聞丞
樹的出現(xiàn)
在地球迄今長達(dá)45億年的歷史中,有近40億年的時(shí)間中茫茫大陸是風(fēng)沙肆虐的不毛之地。雖然科學(xué)家證實(shí)早在12億年到10億年前,陸地表面就有營光合作用的簡單生命形式存在,但它們并沒有對(duì)環(huán)境產(chǎn)生顯著的影響。
直至7億年至5億年前的震旦紀(jì)中期至寒武紀(jì)早期,在條件較為溫和的濱水地帶,才出現(xiàn)了一圈綠色。這些登陸的先鋒生命是綠藻的后代,與輪藻的親緣關(guān)系最為接近,它們就是今天包括所有樹木在內(nèi)的植物的祖先。據(jù)推測,真菌和這些早期植物的結(jié)合使得這次登陸成為一項(xiàng)巨大的成功,而這對(duì)關(guān)系持續(xù)至今。
又經(jīng)過1億多年,至3.8億年前,符合“樹”這個(gè)概念的生物才在地球表面出現(xiàn)。它們是樹蕨(羊齒類植物)、木賊和鱗木(一種石松類植物)。從這個(gè)階段開始,樹組成森林,森林覆蓋大地。數(shù)以億萬計(jì)的樹木改造土壤,改造大氣,調(diào)節(jié)氣候,孕育生命,聚集了世界上絕大部分的生物量。據(jù)估計(jì),今天有3萬億株成年樹木生活在地球上,它們聚集了世界上生物界75%的初級(jí)生產(chǎn)量、80%的植物生物量。沒有它們,就沒有繽紛精彩的陸地生態(tài)系統(tǒng)。
樹這個(gè)概念適用于具有莖干的高大陸生植物,通常指具有木質(zhì)莖干的植物,廣義上也會(huì)包括香蕉、竹子等高大的草本植物。樹木的莖干使得其枝葉可以向上爭取到更多陽光,形成資源競爭優(yōu)勢(shì)。而樹木莖干木質(zhì)則蘊(yùn)藏了大量的碳、氮等元素。自樹出現(xiàn)以來,陸生植物捕獲空氣中碳元素的能力大大增強(qiáng),其個(gè)體也不斷增大。在石炭紀(jì)中后期,全球性分布的森林首次覆蓋大陸,從赤道直至北極附近。當(dāng)時(shí)的森林已經(jīng)由高達(dá)10-30米的大樹組成。那個(gè)時(shí)代樹木積累的巨量固態(tài)碳元素直至今天還是人類生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)——煤炭。沒有石炭紀(jì)以來樹木通過光合作用集聚的煤炭,人類就無法走出中世紀(jì),無法驅(qū)動(dòng)工業(yè)文明的巨輪將世界改造成今天的模樣。
樹家族的演化和發(fā)展
石炭紀(jì)之前的泥盆紀(jì),陸塊分裂沉陷,淺海沼澤廣布。大氣層中的氧氣濃度和二氧化碳濃度均比現(xiàn)在高很多。樹林持續(xù)繁茂,種子蕨和裸子植物樹木出現(xiàn)。
石炭紀(jì)開始,以昆蟲為代表的節(jié)肢動(dòng)物率先登陸,至泥盆紀(jì)時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了大量能夠飛行的昆蟲,且形體碩大,其他陸生無脊椎動(dòng)物也逐漸繁盛起來。而樹木枝葉和由凋零枝葉滋生的真菌等為原始的陸生無脊椎動(dòng)物提供了充足的食物。日益演化繁復(fù)的陸生無脊椎動(dòng)物也為脊椎動(dòng)物登陸創(chuàng)造了條件。此時(shí)的森林沼澤中生活著大量硬骨魚類,有一些進(jìn)化出了能夠在水底或者灘涂上爬行的鰭肢,它們能夠短期離開水體活動(dòng)。而樹木蔭蔽水面,枝葉落入水體,腐敗分解時(shí)消耗氧氣,一些魚類進(jìn)化出在水面吞氣、并用鰾或者皮膚表面吸收氧氣的能力。在種種因樹木而起的環(huán)境條件變化驅(qū)動(dòng)下,在積累了大量遺傳和生理變化后,兩棲動(dòng)物誕生了。而先于脊椎動(dòng)物登陸的無脊椎動(dòng)物為兩棲動(dòng)物提供了豐富的食餌。這時(shí)的樹木更加高大,化石記錄顯示,很多大樹直徑可超過1米,以適應(yīng)濕潤溫暖氣候的蕨類和原始裸子植物為主。在新生的兩棲動(dòng)物中有些種類也同樣巨大,體長可達(dá)數(shù)米,并一直延續(xù)到了恐龍時(shí)代。
進(jìn)入二疊紀(jì)后大陸碰撞聚合,氣候趨于干旱。泥盆紀(jì)至石炭紀(jì)時(shí)代延綿無際覆蓋大陸的森林消退,而巨大的樹木也逐漸減少。此時(shí),配子結(jié)合不需要水作為媒介,且花粉靠風(fēng)傳播的裸子植物異軍突起,它們就是現(xiàn)代松柏類樹木的祖先。而泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)熱帶森林中的主角,巨大的石松、木賊則退出了歷史舞臺(tái)。耐旱的裸子植物經(jīng)受住了二疊紀(jì)物種大滅絕的考驗(yàn),并和恐龍一起迎來了三疊紀(jì)的輝煌。
進(jìn)入三疊紀(jì)后大陸再度分裂,并又出現(xiàn)了暖濕生境。樹木再度繁榮,此時(shí)樹木家族又出現(xiàn)了一支新的成員——被子植物,其配子不再直接暴露于空氣中,種子外面有種皮和果皮包裹。而最早的能夠開花的樹木,約出現(xiàn)在1.6億年前,接近于今天的木蘭。今天,中國西南部的廣西、貴州、云南交界處和鄰近的越南北部,是木蘭科樹木種類最豐富的地區(qū),其中有些種類能夠長到40米之高。它們應(yīng)該非常接近最初的有花樹木形態(tài)。
地球上的大樹
在三疊紀(jì)以后直至今天,世界上最高大的樹木一直是裸子植物。在恐龍時(shí)代,遍布世界各大陸數(shù)十米高的松柏、銀杏類樹木以及樹蕨,養(yǎng)育著世界上有史以來體型最為碩大的陸生植食動(dòng)物——蜥腳目恐龍,它們包括雷龍、梁龍、腕龍、馬門溪龍、阿根廷巨龍、易碎雙腔龍等。這些恐龍?bào)w長20-60米,身高10-30米,生理模型估計(jì)其最大體重超過130噸——這一紀(jì)錄在后世再未有陸生食草動(dòng)物打破過,也再未有大型食草類動(dòng)物能夠直接以這些裸子植物樹木為食。今天,地球上體積最大的單體樹木依然是屬于裸子植物的巨杉樹王——雪曼將軍樹,它生長在美國加利福尼亞州的紅杉樹國家公園內(nèi),樹齡約為2300年-2700年,樹高84米、冠幅33米,底部最大直徑達(dá)11.1米。
有花植物在出現(xiàn)之后,尤其在恐龍滅絕以后,迅速演化、分化,成為目前世界上陸生植物中種類最多、數(shù)量最大的類群。有花植物構(gòu)成了熱帶至亞熱帶森林的主要成分。而在始新世和漸新世,裸子植物樹種依然是溫帶森林的重要組成成分。經(jīng)歷過全新世冰期以后,銀杏、紅杉等裸子植物幾乎從中緯度森林里完全消失,以有花植物為主的落葉闊葉林成了溫帶森林的代表性類型,僅有松柏類的裸子植物樹木依然是寒溫帶森林的主要樹種,也出現(xiàn)在溫帶至亞熱帶森林的演替前期中。
在人類進(jìn)入文明時(shí)代的前夜,各種大樹構(gòu)成的森林覆蓋了地球陸地近一半面積。一些大樹雖然體量沒有雪曼將軍樹大,卻長得更高:澳洲的杏仁桉能生長到99.6米。在熱帶雨林中,很多樹木如龍腦香科植物都能長到60-70米高。在亞熱帶和溫帶森林中,很多樹木可以長到40米以上。而樹木也是世界上最長壽的物種類群之一。1957年,美國植物學(xué)家在美國加利福尼亞州懷特山中找到一株4768年樹齡的狐尾松,是當(dāng)時(shí)地球上已知最古老的樹木。2014年,瑞典于默奧大學(xué)(Umea University)科學(xué)家在瑞典中部的一座山脈上發(fā)現(xiàn)了世界上最古老的樹木,一株還在繼續(xù)生長的歐洲云杉,其根系已經(jīng)有9500歲。除南極洲外,世界各大洲都有樹木生長。
每一株樹木
都是一個(gè)生命網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
經(jīng)過數(shù)億年的進(jìn)化,森林構(gòu)成龐大的生命網(wǎng)絡(luò),而這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的每一株樹木都是一個(gè)生命網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),本身維持著一個(gè)生命社區(qū)。
在天然林中,樹木的根系和周圍的土壤、孔隙一道構(gòu)成了一個(gè)生命復(fù)合體。樹根往往與真菌或某些細(xì)菌共生,有效地共同消蝕巖石,分解有機(jī)物,固定空氣中的氮元素,并汲取營養(yǎng)物質(zhì)。樹根和微生物、有機(jī)碎屑一道為土壤生物提供了棲息空間和食物。有樹木生長的土地中生物更為繁盛,保水能力更好。世界各地的森林都成為水源涵養(yǎng)地。
樹木的莖干和枝條多為木質(zhì),很少有動(dòng)物能直接以活樹的木質(zhì)為食——除了蛀蝕木頭的昆蟲,如白蟻、蠹蟲等。然而樹的莖干和枝條就如城市的樓房,為各種各樣的生物提供了棲息和演化的空間,小到附著在樹皮上生長的地衣和苔蘚,大到鳥類這樣一個(gè)繁盛的脊椎動(dòng)物類群。
古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),鳥類的祖先是披著羽毛的小型獸腳類恐龍,正是中生代中后期高大茂盛的森林促成了樹棲恐龍向鳥類的進(jìn)化。時(shí)至今日,大部分鳥類依然采用樹棲方式生活。
而早期的哺乳動(dòng)物也有很多是在樹上生活,包括人類的祖先。靈長類自出現(xiàn)以來直至400萬年前,還幾乎全部生活在樹上,它們?cè)跇渖涎莼隽嗣翡J的視覺、靈活的手指、直立行走所需的基本骨骼結(jié)構(gòu)。直至地球進(jìn)入全新世,大陸氣候向干冷化轉(zhuǎn)變,大片森林轉(zhuǎn)化為草地或者稀樹草原,才出現(xiàn)了主要在地面生活的靈長類——這其中就有后來演化為智人的南方古猿。
古樹不僅僅是風(fēng)景
在中國南方,生長著世界上現(xiàn)存起源最為古老的亞熱帶森林。由于青藏高原隆升導(dǎo)致的大氣環(huán)流變化,副熱帶荒漠帶在中國境內(nèi)向北移動(dòng)了近10個(gè)緯度。于是,西南季風(fēng)和東南季風(fēng)能夠交替影響到中國南部和東部,并帶來豐沛的雨水,本應(yīng)成為荒漠的土地上生長出繁茂的森林。
在中國南方生長的樹木大致可以分為4種來源。一類是第三紀(jì)以來躲過第四紀(jì)冰期劫難幸存的古代孑遺植物,如銀杏、水杉、銀杉,以及各種水青岡、木蘭、樟科樹木等。一類是第四紀(jì)冰期時(shí)從北方向南方、從高海拔向低海拔擴(kuò)展,而在末次冰期后退縮至高山的植物,如資源冷杉、百祖山冷杉和臺(tái)灣鐵杉等。一類是北半球溫帶至亞熱帶廣布的類群,如殼斗科、槭樹科等。還有一類是冰期后從古亞熱帶和熱帶向北方擴(kuò)張的物種,如很多??浦参铩S捎谶@些歷史原因,中國南方的亞熱帶叢林也是世界上植物種類最為豐富的亞熱帶森林。然而,中國南方也是世界上人口最密集的地區(qū)之一。由于長期的開發(fā),中國南方的原始林大面積消失,只有極小的片段星散在各地,尤其是低海拔地區(qū)的原始林更為稀少。
如果說在哪里還能體味曾經(jīng)覆蓋中國南方低地的莽莽林海的壯美,位于贛東北的婺源很可能是唯一一處。由于歷史原因和當(dāng)?shù)氐娜宋膫鞒校阪脑匆粠У泥l(xiāng)村周圍都有風(fēng)水林。風(fēng)水林是神明和心靈的居所,也是古老樹木最后的家園。30米甚至40米高、幾個(gè)人才能合抱的巨木,在蜿蜒的河流畔,在村舍后裊裊的炊煙中,矗立了千百年。仰望蔥蘢葳蕤、參差嵯峨、亭亭如蓋、周身遍布附生植物的古樟、古楮、古楓,宛如在與歷史老人面對(duì)面地交流,親切、敬畏交織而成的情感油然而生。每一株古樹就是一段自然歷史,讀懂這些,方能由衷體味江南的深邃博大,感恩自然造化。這些古樹還庇護(hù)著一些世界上最為稀有的生物,比如藍(lán)冠噪鹛和白腿小隼。世界上僅存的不足200只藍(lán)冠噪鹛,中國僅存的200來只白腿小隼,都仰仗這些偉岸的巨木才能在這個(gè)星球上延續(xù)生命。古樹,在這里不僅僅是風(fēng)景。
俗話說:十年樹木,百年樹人。但是要長成真正的大樹,所需何止百年。偉岸的樹木,從古至今,都是陸地上最堪仰賴的生命家園。