【天天聚看点】为什么树木生长有快有慢？

2023-03-30 16:17:53 来源：科普中国

史军

(资料图片)

大家好，我是中科院植物学博士史军，我今天要跟大家聊的话题是：为什么有的树长得快，有的树长得慢。不同植物有不同的选择，有的树木一年要长五六米，有的树木一年长五六厘米，为什么会有这么大的差异呢？

我们先来说树木为啥要长一个高个子——其实为了争夺阳光。比如说在高温高湿的热带雨林当中，不缺水不缺温度，反倒是阳光成了众多植物争夺的宝贵资源。只要走进雨林，你就会发现光突然暗了许多。通常来说，到了下午4点以后，雨林当中就如同日落了。在西双版纳热带雨林里面，树冠层的辐射量可以达到158.92瓦每平方米，而地面上的辐射的强度只有12瓦每平方米，阳光到了地面之前被植物层层拦截了。为了获取更多的阳光，植物就得想尽办法赶紧长高，所以在这里生活的很多植物身高都远超我们的想象。比如说柚木可以到40米，望天树可以到60米，这是一个竞争光的世界，所以森林中的大树基本上都是笔直的向上生长。

当然了，在光照充足的情况下，植物就是另一个模样了。比如说在非洲草原上，大树的高度通常也就10来米，很少有这些大树直冲云霄，它们的形态更像一把大伞。其实张开叶子，就可以吸收很多的太阳光，因为在这里树木和树木之间没有一个非常强的竞争关系，大家都离得很远，所以没有必要长得很高就可以获得充足的光照。那么高个子实际上是有高回报的，快速长高是不是就是一个最好的选择？其实也不尽然。让我们意想不到的是，长得超快的大树和长得超慢的大树都出现在热带雨林里面，这实际上是不同植物的不同的竞争策略。有的植物选择了厚积薄发，比如说大家比较熟悉的酱香黄檀，这个名字不熟悉没关系，我们换一个名字，它的名字叫黄花梨。水肥这条件良好的情况下，黄花梨每年大概长两厘米左右，这个递进，也就是它最靠近地面的树干的直径增加3厘米，通常要生长6~7年之后才会产生芯材。什么是芯材？所谓芯材顾名思义就是树中央的木材，其实它们是老化的。木质部位于随心和边材之间，这些细胞曾经是为大树输送水分的管道，在大树的生长过程中位于大树中央的管道逐渐就失去了功能，这些失去了功能的芯材就会逐渐的填满了油脂、树胶、单宁还有其他的有色物质，会让区域的新材颜色变得越来越深，让它与周围的边材形成了明显的区分。至于说那些仍然维持着活性的，能够为大树输水的周围的木材就叫边材了。因为他们没有次生代谢产物的填充，所以颜色就显得浅一些，并且木质也要柔软一些。大家注意了，木材够不够硬其实在很大程度上与次生态代谢与次生代谢产物填充的数量有直接的关系。

当然了，还有些植物就选择了快速的生长，比如说在雨林中还有一种植物叫轻木，一年可以长5~6米，生长速度太超乎想象了。但是它们的材质是非常疏松的，木材很轻，轻到什么程度？一个成年人可以抱一个长达两米的树干还可以飞奔，你想它有多么轻。但是很轻的木材也有它的作用，在合成材料出现之前，我们做航模主要就用这种木头，而且这种木头甚至可以影响战争的走向。想不到在第二次世界大战当中，英国生产了一种飞机叫蚊式轰炸机，它的主要的用的材料就是轻木。机翼比较轻，飞机可以飞得很快，在同样的发动机的驱动下，木材轻飞机就能飞得很快，这可以占得先机。其二，木材生产的飞机特别容易修补，比金属修补要容易，你找一木匠拿着这个木头咔咔给它填补上，很快就修好了，受损的飞机很快就能返回战场。所以从这个角度来讲，轻木为战胜德国法西斯做出了突出贡献。所以就这点来说，每一棵树都有自己的价值。

还有提醒大家一下，不管是重的树还是轻的树，大家都会觉得这是植物，可以不断的生长，所以我们有一种错觉说，木材是可以无限产生的，似乎是一种可再生资源。从逻辑上讲没什么问题，但是加个限定就不对了——比如说在有限的人类历史发展的条件下，这木材它就不是可再生资源。比如说一颗紫檀，长到能做家具大概需要300年，一颗黄花梨长到能做家具大概需要500年，那一棵望天树长到成年大概需要800年以上。所以我们在修复故宫的时候，你想找一棵金丝楠木，那是真难。所以我们保留这个大树，它保留的不仅仅是家具的材料，更是一本本活的历史书。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

团队/作者名称：史军

出品：中国科协科普部

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