巨树在一片丛林中“脱颖而出”。受访者供图
2022年10月9日上午,“中国第一高树”刷了新纪录,一棵位于西藏察隅县的云南黄果冷杉,被测出了83.4米的高度。据推测,这棵云南黄果冷杉有380多岁,按照一般冷杉1000年或1000年以内的寿命,它正值青壮年,在未来的100年生长期里,还会继续长高。
“中国第一高树”被发现,让更多人了解到巨树科考者这个群体。王孜是中国巨树科考队的成员,也是中国科学院植物研究所博士研究生,他学植被生态学,因为想研究巨树上的生态系统,2019起,和团队成员开始在中国各地找巨树。
他们像侦探一样,拿到线索,通过多种方法推导巨树的位置,寻找、测量了100多棵大树。
一棵巨树就是一个生物系统,这棵云南黄果冷杉上,被发现了五十多种附生植物。之前,我国的植物学家只在水平层面,研究物种的变化规律,巨树的发现,为垂直层面的物种研究,提供了机会。
找巨树的过程,颠覆了王孜的许多固有认知。他学到的知识告诉他,某些树木是保守的,适应在地面生活,不会长在树上。但他却在巨树上发现了这几类树木。“我们目前的研究还是很浅层的”,王孜说。巨树还有很多秘密,需要人类去寻找答案。
攀树测量
站在巨树旁,你根本分不清它就是最高的树。察隅县位于喜马拉雅山脉与横断山脉过渡地带的岗日嘎布河谷深处,这棵云南黄果冷杉长在一片人际罕至的原始森林里,离它最近的村庄在五公里外,村里只有十几户人家。
这片森林针、阔叶混交,底下有很多阔叶的树,很密,可视度很差,人站在地上往天上看,只能看到一个个树干,上面都被叶子遮掉了。这便是巨树一直很难被发现的原因,即使世代生活在周边的人注意到了这些树木异常巨大,但因工具与技术的限制,也很难知道树木的准确高度。
现在科研可以借用激光雷达和无人机测量树高,也可以使用人工测量的方法——由人爬到树顶,确定最高树梢高度后,再将卷尺直接放下,下垂至地面测量。人工测量的精度比机器更高,误差更小,不会受到环境对信号的干扰。我们采用的便是人工测量的方式。
这次科考是和专门的野攀团队合作,由专业的攀树师教我们攀树技巧。我们采用的方式叫单绳攀登,这是国际上一种成熟的高树攀登方式。它使用一根绳索,绳的一端被系在树的最高处,绳上有5个上升器,用来固定攀爬者的两只脚、胸部和手。攀树时,人被悬在空中,挪动一个上升器,所有的上升器会一起向上,把人拽上去。手累了,可以用脚使劲,脚累了,可以用胸部。爬树时,我们会控制脚,尽量不踩树。因为绳的固定点在人的重心点上面,一踩,受力点就在下面了,人可能就翻过来了。
这种攀树方式对人的体力要求不高,真正走时,就跟爬楼梯的感觉是一模一样的,很安全,也不太累,我作为初学者,从树底爬到最高处,一趟大概需要一个多小时的时间,我们的教练只需要半个多小时。
提前三天,我们进行了攀树训练,试攀二十米的树。差不多两天半的时间,我就掌握了技巧,当时觉得难度系数不太大,但真正攀爬巨树时,整个团队还是遇到了麻烦。
上升器固定科考者的身体,挪动上升器,便能向上。受访者供图
首先,攀树师要先把绳索带到树顶树冠上,进行领攀。我和另外一位负责科考的队友上树进行采集和调查,两名摄影师要攀到三四十米高的位置进行拍摄。
这次攀的巨树和攀树师平时测试攀的那些树都不一样,树很高,树底下的分支也很高,最低的分支接近30米,挂绳很不方便。为了挂绳,攀树师设计了几个方案。第一个方案是使用无人机把绳勾上去,试了十几次都失败了。
第二天早上,他们开始尝试第二种方法:打弹弓,攀树师先爬到一棵树上,用弹弓把绳打到巨树上,试了一次又一次,总失败。几个攀树师的心情变得很焦躁。直到打了第十三次,终于成功了。此时已是下午2点。
担心失败,我们还做了另一个预案,让一位技术好的攀树师爬到树顶,把绳挂上去,我们再上去,采集样本和拍照片。但那棵树不好爬,树上有很多细小的分支,很多是枯死的,长的位置又很刁钻,长的有四五米,一碰,树枝就会掉下来,这对人爬树的干扰很大。负责探路的攀树师最危险,因为他第一个上去,看不到上面的状况,树枝的承重能力什么的,都不是很清楚。
探路的攀树师在设置安全绳时,我们站在树底等待。只听见“Duang”的一声,一个很粗的枯木头掉了下来,到地上,立刻摔得粉碎。在这个过程中,枯树枝连续不断掉下来,最粗的有几十斤重。
攀树时,我的腰挂上带着采集袋、笔、对讲机,采集之前,无人机已经把整个树扫过一遍了,哪里长了什么东西,我对着找就行。悬在空中,我的高度一点点上升,肉眼可见巨树的树皮开始发生变化。
距树根十几米高树皮比较破碎、潮湿,树干表面缠覆着各种苔藓和小型草本植物,到二三十米时,附生植物开始减少,藤本、蕨类植物增多。有点缀有紫红色花朵的紫花络石和常春藤,到50多米处,树干变得干而完整,松萝、蔓藓等耐旱的植物攀附在上面。
不同高度,树的粗糙程度、体积跟密度比、酸碱度都不一样,它上面的攀附的植物也不同。树底和树上仿佛两个世界。以前,植物学家只能在水平尺度上研究亚热带到温带的植物带谱过渡。现在,一棵树短短几十米的距离,上面生长的植物类型就跨越了亚热带和温带。一棵树就是一个生态系统,我在这棵黄果冷杉上发现了50多种植物。国内在植被垂直层面的研究还相对空白,巨树提供了一个很好的机会。
我们团队都不恐高,反而,越高越兴奋。吊在树上,我并没有太大的感觉。因为时间很赶,我一边采集样本,脑子一直在想事。我想采集些树皮,研究一下不同高度的树皮和附生植物的关系。但纠结了很久,还是没采,我怕对树造成破坏。
冷杉的树顶主干较细,上不去人,测量时,爬到最高的那个人,在离树顶还有两三米时,用鱼竿触碰树梢,最后加上卷尺下垂地面的高度,确定树的高度为:83.4米。
阴差阳错的发现
我最早对巨树感兴趣是在十多年前,2006年,博物学家克里斯·阿特金斯和迈可·泰勒在美国加州发现一棵115.9米高的巨树。我看了图片,很震撼。也很好奇,这树怎么能长这么高?国外很早就有人做这方面的研究,还有专门的网站详细介绍这些巨树,不单是高树,还介绍体积最大的树、胸径最大的树。
2017年,台湾有个团队为巨树台湾杉三姊妹拍摄了等身照,2020年,他们成功测量了79.1米高的“桃山神木”。我看过他们的照片,拍得很漂亮、壮观,人被吊在很粗的树上,光影的配合、阴暗的对比都刚刚好,很有史实感、大片感。
看到台湾拍的巨树照片,大陆的自然摄影师奚志农发起了“巨树计划”,寻找新的“中国树王”。他想为巨树拍等身照,我们想研究巨树上的附生植物,就这样合作了起来。
2019年,中科院植物所开始找巨树。最初,我们判断巨树能长出来的原因主要为三方面:树种是最重要的,树种不行,环境再适宜,也长不高;其次,生态环境要好;再就是它要有一定的生长年限,至少得有五六百年的平稳环境,不能有山洪、人类砍伐这些干扰,这也就是我国东部地区没有高树的主要原因。
我们直接去西南找,一开始去云南西双版纳等地,云南之后,我们又去了广西、西藏,测了台湾杉、冷杉、柏木,总共100多棵树。最初,我们以为柏木跟台湾杉这两个品种更容易出现巨树。因为这两种树寿命长、长得慢,木材致密性好,不易腐烂,更容易长成巨树。像长在美国,世界上最高的树 “亥伯龙神”,它的品种是北美红杉,就具备以上特点。但我们并没有在柏木和台湾杉中找到特别出色的高树。
最初我们并不看好冷杉这个品种,认为它不具有长成巨树的潜力。冷杉有点像杨树,长得很快,但木质疏松,一地震,就断了,虫子一咬,一有水,就腐烂了。
发现这棵云南黄果冷杉属于阴差阳错,2019年,我们去做青藏高原生态系统的普查,遇到修路的勘探队。勘探队员告诉我们,在他们的扎营地有一些很高的树,他们用全站仪测过了,有80米高。
科考队成员在巨树上,如一个个小点。受访者供图
我们跟着勘探队,徒步30多公里,进入了一片很大的原始森林。里面长满了红豆杉,很壮观,树都很高,在四川以东的区域,我们见过顶高的树也就30多米,从来没见过这么高的森林。
今年4月初,我们再去做生态系统的调查,从云南走滇藏线,又来到这片森林,我用无人机在森林里飞了一圈,捕捉到了一棵高树,初步测量了一下:83.2米,就是这棵云南黄果冷杉。
测量时,我们初步观察发现,云南黄果冷杉所在的森林70米以上的高树有五棵以上,60米—70 米之间的高树至少有上百棵,这是一个巨树群落,生物量非常丰富,森林的完整性与原始性在中国几乎能排到第一。
为什么长这么高
为什么这棵云南黄果冷杉能长这么高?
虽然肉眼分辨不出高树,但高树的分布是有规律的,它们几乎都是长在河谷里头,山谷是U型的,它们在中间,但不是在最中间,而是最底下靠边的位置。因为中国的季风性气候很强,河水的涨幅跨度非常大,在中心的位置会被冲掉,长不了高树,但是在高处的话,水分跟土壤厚度又不行。
这棵冷杉地处高山峡谷间的河谷地带,大风很难刮到这里,年降水量相对充沛,年均降水量在1500毫米-2000毫米间,基本能达到“林下长期潮湿,林冠有长时间湿润期的水平”,适合树木和附生植物的生长。它生长的位置也很特殊,在一个小土坡上,抗洪水能力很强。
攀树时,我们观察这棵树有些倾斜,在树的40多米和50多米处,都有受伤的痕迹,有分支,还有一个大的、U型分岔。
根据这棵树的年纪,我们推算它最早出现在明朝末期。这棵树活了100多年,长高到了40多米。之后,因一些偶然因素,或是动物啃食,或是自然灾害,它受了伤,但却间接刺激了它生长激素的紊乱,让它得以继续长高。墨脱县76.8米的不丹松,在树50多米的地方也有一个创伤。1952年,当地发生了8.6级的地震。或许正是因为当时地震把树震断了,让它迎来了一轮新的生长,接着又长高了20多米。
除此之外,由于地形复杂,人类活动少,也让巨树在成长过程中,逃脱了被砍伐的命运。
在找巨树的过程中,颠覆了我很多认知。按照我们以往学的知识,某些树木不可能生长在树上。但在巨树上,我们发现了这几类树木。比如,一棵不丹松上面又长了一棵桦树、松树、石楠。
2022年10月初,森林茂密,王孜站在树下,看不见巨树有多高。受访者供图
我们都知道热带的环境很好,物种多,地面物种间的竞争激烈,迫使一些拓殖能力强大的物种向其他的生态位分化。这是一种生存策略,地面的竞争力太大了,去树干上面生活。植物是很聪明的。
像一些附生植物,如蕨类,它的孢子很小的,肉眼几乎看不见;兰花的种子特别小,一个果实里面有几十万个种子,像灰尘一样,风一吹,它就上去就发芽了,但是像石楠,它的果子像山楂一样大,是怎么上去的呢?
还有一个问题是,种子长期适应地面生活,它可能不太适合在树上发芽;树要长大,对水分、对营养的要求也很高,按理说,树干无法满足这些条件,多方面因素导致树上不应该再长树,但它还是长了。
墨脱县的那棵巨树不丹松上长了80多种附生植物,许多是观赏性很高的植物。最高一棵树是木兰杜鹃,有六七米高,开的花非常漂亮,但树上根本就没有土壤,只有脱落的树皮、枝叶,它哪来的营养跟水分供应6米多高的树长在上面?这些未知和反常特别迷人。
在科考中,我还发现在不同区域,巨树上的附生植物也存在着较大差异,比如墨脱县和察隅县的两棵巨树上面长的东西不一样,规律也不同。以后,我想把所有巨树上的附生植物都好好采集、调查一下,做一个对照。
我们现在研究的还是这棵云南黄果冷杉为什么在这里能长这么高,但这棵树为什么能长这么高,还完全没有答案。目前我们对巨树的了解还是很浅的。
新京报记者 王霜霜
编辑 胡杰 校对 刘越