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（圖片來自：昵圖網）
當人們面臨一株巨大無比的樹木， 除了感歎人自身的渺小， 還會被大自然的神奇與美妙徹底折服。
在很多國家或地區， 人們甚至會對大樹頂禮膜拜， 一方面表達敬畏之意， 另一方面還用以祈求平安和來年風調雨順。 但你知道世界上最高的樹有多高嗎？它們分佈在哪裡？千百年來又訴說著怎樣的故事？大樹背後又有哪些科學知識和自然規律值得人們探索？
最高的樹有多高？
任何植物， 包括樹木都會不遺餘力的優先保障高生長， 因為較快的高生長可以幫助樹木打敗競爭對手， 獲得樹冠上層充分的光照；擁有絕對高度優勢的樹種傳播種子和果實的能力也較強。
在競爭激烈的亞馬遜森林，
就目前人們所掌握的資料， 世界上最高的樹是北美紅杉， 生在在風光旖旎、陽光雨水均較充足的加利福尼亞州， 高達115.7 m， 相當於40層樓的高度。
（世界第一高樹——北美紅杉）
第二最高的樹是同樣分佈在北美的花旗松， 樹高為100.3 m。
（世界第二高樹——花旗松）
有意思的是， 世界上最高的裸子植物， 如松樹和柏樹基本上都在北美地區， 而最高的被子植物， 如桃金娘科的桉樹基本上都在澳大利亞。
例如， 第三高的杏仁桉(99.6 m)分佈在澳大利亞的塔斯馬尼亞島。 就目前人們所知道的最高的樹， 其中80 m以上的29棵， 70 m以上的總共46棵， 大部分生長在北美和澳大利亞(表1， 樹高排名前十的樹種)。
（世界第三高樹——杏仁桉）
外界生長條件的限制: 熱力適應
有研究表明， 熱帶地區的樹普遍比其他地區的高。 但通過對全球最高樹的分佈的分析我們知道， 在北溫帶和南太平洋地區反而是最高的， 這或許說明了溫度不是決定樹高的唯一因素。
科學家對70 m以上的高樹的地理資訊進行了分析， 發現它們的海拔從50m到1750 m不等， 說明高樹不一定非得長在地勢低的地方。 有的樹分佈在南半球， 而有的在北半球， 看樣子高樹選擇“落腳”的地方也不挑剔。 那麼， 什麼是影響樹木長高的因素呢？
新南威爾士大學的摩爾等人發現， 最潮濕月份的降雨量能夠解釋全球平均最大樹高變異的25.6%， 是影響樹木高生長最顯著的一個氣候因數。同時他們也發現溫差波動越小的地區樹長得也越高，等溫性(isothermality)解釋樹高變異的22.2%。
近期，芬蘭學者拉裡亞瓦拉對全球最高的46棵樹分佈特點進行了研究，他發現世界上最高的樹分佈的特徵是: 全年氣溫變化不大，間於7到15.4℃；大多數分佈在近海100 km範圍內，受到海洋氣候的影響較大，即年均溫溫差不大。他認為高樹分佈的這種規律符合生物熱能原理，是能保障樹木達到最大的生長高度的。
自身的限制因素: 水分輸送
人們對高大樹木的崇敬之意是孜孜不倦探索其極限高度的源動力。早在上個世紀90年代，美國科學家就提出了“水力限制假說”來解釋樹木為什麼不能無限制地長高，即高生長是有極限的，這個極限就是輸送水分的能力。
我們知道，樹木進行光合作用同化碳的過程是必須要損失水分的，即蒸騰作用。蒸騰耗水需要樹木靠根從土壤吸收水分通過木質部的導管運送到冠層。這是一個需要克服水自身重力、導管阻力的生物物理過程，如果一種樹木輸送水分的能力越強，它往往就能長得越高。
但這個能力對於樹是有承受的極限的，如通過模型預測，科學家發現目前的全球最大樹高就是樹木輸水的極限，這個極限大概是120 m，也就是人們目前所觀察到的最大樹高。
除了“水力限制假說”，還有“碳饑餓假說”解釋樹高的極限。如有人認為樹木當生長到一定高度之後，其輸送有機物、礦質養分的能力降低，而這限制了樹的生長。科學家通過對不同高樹的淨光合測定發現，隨著樹木長高，其合成有機物的能力降低，部分驗證了這個假說。
但目前學界更認同“水力限制假說”，大家普遍認為水才是樹木高生長的限制因素。2008年在對花旗松極限生長的研究中，科學家發現隨著樹高的增長，導管上的紋孔(輸水用的管道)開度越來越小，預測無法通過紋孔輸水的高度是109--138 m，與花旗松樹高的歷史記錄100--127 m十分接近。
葉茂一定根深嗎？
有人或許認為，越高的樹木其根也一定紮的越深吧？中國有個成語“根深葉茂”就是說明基礎的重要性的。但反過來，對於我們的高樹就不成立了。如，雖然熱帶地區的有普遍較高的樹，但科學家發現它們大部分的根卻分佈在淺土層，如30 cm的位置。
筆者對南亞熱帶主要樹種的根深情況進行了觀察，發現它們大部分根分佈不超過50cm的土層。而世界上最高的樹—北美紅杉的根深據說不超過半米，相比于110多米的樹幹，簡直有點“頭重腳輕”了。但它歷經近2000年不倒的奧秘到底是什麼？
原來，北美紅杉的根雖然沒有紮那麼深，根的輻射面卻非常廣，有若干個足球場那麼大的面積，怪不得它可以悠哉千年、風雨不催呢！其實，深根性的植物主要分佈在乾旱與半乾旱地區，生長的這裡的植物往往面臨著缺水的危險，所以不得不把根伸向地下含水層。
據查，世界上最大深根植物是分佈在非洲喀拉哈裡沙漠的牧羊樹(Boscia albitrunca)和一種相思樹種(Acacia erioloba)，其根深分別為68 m和60 m，而它們的最大樹高不超過10 m和17 m。
本文（世界上最高的樹.pdf）已發表于《園林》2015年第二期。
轉載本文請聯繫原作者獲取授權，同時請注明本文來自高建國科學網博客。
是影響樹木高生長最顯著的一個氣候因數。同時他們也發現溫差波動越小的地區樹長得也越高，等溫性(isothermality)解釋樹高變異的22.2%。近期，芬蘭學者拉裡亞瓦拉對全球最高的46棵樹分佈特點進行了研究，他發現世界上最高的樹分佈的特徵是: 全年氣溫變化不大，間於7到15.4℃；大多數分佈在近海100 km範圍內，受到海洋氣候的影響較大，即年均溫溫差不大。他認為高樹分佈的這種規律符合生物熱能原理，是能保障樹木達到最大的生長高度的。
自身的限制因素: 水分輸送
人們對高大樹木的崇敬之意是孜孜不倦探索其極限高度的源動力。早在上個世紀90年代，美國科學家就提出了“水力限制假說”來解釋樹木為什麼不能無限制地長高，即高生長是有極限的，這個極限就是輸送水分的能力。
我們知道，樹木進行光合作用同化碳的過程是必須要損失水分的，即蒸騰作用。蒸騰耗水需要樹木靠根從土壤吸收水分通過木質部的導管運送到冠層。這是一個需要克服水自身重力、導管阻力的生物物理過程，如果一種樹木輸送水分的能力越強，它往往就能長得越高。
但這個能力對於樹是有承受的極限的，如通過模型預測，科學家發現目前的全球最大樹高就是樹木輸水的極限，這個極限大概是120 m，也就是人們目前所觀察到的最大樹高。
除了“水力限制假說”，還有“碳饑餓假說”解釋樹高的極限。如有人認為樹木當生長到一定高度之後，其輸送有機物、礦質養分的能力降低，而這限制了樹的生長。科學家通過對不同高樹的淨光合測定發現，隨著樹木長高，其合成有機物的能力降低，部分驗證了這個假說。
但目前學界更認同“水力限制假說”，大家普遍認為水才是樹木高生長的限制因素。2008年在對花旗松極限生長的研究中，科學家發現隨著樹高的增長，導管上的紋孔(輸水用的管道)開度越來越小，預測無法通過紋孔輸水的高度是109--138 m，與花旗松樹高的歷史記錄100--127 m十分接近。
葉茂一定根深嗎？
有人或許認為，越高的樹木其根也一定紮的越深吧？中國有個成語“根深葉茂”就是說明基礎的重要性的。但反過來，對於我們的高樹就不成立了。如，雖然熱帶地區的有普遍較高的樹，但科學家發現它們大部分的根卻分佈在淺土層，如30 cm的位置。
筆者對南亞熱帶主要樹種的根深情況進行了觀察，發現它們大部分根分佈不超過50cm的土層。而世界上最高的樹—北美紅杉的根深據說不超過半米，相比于110多米的樹幹，簡直有點“頭重腳輕”了。但它歷經近2000年不倒的奧秘到底是什麼？
原來，北美紅杉的根雖然沒有紮那麼深，根的輻射面卻非常廣，有若干個足球場那麼大的面積，怪不得它可以悠哉千年、風雨不催呢！其實，深根性的植物主要分佈在乾旱與半乾旱地區，生長的這裡的植物往往面臨著缺水的危險，所以不得不把根伸向地下含水層。
據查，世界上最大深根植物是分佈在非洲喀拉哈裡沙漠的牧羊樹(Boscia albitrunca)和一種相思樹種(Acacia erioloba)，其根深分別為68 m和60 m，而它們的最大樹高不超過10 m和17 m。
本文（世界上最高的樹.pdf）已發表于《園林》2015年第二期。
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