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为什么有些树木是空心的  

2015-02-27 15:34:34|  分类: 科技能源 |  标签: |举报 |字号 订阅

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为什么有些树木是空心的 - 胡子 - 胡子的博客

  北京植物园龙王庙前修复的空心老槐树。

  很多大树随着年岁增长,树心会慢慢腐烂,最后成为空心,威胁大树生长。这个问题一直困扰着生物学家。有人认为树木内心慢慢腐烂,营养逐步流到植物根部,被循环利用;也有人认为植物空心可能是选择性地牺牲一部分化学防御来节省能量。但究竟是何原因,至今仍然没有最好的解释,还得等待将来新的科研结果。

  

  很多大树随着年岁增长,树心会慢慢腐烂,最后成为空心,威胁大树生长。在古树相对较多的北方,空心是个大问题,如曹雪芹纪念馆前的歪脖子老槐树,北京植物园龙王庙前的老槐树等。在水热丰沛的热带地区,空心树也随处可见。

  事实上,树木空心不止发生在我们所熟知的老槐树、大青树或常见大树中,空心现象的普遍性远超出我们的想象。研究发现,澳大利亚稀疏草原上66%—89%的物种会发生空心,树干空心直径达50%;亚马孙热带雨林中有37%的空心率;云南哀牢山原始森林的空心树木也相当高。从树木自身特征与生长环境看,潮湿的原始森林中空心树最多,老粗矮的树木容易空心,主干比侧枝容易空心。

  那么,有些树木为什么会空心了呢?

  1976年,生态学家丹尼尔?扎森发表了一篇文章《为什么热带树木的心会腐烂掉》,认为树木空心是一种适应策略,空心乃自然界“无用之用”的体现。树木因为闪电、火烧或真菌侵扰、动物啃噬之后,会形成空心。树木内心慢慢腐烂,营养逐步流到植物根部,被循环利用。扎森对树木空心“无用之用”的解释,听起来合乎逻辑,但长期缺乏证据,尚未被生态学家证实。

  细细思之,当树木中心在微生物或动物作用下慢慢腐败的时候,营养首先被白蚁等昆虫大量获取,枯木中最重要的部分被雨水冲刷到地表的土壤里,这些到达地表的营养则会被地表浅根的草本植物获取,而不能到达大树的深根。树木空心后渗入土壤中的营养实际上是被大树的竞争者草本植物获取了。此外,若树木空心是一种适应性策略,理论上空心木应该吸引很多分解者和啃噬者,而现实是啃噬倒木的动物多样性和真菌多样性高于空心木。所以,营养循环利用的理论是站不住脚的。

  英国科学家最近在《生物学快报》上发表一篇文章《为什么那么多树是空心的》,认为植物空心可能是选择性地牺牲一部分化学防御来节省能量,并非如扎森所言的促进能量循环。

  植物通常依靠化学物质来防御微生物或动物。对于长新叶新枝条、掉落老叶老枝的树木来说,像保护嫩叶嫩枝一样保护树心可能并不是一种经济的选择。对于较大的树木来说,树干外周的树皮通常是活的,用来运输水分、矿物质,树木要维持外周树皮通常每年要耗费5%—13%光合获取的能量。为了节约能量,很多树木的心实已死去,它既不储存能量也不传输物质。所以,树心一旦形成之后,化学防御物质没法更新,因此抵抗能力降低了。缺乏化学物质更新的树心自然容易受到真菌和动物的侵蚀,造成树木空心。

  从树木物理稳定性考量,高大树木的水平侧枝通常比直立的枝干更能忍受高强度的拉升力。因此,水平侧枝通常生长更加强壮,物理性强,更耐真菌和动物腐蚀一些。硕大的侧枝同时会将拉力施加在空心树木的外周,对树皮形成选择,树木空心的现象或许还能合理解释为什么树皮外周比树心结构复杂的现象。

  不过,树木为何会发生空心,这个问题仍然没有最好的解释。有人可能还会问,为何有的植物(如伞树或竹子)的茎干生来便是空心的呢?想要回答这个问题,那还得等待新的科研结果。

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