树木空心之谜
很多大树随着年岁增长,树心会慢慢腐烂,最后成为空心,威胁大树的生长。在干燥的北方,空心树比较常见,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。
事实上,树木空心不止发生在北方我们所熟知的老槐树、大青树或常见的大树中,在水热丰沛地区,树木的空心现象也很严重。亚马孙热带雨林中的树木有37%的空心率;澳大利亚稀疏草原上66%~89%的物种会发生空心,在这里,有的树干空心直径达到整棵树木直径的50%。
从树木的生长环境与自身生长特征来看,潮湿的原始森林中空心数最多,那么,这些树木为什么会空心了呢?
1976年,生态学家丹尼尔•扎森发表了一篇名为《为什么热带树木的心会腐烂掉》的文章,提出了营养循环利用理论,认为空心现象是树木对生长环境采取的一种适应性策略,空心乃自然界“无用之用”的体现。树木因为闪电、火烧、真菌侵扰或动物啃噬之后,内心慢慢腐烂,营养物质逐步流到植物根部,被循环利用,树干形成空心。
扎森对树木空心“无用之用”的解释,听起来好像很合理,但细细思之,当树木中心在微生物或动物作用下慢慢腐烂的时候,营养首先被白蚁等昆虫大量获取。然后,腐烂的树心里面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浅根的草本植物获取,并不能到达大树的深根。此外,若树木空心是一种适应性策略,理论上,空心木应该能吸引很多分解者和啃噬者,但事实并非如此,那些倒下的非空心树木更受真菌和动物们的青睐。所以,从树木的生长环境方面考虑,营养循环利用的理论是站不住脚的。
最近,英国科学家在《生物学快报》上发表一篇名为《为什么那么多树是空心的》的文章,否定了扎森的营养循环利用理论,并认为树木在其生长过程中,为了节省能量而选择牺牲身体的一部分,从而造成了空心现象。对于一些粗矮的古树来说,保护树心可能并不是一种经济的选择。因为,树干外周的树皮是用来运输水分、矿物质的,对于较大的树木来说,要维持外周树皮的正常工作每年通常要耗费5%~13%光合获取的能量。为了节约能量,有些树木便舍“内”求“外”,树干中间因缺乏营养而形成实心,这样的实心既不能储存能量也不能传输物质,化学防御物质也没法更新,因此抵抗能力降低了,自然容易受到真菌和动物的侵蚀而腐烂,造成树木空心。
此外,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主干更能忍受高强度的拉力。因此,水平侧枝通常生长更加强壮,更耐真菌和动物腐蚀一些,不易发生空心。硕大的侧枝同时会将拉力施加在空心树木的外周,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……
关于树木空心的谜题还有很多种解释,不过,至今仍然没有更权威的说法。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,还得等待新的科研结果。