生態(tài)學(xué)專家王孜：每棵巨樹(shù)都是獨(dú)特的“空中花園”

2023年8月13日，中國(guó)巨樹(shù)科考隊(duì)發(fā)布兩棵千年巨樹(shù)的等身照和相關(guān)數(shù)據(jù)，引發(fā)廣泛關(guān)注。此次發(fā)布的藏南柏木，今年5月在位于雅魯藏布國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的林芝市波密縣境內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存高度為102.3米，活體高度為101.2米，相當(dāng)于36層樓高，刷新亞洲最高樹(shù)紀(jì)錄，僅次于全球第一高樹(shù)種——北美紅杉。

什么是巨樹(shù)？巨樹(shù)記錄了地球哪些秘密？中國(guó)巨樹(shù)科考隊(duì)生態(tài)學(xué)專家、福建農(nóng)林大學(xué)菌草與生態(tài)學(xué)院副教授王孜日前接受中新社“東西問(wèn)”專訪，就此作答。

現(xiàn)將訪談實(shí)錄摘要如下：

中新社記者：什么是巨樹(shù)？人類(lèi)為何研究巨樹(shù)？

王孜：目前，國(guó)際上一般將樹(shù)高70米以上的樹(shù)木稱為巨樹(shù)。巨樹(shù)擁有巨大的生物體貌與極高的生態(tài)價(jià)值，其中最為人所熟知的有北美紅杉、巨杉和王桉等。在中國(guó)大陸，樹(shù)高超過(guò)70米的巨樹(shù)有7種以上，而超過(guò)80米的只有藏南柏木和大黃果冷杉。

巨樹(shù)是地球生態(tài)系統(tǒng)中最具標(biāo)志性的一種，承載了海量的生態(tài)與氣候信息。由巨樹(shù)構(gòu)建的森林貯存了大量的碳，是陸地上固碳量最大的一類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)，也是當(dāng)前“碳中和”背景下極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N固碳方法。

巨樹(shù)樹(shù)干中層層疊疊的樹(shù)輪，記載了巨樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境的細(xì)微變化，也記錄了樹(shù)木生長(zhǎng)的快慢。每一株巨樹(shù)的年輪都保存著其生長(zhǎng)過(guò)程中的氣象信息，尤其以長(zhǎng)壽的藏南柏木和臺(tái)灣杉為最。其巨大的生物體能清晰記錄環(huán)境的變遷與演進(jìn)。同時(shí)，巨樹(shù)上生長(zhǎng)的海量樹(shù)棲生物，也是目前研究的一大熱點(diǎn)。

自1890年美國(guó)巨杉國(guó)家公園成立起，人類(lèi)就開(kāi)始了對(duì)巨樹(shù)的發(fā)現(xiàn)和研究。如今100多年過(guò)去，巨樹(shù)研究有了非常完善的體系。在茫茫林海中尋找巨樹(shù)，不僅是為了刷新“最高紀(jì)錄”，體驗(yàn)攀登的刺激，更重要的目的還是為了研究它。

中新社記者：巨樹(shù)記錄了地球哪些秘密？

王孜：巨樹(shù)在自然界中有多方面意義，它的珍貴價(jià)值包含了多個(gè)維度。一方面，巨樹(shù)是森林健康的指示劑。它的存在，說(shuō)明森林足夠完整、原始。因此，研究并保護(hù)巨樹(shù)，也是研究保護(hù)整個(gè)森林。一個(gè)健康的森林群落，不會(huì)像人工林那樣齊齊整整、“剃個(gè)大平頭”，而應(yīng)擁有高低錯(cuò)落的植被分層結(jié)構(gòu)。

另一方面，一棵幾十米的巨樹(shù)上往往附生或寄生著數(shù)十種植物，形成獨(dú)特的生態(tài)群落。在不同高度上，因氣溫、水分的變化，植物種類(lèi)也會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似山地的垂直變化。以往，科研人員只能在水平尺度上或在山地不同海拔研究不同氣候帶的植物變化。如今，在一棵幾十米的巨樹(shù)上，就可以跨氣候帶進(jìn)行研究。了解巨樹(shù)上的環(huán)境多樣性、異質(zhì)性和植被的垂直變化，可以破解很多未知謎題。

巨樹(shù)身上，還留下了環(huán)境、氣候變化的“刻度”。大多數(shù)巨樹(shù)的年齡都在幾百歲，有些甚至上千歲。在它們漫長(zhǎng)的生命中，見(jiàn)證了氣候的冷暖變化、降水的豐沛與稀少，這些變化都會(huì)在樹(shù)木身上留下痕跡。根據(jù)巨樹(shù)身上的印痕，可以反推它經(jīng)歷過(guò)的歷史環(huán)境，并以此為鑒，推測(cè)未來(lái)氣候的變化趨勢(shì)。

可以說(shuō)，巨樹(shù)是十分珍貴的自然遺產(chǎn)，保存了地球重要的氣候環(huán)境信息，每一棵巨樹(shù)都是獨(dú)特的“空中花園”。

中新社記者：中國(guó)巨樹(shù)研究取得了哪些成果？此次科考具體情況如何？

王孜：中國(guó)的巨樹(shù)調(diào)查起步較晚，最早被認(rèn)定的中國(guó)最高樹(shù)，是日據(jù)時(shí)期臺(tái)灣的一棵臺(tái)灣杉，高80多米。但這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)自采伐記錄，并不可靠。新中國(guó)成立后，云南南部的望天樹(shù)，一度成為中國(guó)最高樹(shù)的代名詞，但也沒(méi)有具體的調(diào)查研究。

直到1973年，在第一次青藏高原綜合科學(xué)考察研究中，中國(guó)科學(xué)家才開(kāi)始正式進(jìn)行巨樹(shù)研究，記載、描述了不少70多米高的巨樹(shù)，還采集、保存了至少4份大黃果冷杉的果實(shí)與種子樣本。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家已注意到藏東南至滇西北地區(qū)的樹(shù)木異常巨大，但受限于工具與技術(shù)，難以測(cè)量準(zhǔn)確高度。這是中國(guó)第一次較為系統(tǒng)的巨樹(shù)研究，為后續(xù)的追尋和發(fā)現(xiàn)提供了眾多線索。可惜隨著科考結(jié)束，中國(guó)巨樹(shù)調(diào)查也戛然而止。

2017年，臺(tái)灣巨樹(shù)調(diào)查逐漸興起，科學(xué)家和志愿者共同開(kāi)展“找樹(shù)的人”項(xiàng)目，利用激光雷達(dá)和攀樹(shù)技術(shù)調(diào)查中央山脈的巨樹(shù)，最終發(fā)現(xiàn)84.1米的臺(tái)灣杉(外號(hào)“倚天劍”)。同年，大陸地區(qū)也開(kāi)始對(duì)高樹(shù)進(jìn)行科學(xué)測(cè)量，近三年先后發(fā)現(xiàn)了72米的臺(tái)灣杉(又稱禿杉)、76.8米的不丹松、83.4米的大黃果冷杉，今年5月更發(fā)現(xiàn)了101.2米的藏南柏木。最高紀(jì)錄屢屢打破，標(biāo)志著中國(guó)巨樹(shù)研究進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。

最新發(fā)現(xiàn)的101.2米藏南柏木森林中，歷史高度超過(guò)100米的巨樹(shù)有2株以上，80米以上的巨樹(shù)不完全統(tǒng)計(jì)為260棵以上，90米巨樹(shù)為25棵。同時(shí)，通過(guò)攀樹(shù)調(diào)查，還在樹(shù)上發(fā)現(xiàn)高等植物約46種，其中蘚類(lèi)9種、石松類(lèi)1種、蕨類(lèi)7種、被子植物29種；附生植物中蘭科植物達(dá)8種，含新類(lèi)群2個(gè)；景天科多肉植物2種。后續(xù)的分析正在進(jìn)行之中。

科考團(tuán)隊(duì)截取了周邊區(qū)域因自然死亡而倒伏的藏南柏木年輪，推斷藏南柏木Ⅰ號(hào)年齡約為1450歲；另一棵藏南柏木Ⅱ號(hào)年齡約為1400歲?；诘孛仓脖恍畔⑼扑?，此地區(qū)還存在更高巨樹(shù)的可能。

中新社記者：巨樹(shù)科考中，如何攀上巨樹(shù)？測(cè)量是否會(huì)給巨樹(shù)帶來(lái)?yè)p傷？如何為巨樹(shù)拍攝等身照？

王孜：野外巨樹(shù)攀登須以某種方式把攀樹(shù)輔繩拋射或掛上粗壯分叉樹(shù)枝后，拽拉攀樹(shù)主繩上去；使用攀樹(shù)器械等，沿繩攀到首個(gè)受力點(diǎn)，再以攀樹(shù)短繩先鋒逐段領(lǐng)攀到樹(shù)頂；選擇樹(shù)梢下面安全可控(一般低于樹(shù)梢3米到5米)位置，以樹(shù)木保護(hù)器等布織品包裹樹(shù)干受力；下撤時(shí)，拆除樹(shù)上的布質(zhì)材料錨點(diǎn)(樹(shù)木保護(hù)器、扁帶等)，雙繩逐段下降，樹(shù)上不留任何人類(lèi)物品及材料。

攀樹(shù)作業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵是保護(hù)樹(shù)木，即繩子、樹(shù)木保護(hù)器等接觸樹(shù)皮的裝備，其材料都為布織型材料。科學(xué)家及攀樹(shù)師的運(yùn)動(dòng)行為，也都沿著繩索上升下降。也就是說(shuō)，所有保護(hù)站錨點(diǎn)的受力點(diǎn)，都是經(jīng)重量與安全測(cè)試、非永久性、可拆除，無(wú)金屬或利器接觸樹(shù)體。

樹(shù)冠層研究是巨樹(shù)科研的焦點(diǎn)，然而如何拍攝百米級(jí)巨樹(shù)的等身照卻是難題。2019年之前，巨樹(shù)等身照的拍攝，往往需要半月甚至一個(gè)月時(shí)間：首先架設(shè)傳統(tǒng)電影機(jī)所用的纜繩軌道系統(tǒng)，再把大型攝影機(jī)固定于軌道上完成拍攝。美國(guó)《國(guó)家地理》雜志資助的北美紅杉、巨杉等巨樹(shù)的等身照拍攝，都以上述方法完成。軌道系統(tǒng)的搭建，難度最大，時(shí)間成本也高。

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)不斷提升，科考團(tuán)隊(duì)嘗試以無(wú)人機(jī)垂直升降環(huán)拍，再加后期數(shù)百?gòu)堈掌铣商幚恚鉀Q了這一難題。此前動(dòng)輒數(shù)十人團(tuán)隊(duì)、以月為單位，甚至花費(fèi)上百萬(wàn)美元的現(xiàn)場(chǎng)搭建拍攝，現(xiàn)在僅需一個(gè)優(yōu)秀飛手、一架無(wú)人機(jī)、幾塊電池，花費(fèi)半天就可完成。

無(wú)人機(jī)拍攝，需要以某方位視角垂直升降無(wú)人機(jī)，即在樹(shù)體周?chē)x擇容易起降的“天井”角度，但大多數(shù)巨樹(shù)周際樹(shù)冠叢生，植被茂密、郁閉度很高。因此，于飛手而言，操控技術(shù)及運(yùn)氣都有很高要求，“炸機(jī)”是常見(jiàn)的事故。光線、降雨等對(duì)拍攝過(guò)程及效果也有影響，陰天或晨昏不適合拍等身照。此次藏南柏木等身照的拍攝，是在難得的晴天窗口進(jìn)行的。

中新社記者：目前，全球有哪些80米以上的高樹(shù)？這些巨樹(shù)是否可以無(wú)限長(zhǎng)高？人類(lèi)應(yīng)如何共同推進(jìn)巨樹(shù)研究和保護(hù)？

王孜：世界上超過(guò)80米的巨樹(shù)達(dá)32種，絕大多數(shù)分布于某些特定區(qū)域。人們普遍認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)自然地理單元內(nèi)存在1種以上樹(shù)高超70米的巨樹(shù)，且這些巨樹(shù)可以構(gòu)成區(qū)域建群種，并形成完整的森林時(shí)，這個(gè)區(qū)域即是一個(gè)巨樹(shù)中心。

目前，全世界公認(rèn)的巨樹(shù)中心有三個(gè)。其一為美國(guó)西海岸迎風(fēng)坡的狹長(zhǎng)地帶，區(qū)域內(nèi)的高樹(shù)全為裸子植物，樹(shù)高超過(guò)80米的樹(shù)種有10種，以北美紅杉和巨杉最具代表性；北美紅杉最高達(dá)116.1米，是目前世界上已知最高的樹(shù)種，自由女神像墊著座底、舉著火炬，還比它矮20多米。其二為澳大利亞?wèn)|南包括塔斯馬尼亞島在內(nèi)的沿海區(qū)域，高樹(shù)樹(shù)種全為桃金娘科的桉屬，超過(guò)80米的樹(shù)種有7種；位于塔斯馬尼亞島上的王桉最高達(dá)100.5米，為世界第三高樹(shù)。其三為婆羅洲東北角的低地雨林和低山雨林區(qū)域，樹(shù)種以龍腦香科中的廣義娑羅雙屬為主，還包括豆科的高聳鳳眼木；樹(shù)高超80米的樹(shù)種有8種，最高的巨塔黃娑羅有97.6米高。

樹(shù)的極限高度取決于兩個(gè)條件，樹(shù)干的機(jī)械強(qiáng)度和水分能夠被樹(shù)的蒸騰作用送達(dá)的高度。所以，巨樹(shù)也有“止境”。

目前，關(guān)于巨樹(shù)還有許多謎團(tuán)未解，如巨樹(shù)如何生長(zhǎng)至百米高度、巨樹(shù)樹(shù)梢如何適應(yīng)缺水環(huán)境、附生動(dòng)植物有何生活習(xí)性等。

為了讓這些巨樹(shù)能夠自然和諧地生長(zhǎng)下去，保護(hù)好它們的棲息地，加強(qiáng)生物多樣性研究十分重要。需要時(shí)刻關(guān)注的是，最近數(shù)年內(nèi)藏東南地區(qū)等巨樹(shù)生長(zhǎng)地，年降水量有明顯的下降趨勢(shì)。因此，各國(guó)應(yīng)秉持人類(lèi)命運(yùn)共同體理念，背靠背、肩并肩共同守護(hù)地球家園，為古老巨樹(shù)生長(zhǎng)創(chuàng)造更適宜的生態(tài)環(huán)境。

受訪者簡(jiǎn)介：

王孜，中國(guó)科學(xué)院植物研究所生態(tài)學(xué)博士，福建農(nóng)林大學(xué)菌草與生態(tài)學(xué)院副教授，長(zhǎng)期從事植被生態(tài)學(xué)、高樹(shù)生態(tài)學(xué)、植物分類(lèi)與鑒定的研究工作。