东西问|王孜:巨树记录了地球哪些秘密?

发布时间:2024-12-10 11:29:33 来源: sp20241210

   中新社 福州11月14日电 题:巨树记录了地球哪些秘密?

  ——专访中国巨树科考队生态学专家王孜

   中新社 记者 龙敏

  2023年8月13日,中国巨树科考队发布两棵千年巨树的等身照和相关数据,引发广泛关注。此次发布的藏南柏木,今年5月在位于雅鲁藏布国家级自然保护区的林芝市波密县境内被发现,现存高度为102.3米,活体高度为101.2米,相当于36层楼高,刷新亚洲最高树纪录,仅次于全球第一高树种——北美红杉。

藏南柏木I号树等身照,由刘纲拍摄。刘纲位于下方左一(戴蓝帽操控无人机);中国巨树科考发起人奚志农,位于下方中间(穿军绿衣);巨树攀爬技术指导刘团玺位于树顶(穿红衣);王孜位于树上方第三(穿蓝衣)。扫描图中二维码,查看“藏南柏木I号树”原图、“II号树”原图及更多场景、细节图。 

  什么是巨树?巨树记录了地球哪些秘密?中国巨树科考队生态学专家、福建农林大学菌草与生态学院副教授王孜日前接受 中新社 “东西问”专访,就此作答。

  现将访谈实录摘要如下:

   中新社 记者:什么是巨树?人类为何研究巨树?

  王孜:目前,国际上一般将树高70米以上的树木称为巨树。巨树拥有巨大的生物体貌与极高的生态价值,其中最为人所熟知的有北美红杉、巨杉和王桉等。在中国大陆,树高超过70米的巨树有7种以上,而超过80米的只有藏南柏木和大黄果冷杉。

  巨树是地球生态系统中最具标志性的一种,承载了海量的生态与气候信息。由巨树构建的森林贮存了大量的碳,是陆地上固碳量最大的一类生态系统,也是当前“碳中和”背景下极具发展潜力的一种固碳方法。

  巨树树干中层层叠叠的树轮,记载了巨树生长环境的细微变化,也记录了树木生长的快慢。每一株巨树的年轮都保存着其生长过程中的气象信息,尤其以长寿的藏南柏木和台湾杉为最。其巨大的生物体能清晰记录环境的变迁与演进。同时,巨树上生长的海量树栖生物,也是目前研究的一大热点。

  自1890年美国巨杉国家公园成立起,人类就开始了对巨树的发现和研究。如今100多年过去,巨树研究有了非常完善的体系。在茫茫林海中寻找巨树,不仅是为了刷新“最高纪录”,体验攀登的刺激,更重要的目的还是为了研究它。

藏南柏木II号树等身照,由刘纲拍摄。扫描图中二维码,在“场景选择”中查看“藏南柏木I号树”原图、“II号树”原图及更多场景、细节图。

   中新社 记者:巨树记录了地球哪些秘密?

  王孜:巨树在自然界中有多方面意义,它的珍贵价值包含了多个维度。一方面,巨树是森林健康的指示剂。它的存在,说明森林足够完整、原始。因此,研究并保护巨树,也是研究保护整个森林。一个健康的森林群落,不会像人工林那样齐齐整整、“剃个大平头”,而应拥有高低错落的植被分层结构。

  另一方面,一棵几十米的巨树上往往附生或寄生着数十种植物,形成独特的生态群落。在不同高度上,因气温、水分的变化,植物种类也会产生类似山地的垂直变化。以往,科研人员只能在水平尺度上或在山地不同海拔研究不同气候带的植物变化。如今,在一棵几十米的巨树上,就可以跨气候带进行研究。了解巨树上的环境多样性、异质性和植被的垂直变化,可以破解很多未知谜题。

  巨树身上,还留下了环境、气候变化的“刻度”。大多数巨树的年龄都在几百岁,有些甚至上千岁。在它们漫长的生命中,见证了气候的冷暖变化、降水的丰沛与稀少,这些变化都会在树木身上留下痕迹。根据巨树身上的印痕,可以反推它经历过的历史环境,并以此为鉴,推测未来气候的变化趋势。

  可以说,巨树是十分珍贵的自然遗产,保存了地球重要的气候环境信息,每一棵巨树都是独特的“空中花园”。

王孜在攀登巨树。受访者供图

   中新社 记者:中国巨树研究取得了哪些成果?此次科考具体情况如何?

  王孜:中国的巨树调查起步较晚,最早被认定的中国最高树,是日据时期台湾的一棵台湾杉,高80多米。但这个数据来自采伐记录,并不可靠。新中国成立后,云南南部的望天树,一度成为中国最高树的代名词,但也没有具体的调查研究。

  直到1973年,在第一次青藏高原综合科学考察研究中,中国科学家才开始正式进行巨树研究,记载、描述了不少70多米高的巨树,还采集、保存了至少4份大黄果冷杉的果实与种子样本。当时,科学家已注意到藏东南至滇西北地区的树木异常巨大,但受限于工具与技术,难以测量准确高度。这是中国第一次较为系统的巨树研究,为后续的追寻和发现提供了众多线索。可惜随着科考结束,中国巨树调查也戛然而止。

  2017年,台湾巨树调查逐渐兴起,科学家和志愿者共同开展“找树的人”项目,利用激光雷达和攀树技术调查中央山脉的巨树,最终发现84.1米的台湾杉(外号“倚天剑”)。同年,大陆地区也开始对高树进行科学测量,近三年先后发现了72米的台湾杉(又称秃杉)、76.8米的不丹松、83.4米的大黄果冷杉,今年5月更发现了101.2米的藏南柏木。最高纪录屡屡打破,标志着中国巨树研究进入快速增长期。

  最新发现的101.2米藏南柏木森林中,历史高度超过100米的巨树有2株以上,80米以上的巨树不完全统计为260棵以上,90米巨树为25棵。同时,通过攀树调查,还在树上发现高等植物约46种,其中藓类9种、石松类1种、蕨类7种、被子植物29种;附生植物中兰科植物达8种,含新类群2个;景天科多肉植物2种。后续的分析正在进行之中。

  科考团队截取了周边区域因自然死亡而倒伏的藏南柏木年轮,推断藏南柏木Ⅰ号年龄约为1450岁;另一棵藏南柏木Ⅱ号年龄约为1400岁。基于地貌植被信息推算,此地区还存在更高巨树的可能。

藏南柏木巨树森林。受访者供图

   中新社 记者:巨树科考中,如何攀上巨树?测量是否会给巨树带来损伤?如何为巨树拍摄等身照?

  王孜:野外巨树攀登须以某种方式把攀树辅绳抛射或挂上粗壮分叉树枝后,拽拉攀树主绳上去;使用攀树器械等,沿绳攀到首个受力点,再以攀树短绳先锋逐段领攀到树顶;选择树梢下面安全可控(一般低于树梢3米到5米)位置,以树木保护器等布织品包裹树干受力;下撤时,拆除树上的布质材料锚点(树木保护器、扁带等),双绳逐段下降,树上不留任何人类物品及材料。

  攀树作业的一个关键是保护树木,即绳子、树木保护器等接触树皮的装备,其材料都为布织型材料。科学家及攀树师的运动行为,也都沿着绳索上升下降。也就是说,所有保护站锚点的受力点,都是经重量与安全测试、非永久性、可拆除,无金属或利器接触树体。

巨树森林预测量。受访者供图

  树冠层研究是巨树科研的焦点,然而如何拍摄百米级巨树的等身照却是难题。2019年之前,巨树等身照的拍摄,往往需要半月甚至一个月时间:首先架设传统电影机所用的缆绳轨道系统,再把大型摄影机固定于轨道上完成拍摄。美国《国家地理》杂志资助的北美红杉、巨杉等巨树的等身照拍摄,都以上述方法完成。轨道系统的搭建,难度最大,时间成本也高。

  随着无人机技术不断提升,科考团队尝试以无人机垂直升降环拍,再加后期数百张照片合成处理,解决了这一难题。此前动辄数十人团队、以月为单位,甚至花费上百万美元的现场搭建拍摄,现在仅需一个优秀飞手、一架无人机、几块电池,花费半天就可完成。

  无人机拍摄,需要以某方位视角垂直升降无人机,即在树体周围选择容易起降的“天井”角度,但大多数巨树周际树冠丛生,植被茂密、郁闭度很高。因此,于飞手而言,操控技术及运气都有很高要求,“炸机”是常见的事故。光线、降雨等对拍摄过程及效果也有影响,阴天或晨昏不适合拍等身照。此次藏南柏木等身照的拍摄,是在难得的晴天窗口进行的。

王孜在攀登巨树。受访者供图

   中新社 记者:目前,全球有哪些80米以上的高树?这些巨树是否可以无限长高?人类应如何共同推进巨树研究和保护?

  王孜:世界上超过80米的巨树达32种,绝大多数分布于某些特定区域。人们普遍认为,当一个自然地理单元内存在1种以上树高超70米的巨树,且这些巨树可以构成区域建群种,并形成完整的森林时,这个区域即是一个巨树中心。

  目前,全世界公认的巨树中心有三个。其一为美国西海岸迎风坡的狭长地带,区域内的高树全为裸子植物,树高超过80米的树种有10种,以北美红杉和巨杉最具代表性;北美红杉最高达116.1米,是目前世界上已知最高的树种,自由女神像垫着座底、举着火炬,还比它矮20多米。其二为澳大利亚东南包括塔斯马尼亚岛在内的沿海区域,高树树种全为桃金娘科的桉属,超过80米的树种有7种;位于塔斯马尼亚岛上的王桉最高达100.5米,为世界第三高树。其三为婆罗洲东北角的低地雨林和低山雨林区域,树种以龙脑香科中的广义娑罗双属为主,还包括豆科的高耸凤眼木;树高超80米的树种有8种,最高的巨塔黄娑罗有97.6米高。

  树的极限高度取决于两个条件,树干的机械强度和水分能够被树的蒸腾作用送达的高度。所以,巨树也有“止境”。

  目前,关于巨树还有许多谜团未解,如巨树如何生长至百米高度、巨树树梢如何适应缺水环境、附生动植物有何生活习性等。

亚洲最高树冠。受访者供图

  为了让这些巨树能够自然和谐地生长下去,保护好它们的栖息地,加强生物多样性研究十分重要。需要时刻关注的是,最近数年内藏东南地区等巨树生长地,年降水量有明显的下降趋势。因此,各国应秉持人类命运共同体理念,背靠背、肩并肩共同守护地球家园,为古老巨树生长创造更适宜的生态环境。(完)

  受访者简介:

  王孜,中国科学院植物研究所生态学博士,福建农林大学菌草与生态学院副教授,长期从事植被生态学、高树生态学、植物分类与鉴定的研究工作。

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