有足够的沉淀和积累,细胞个头大而且充满了空气,长大以后就变得相对脆弱,很容易在威胁面前倒下,最终不得不被移植而来的新树苗代替。

那么,森林中的父母们,就真的对自己的子女不管不顾了吗?其实不是的。身强体壮的树木,会私下里把养分输送给老弱病残,这就要讲到树和树之间形成的“因特网”。

在整个森林生态中,没有一棵树能够独善其身,它们之间依靠地下的“因特网”和散发气味进行交流。“因特网”大家都已经很熟悉了,它融入到了我们生活的方方面面。其实在森林中也有着属于植物的“因特网”,这个网络靠真菌建立连接。真菌从树木根部汲取养分,供自己生长繁殖,真菌的菌丝相互连接、交错纵横在地下,不断扩张自己绵延如絮的网络集合,叫做菌丝体。菌丝体和树木是相互依存的关系,菌丝体寄生于树木而存活,树木则靠菌丝体来扩张根部面积,从土壤中吸收更多的水分与养分,并将同种树木相互连接在一起。例如,瑞士有一株蜜环菌,在数千年的时间里,扩展出了一个大约半平方公里的菌丝网络。美国俄勒冈州有一株2400多岁的菌丝体,生长面积大约在九平方公里,重量大约600吨。

由于树木和菌丝体协同配合所组成的网络,不仅仅对树木生长有着重要作用,对于森林生态的发展也有着重大意义。树木的一生难免会遭到病痛的困扰,或者暴风雨等突发情况导致的枝干折断,但是在森林中,这些弱势的树木并没有立即死亡,而是逐步度过困境并恢复正常生长。更有甚者,一些枯死的树木,过段时间之后会从根部再次发芽,长出新的枝叶。这是为什么呢?难道树木有起死回生的神奇法术?其实在这个过程中,地下的“因特网”起了决定性作用。德国亚琛工业大学的万内沙布尔舍教授通过长期的跟踪研究发现,树木会自动调节强者和弱者之间的差异,不管树干是粗壮还是细弱,只要是同一树种,那么每片叶子在光的助力下,都会制造出几乎等量的糖分。这样的调节是通过地下根系完成的,生产力强的就能者多劳,穷光蛋则欣然接受别人的雪中送炭。“因特网”这个庞大的网络,就好像一部巨型的能量再分配机。也就是说,同种树木的根部通过菌丝体连接,并且通过菌丝网络共享自己的养分,帮助那些老弱病残的同类共渡难关。

树木为什么会如此社会化,明知道会助长彼此间的竞争,却还是要和同类共享养分呢?理由其实很简单,这和人类社会运作的原则类似,团结就是力量。所以如果所有的树木都自私自利,独善其身,一旦周边的同类树木死去,单独的树木无法制造出稳定均衡的气候,还将独自承受风吹雨打,面对其他种类的竞争束手无策。相反,许多树木互帮互助,构成一个生态系统,可以储存大量的水分,并制造湿润的空气。在这样的气候中,健康的成树在面对其他种类树木的竞争时处于优势。所以树木通过菌丝体建立连接,共享养分来维护生命共同体。

树木之间的交流不仅仅限于根部的“因特网”,还在于树木自己的表达、语言、气味。树木在遇到危险或者病菌的时候,会分泌特定的化学物质,向自身其他部位或者邻近的树发出警告。非洲金合欢树在遭遇长颈鹿的啃食的时候,会快速地释放出一种警示气体——乙烯气体随风散播开来,周围约百米范围内的金合欢树接收到了警示信号,并在几分钟内在叶子里散布毒素。含有毒素的叶子对长颈鹿来说味同嚼蜡,长颈鹿便会放弃啃食合欢树叶。通过气味传播信息,虽然可以快速大范围传播,但是仍有缺点,气味很容易被风吹散,而且处在逆风区的同伴接收不到信号。聪明的树木还留有第二道防线,那就是通过底下根部与菌丝体建立的连接,释放特定的化学物质,产生电信号,将危险信息告知给周边同伴。

当树木年迈体弱或者染上疾病,跟着衰退的不只是抵抗力,还有表达能力。害虫也是充分利用了这一点,专门挑选虚弱的个体进行清洗。在树木散发出警示信息之后,害虫会在周围树木的叶片或者树皮上,试探性地咬一口,看看有哪些树木在整个过程中保持沉默。那些沉默的虚弱树木,可能是因为患上了重病,也可能是因为在菌丝体网络中失联了,因此树木没有办法接受危险警示,也就成了害虫侵袭的倒霉蛋。害虫不仅通过这种方式危害树木,对其他灌木、草本植物等等,都会采用这种方式试探以后再侵袭。在田野和公园里,绝大多数的植物在面对虫害的侵袭的时候,都很沉默。这是因为大多数人工栽培植物,已经失去了在地面或地下进行沟通的能力。这也就是为什么现代农林业必须使用大量农药,来帮助植物抵御害虫的侵袭。

树木和昆虫之间的交流沟通,也不全是跟防御或者疾病相关的,也有很多正面的连接。比如说开花植物和传粉蜜蜂之间,形成了相互依存、互惠互利的关系。树木发芽开花,散发出香气,甚至提供香甜的花蜜来吸引蜜蜂等昆虫,蜜蜂在采蜜的同时,帮助树木完成授粉。

在昆虫之外,树木和它的众多的邻居又是如何相处的呢?树木是最重要的生物多样性的载体,一棵树的不同部分存在着温度、湿度与光照条件的差异,因此形成了无数个各具特色的小型微生态,吸引各种习性的物种在这里安家落户。不同生物之间通过相互竞争、协作等各种方式,达到一种动态的平衡。

第二部分我们就来说说,树木怎么和森林里的邻居们共处。

先来看看寄居在树木上的动物们。树木上最受小动物欢迎的是顶层,也就是树冠层,这里有更充足的光照以及绿叶葱葱。德国树木专家马丁·戈斯纳博士曾经研究了一棵600多岁的树,这棵树高52米,树干直径达到2米,研究人员在树顶,共找到了2041只生物,分别属于257个不同的物种。在树冠层上,树干分叉的地方,会形成独特的湿润型群落环境。因为树干分叉处在降雨的时候,会拦截一部分雨水,这个超级迷你湿地就会变成蚊子幼虫的家,而这又会吸引以蚊子为食的甲虫来安家。

树冠层下面就是树干层,粗壮的树干可是极受小动物欢迎的公寓住宅,比如鸟类、鼹鼠以及蝙蝠等等。虽然提供这项服务的树木并非心甘情愿,很多鸟类会选择在树干主分叉的地方筑巢,高处的温馨小窝,在树冠层的遮挡下不容易被发现,可以躲避天敌,而且树干能够提供强有力的支撑,在面对暴风雨的袭击时,鸟窝不容易被破坏。啄木鸟则是把目标盯向了树干的内部,它们利用自己细长坚固的嘴巴,准确而稳定地在树干上凿击。凿开树皮相对还是比较容易的,对于质地紧密的树干,啄木鸟通常费了九牛二虎之力,也只能凿开一个小洞。接下来就是轮到啄木鸟的小帮手——真菌登台了。对真菌来说,树皮简直就像铜墙铁壁,正常情况下完全无法穿透,更别说去树干内部了。而啄木鸟凿开小洞之后,真菌便从这个突破口大举入侵。对啄木鸟而言,这叫分工合作,而对树木来说,无疑是双重打击。被真菌入侵感染后的树洞,木质纤维会变得腐朽松脆,啄木鸟可以轻松地继续深挖开凿,快速搭建好自己的新家。在真菌的通力合作下,啄木鸟完成了新家建造,但是请神容易送神难,入侵树干的真菌会持续地往树洞深处侵蚀树干,把坚实的木材化为潮湿腐朽的烂木头,这绝非啄木鸟哺育下一代的好场所。因此呢,啄木鸟会不断地清理树洞里面腐朽的烂木头,以保持树洞的清爽,但是树洞呢,也会慢慢地变得越来越大、越来越大,对幼鸟爬到树洞口学会飞翔是一个巨大的挑战。因此几年之后,啄木鸟便会放弃已经很深的树洞,去筹备自己的新家。树洞被啄木鸟放弃之后,会被蝙蝠这一类的无法在树干上凿洞的生物利用,也可能会被猫头鹰等体型更大的鸟类占据。这些生物选择在树干中,而不是在山洞里、石头上安营扎寨,还有一个重要的因素,可以提前预警天敌来袭。木质的纤维是良好的声音传导器,这也就是为什么小提琴、吉他这些乐器都是用木材制成的。住在树上的动物,可以清楚地听到天敌发出的声响,并借此保有逃逸的一线生机。

树木和真菌有着怎样的关系呢?在真菌感染的过程中,树木其实也在努力地抗争着。面对真菌对树干纤维的破坏,树木努力生长,把伤口愈合。在缺氧的环境下,真菌就不会继续深入腐蚀,只要树皮上的外伤好了,即使内部腐烂,树木还是可以存活超过百年的。咱们仔细观察,啄木鸟洞口边缘凸起变厚的组织,这就是树木在努力愈合外伤。然而能够重新愈合整个树洞开洞的树木极为罕见,因此,树木努力生长出的树皮组织,还是会被树洞里面的生物破坏掉。绝大多数树木遭到侵害多年以后,最终精疲力尽地倒下。

树木枯萎倒下以后,它对森林的贡献并没有停止。树干一旦倒卧在地面上,几千种不同种类的真菌和昆虫,就会立刻摩拳擦掌,展开他们热闹非凡的美食接力赛。他们对活着的木头构不成威胁,不过死后的树木中,易碎的木头纤维、腐坏的潮湿的细胞组织,是最符合他们胃口的山珍海味。死后的树木被各种真菌和昆虫食用分解,以无机盐的形式再次排入土壤,被活着的树木吸收利用,完成整个养分的循环。树木穷其一生,在整个森林生态中做出了卓越的贡献。

在万物共生的森林中,如果来了新朋友,会打破原有的平衡吗?这要区分新朋友是逐步融入进来的,还是突然闯入森林中。其实森林不断地在发生着新的变化,不断有新的物种迁徙进来,自然迁徙一般都会经历漫长的适应过程,对气候、土壤、湿度等环境以及其他物种之间的磨合,逐步达到融洽的平衡状态,融入到整个森林体系。而现代人类的生产活动,往往会有意或无意地打乱这个节奏,给森林生态突然带来新的物种,往往会对整个生态产生剧烈的影响。举个例子,欧洲的落叶松往往生长比较缓慢,可利用价值相对较低,在过去的100年里,人们常常引入生长快速的日本落叶松来种植。这两个品种容易交配,形成混合种,混合种特别适合欧洲的环境,笔直且快速生长,这带来了一个危机,在遥远未来的某一天,纯种的欧洲落叶松将完全灭绝,依附于欧洲落叶松上的很多动物也会因此受到影响。不仅仅是树木,被新物种或者跨洋运输夹带而来的昆虫,也会对森林生态产生影响。亚洲长角牛甲虫就是一个令人头疼的外来物种,在欧洲的新环境中,由于缺少天敌而大量繁殖,它们会在树皮的小缝隙里面产卵,孵化后的幼虫会在树干上钻出许多个拇指大小的洞,让这棵树变得非常容易遭受到真菌的入侵,最后树干甚至会腐烂折断,人们不得不采用很多措施来干预这些外来物种给当地生态所带来的影响。

现在我们已经越来越多地意识到,保护森林生态的重要性,因为森林的健康关乎到人类的生存环境。接下来就讲第三部分,树木对生态环境有怎样的影响。

前面已经讲到,水分在树木体内的微循环,水循环不仅可以维持树木正常的生命活动,对于生态环境也有极大的影响。陆地上每隔一段时间都会形成降雨,来保持气候的湿润,这些雨水其实大部分来自海洋。由于海水的蒸发,海面上会形成大片的云,这些云被风吹送到陆地上空,形成降雨。然而被云携带的水汽会随着降雨逐渐减少,并最终消失。理论上,这个水循环机制只存在于从海岸线往内几百公里的范围内,大约在离海岸线600 km左右,就会因为太过于干燥而开始出现沙漠。可事实上,这么可怕的事情并没有发生,那是因为森林在整个过程中起到了决定性的作用。俄国科学家安娜·史塔西亚·马卡利娃教授带领的团队,研究了世界各地的森林对内陆地区降雨的影响,得出的结论是,树木是把水汽持续带往内陆的关键,森林是一台绿色的抽水泵。那它是怎么抽水的呢?

首先,雨水会被森林中的树木截流。所谓截流,说的是雨水被叶子和树干挡住,没办法直接到达地面,渗透到土壤中。森林是拥有最大叶片总面积的植被形式,每平方米的阔叶或者针叶林,在树冠拥有的叶子展开之后的总表面积,可以达到27平方米。在雨水穿过树冠层层叶片的过程中,有很大一部分降雨会被树叶截流,随后立即蒸发回到空气中,这个过程会极大减缓空气湿度降低的速度。其次,森林的土壤就像是一座巨型的地下水库,勤快地收集着雨水,储存在地下的水通过树木的蒸腾作用散发到空气中,提升空气中的水分含量。研究发现,在夏天,每平方公里的森林三个月内可以消耗大约250万升的水,这些水通过蒸腾作用被释放回空气中,这就调节了干燥、降水期和剧烈降雨期的水分收支平衡。漂浮在空气中的水汽会再度凝聚成云,随风往内陆深处移动,并再次带来降水。如果在内陆地区遇到森林,水汽又会再次回到空气中,就在这种反复循环下,森林通过持续的接力赛,使得即使很偏远的内陆地区,也有降雨的可能性。那么如果森林被砍伐一空,或者森林和森林之间的间距太大,整个水循环作用就会受到影响。人类不科学的砍伐森林带来的影响已经在巴西浮现,由于海岸森林的破坏,位于南美洲内陆深处的亚马逊热带雨林正在变得越来越干燥。

树木对生态环境更直观的作用就是净化空气。长期以来,森林被人们冠以“地球之肺”的美誉。树木在吸收二氧化碳进行光合作用的同时,释放人类赖以生存的氧气。此外,树木本身还是功效绝佳的空气过滤装置,表面积巨大的叶片,不单能够吸收二氧化碳转化为氧气,还能不断地从流动的空气中拦截下大大小小的悬浮粒子,这些悬浮粒子包含花粉、灰尘,还有人类活动产生的危害物质,比如煤灰、有毒的碳氢化合物、氮化物等等。每平方公里的树木每年最多可以拦截7000吨重的空气杂质,这个数字是惊人的。试想一下,如果没有树木的拦截过滤作用,我们可能每天都在经历沙尘暴。树木不仅仅能够过滤空气中的悬浮物质,也会在呼吸过程中释放具有抑菌杀毒功效的挥发性物质,能够直接地杀死细菌、真菌。一些植物的挥发油,比如百里香油、丁香酚、肉桂油、柠檬油,早就被医学界用来消毒了。

到这里想必你对树木的了解更多了一些,对它们的存在也更为珍视。希望对本书的解读,能够让你用崭新的眼光来看待树木,将我们的同理心延伸到每一棵树身上。正如电影《阿凡达》中的一句话:“这个世界的财富并不是埋在地下的矿藏,而是遍布我们周遭的一切。”

好,《树的秘密生命》这本书就为你解读到这里,听书笔记在音频下方,我们下期再见。



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