传说中的世界树,举托起生命的巨杉

红杉,是伫立在世界的巨人,是千年历史的见证者

 

红杉亚科(Sequoioideae)是柏科(Cupressaceae)植物中的一类树种,以包含世界上最高最大的树木而闻名。

水杉、巨杉以及北美红杉,是红杉亚科的三种大树。

 

水杉(Metasequoia glyptostroboides)又被叫做黎明红杉,曾一度被认为已灭绝,直到1943年人们在我国湖北采集了样本,1946年定了种,之后几年才开始收集种子培育水杉,假如再晚几年发现,水杉估计就要在野外灭绝了[1][2]。现在在中国、美国、英国等国家都有水杉分布。

尽管水杉是最矮的红杉,但它也可以长到37米高。

 



水杉 Metasequoia glyptostroboides全株

李光敏 @ 北京 中科院植物所北京植物园


 

水杉 Metasequoia glyptostroboides

宋鼎 @ 湖南 长沙 市区周边

巨杉(Sequoiadendron giganteum),顾名思义,是巨大的杉树。世界五大庭院树种之一。巨杉分布在加州内陆内华达山脉西面的树林中,高耸如云的巨杉显得格外壮观和醒目,从远处就能发现。



巨杉 Sequoiadendron giganteum

李垚 @ 美国Sequoia国家公园


巨杉总统

美国的国家地理杂志(National Geographic Channel)2012年12月出版的杂志封面就选用了巨杉的一小部分。


这棵巨杉美名“大总统(President)”,是世界第三大的巨杉,已有3200多岁的高龄,约8m宽75m高,它生活在加州的红杉国家公园(Sequoia National Park)中。国家地理的拍摄团队当时为了拍摄巨杉的全身照,用了三台摄像机拍摄了几百张照片,选取了87张最合适的,拼接合成后才得以一览巨杉的全貌。[3]


截图来源于[3],[3]为国家地理拍摄巨杉团队的幕后花絮视频

图中为拍摄团队拍摄巨杉时搭建的设备

图片来源于[4]

看到照片最下方和树顶的人了吗,在巨杉面前人类显得多么渺小


北美红杉(Sequoia sempervirens)又被称为海岸红木,是世界上最高的树种。其中在2006年夏天于红杉国家州立公园(Redwood National and State Parks ,RNSP)发现的Hyperion,是世界上最高的植物,它高达115.85米,就如40多层的摩天大楼,比自由女神像还高!

作为植物界的大高个,北美红杉自然有其独特之处。


By Melvin Wahlin


北美红杉生长在北美洲的太平洋海岸,从加州北部沿岸延伸到俄勒冈州南部。高大的红杉非常长寿,它的年龄可以达到2500岁,有些红杉甚至从特洛伊战争时就已经存在了。

 

红杉的分布与加州雾带关系非常紧密。成年北美红杉超百米的高大的身躯,毫无疑问需要巨量的水来维持生命活动,要把水分从地底运输到树冠也绝非易事,而且到了加州少雨的夏季,奢求得到充足的水分就更困难了。此时此刻,加州沿海的浓浓的雾可谓是及时雨。有研究表明,北美红杉每年通过树冠吸收的雾水可占其总吸水量的30%[5]。

雾带中的红杉林
By Dave Hoefler


加州雾带

加州雾带(California fog belt)是一种平流雾,是由来自太平洋的暖湿空气与寒冷的海岸线接触时,水汽凝结形成的雾。平流雾向内地的迁移受到内华达山脉阻挡,这也解释了为何在内华达山脉的东面没有红杉分布。

这些雾不仅仅给巨大的红杉提供了水分,而且对当地人的生活也很重要。它们给沿海地区带来了降温,从高处俯瞰雾带中的城市也别有一番风味。旧金山迷人的雾,也启发了不少作家、诗人以及摄影师。

近年来,由于全球变暖的原因,加州海岸的大雾正在慢慢消退。

 

图中绿色部分为北美红杉(Sequoia sempervirens)的分布区域,红色部分为巨杉(Sequoiadendron giganteum)的分布区域
James R. Griffin & William B. Critchfield - The distribution of forest trees in California. Berkeley: U.S.D.A. Forest Service. 1972


Tule fog captured by NASA's Terra Satellite


想要登上红杉高大的身躯并非难事,但实际上,爬上红杉的人比登上过珠穆朗玛峰的人还少。在这巨人身上,还有很多秘密等着我们去发掘。

 

大树不仅仅可以遮风挡雨招雷劈,而且还能为其它生物提供栖息地和庇护所。

北美红杉高耸入云,而且有着巨大的树冠,树冠由红杉多而密的树干组成,其中有些树干甚至能达到1米宽。当然,这对一棵胸径可以达到9m的大型红杉是理所当然,但还是挺令人叹为观止的。北美红杉拥有的树冠如此巨大又复杂,以至于上面能够形成一个独立的生态系统,让其它的树能在上面生长!

 

首先是因为红杉的树冠大,足够大才能提供让其它植物生长的空间。

红杉可以长出结构复杂的树冠
Photo: Michael Macor, The Chronicle


其次是红杉的树干上生长着大量的植被(主要是蕨类),而这些植物伸展的枝叶会捕获从树上落下的树皮、落叶和其他植物碎片残骸,还有天上落下的尘埃。随着时间推移,它们会在红杉的树干上积累,形成一层成分和森林地面差不多,厚度可达十几厘米的有机土壤。

另外,大型红杉的树干离地面也不近,可达二十多米,这能够为树冠生态系统营造一个相对独立的环境。

 

图片来源于ngm.nationalgeographic.com


附生植物

这些附生在其他植物体的枝干上,利用空气中的水汽以及所附着植物之上的腐蚀质为生的植物,叫做附生植物(epiphytes)

值得注意的是,区别于寄生植物,附生植物并不会伸出奇奇怪怪的吸器,侵入寄主植物的输导组织,吸收寄主的营养。附生植物仅攀附在高大植株上,以便享受高处的日照,与所附着的植物之间是没有营养交流的。

附生植物是森林生态系统的重要组成部分,其常见类群包括蕨类的水龙骨科植物,例如常攀在树上的贴生石韦*;苔藓类的树平藓、东亚鞭苔;各种地衣;兰科的树兰;凤梨科的积水凤梨;天南星科的绿萝等。红杉树冠附生植物的种类和数量不计其数,掉落到地面,给森林里的动物提供了许多自助沙拉。

红花羊蹄甲上攀援着贴生石韦(Pyrrosia adnascens)

By 基粒类囊体


棕榈树上的绿萝(Epipremnum aureum)(图片正中)

By 基粒类囊体


与一般的仅被一两种植物附生的小树不同,作为庞然大物的红杉,身上的植物种类可丰富了。生活在红杉树冠的植物有上百种,其中包括蕨类、苔藓、地衣等附生植物,以及一些灌木,如醋栗、太平洋海岸红接骨木、蓝莓,还有生长在树冠距地面100英尺以上的小树林:波希鼠李、北美云杉、花旗松、异叶铁杉、加州月桂等。

最初这些植物的种子大概是被松鼠、鸟类带上去的,无心插柳柳成荫,丢弃的食物种子竟在家门口生根发芽。

北美红杉树冠上的蕨丛

Credit: Richard Preston


对红杉树冠植被进行研究的科学家
图片来源于 https://copepodo.wordpress.com/category/ciencia-y-naturaleza/page/7/


挂满附生植物的红杉
截图来源于https://www.youtube.com/watch?v=Q988LnBn2_I&feature=emb_logo


截图来源于https://www.youtube.com/watch?v=Q988LnBn2_I&feature=emb_logo

红杉树冠上还栖息着多种动物。如蚯蚓、甲虫、蚂蚁、蜗牛和一些桡足类无脊椎动物生活在树干上的,由植物碎屑形成的有机质微生境中。在那甚至生活着无肺螈(Aneides vagrans)[6],以树冠上的小虫子为食。无肺螈没有肺,是用皮肤呼吸的,所以红杉林的浓雾是这些两栖动物能够在树上存活的关键因素。

游隼、白头海雕、北方斑点鸮等鸟类在高高的树冠上觅食,甚至一种太平洋海鸟——斑海雀,也会从它们海边的巢穴飞行几公里来此;多种蝙蝠、美洲貂、北美飞鼠等哺乳动物生活在红杉的树洞中。在红杉树冠上生长着各种灌木,黄颊花栗鼠和斑尾鸽常以这些灌木上的浆果为食,过着吃好住好的悠闲生活。


Wondering salamander(Aneides vagrans)

图片来源于: https://www.inaturalist.org/photos/35397895


 所以,当漫步于红杉林中,在我们头顶的可不只是树枝树叶,还有一片独特、生意盎然的生态系统。

 

在近代,有约96%的北美红杉被砍伐,而剩余的4%被全面保护起来,成为现在位于加州的沿岸的森林公园。

由于全球变暖,持续的高温干旱、雾带的消退、越来越频繁的森林火灾,仅存的红杉林以及生活在森林的动物也受到了威胁。红杉不仅仅是树木,它们还有着自己独一无二的生态系统,在迷宫般的树冠上生活着各种各样独特的物种;它们是气候变化的抗争者,巨大的身躯让它们的固碳能力也出类拔萃……

保护红杉,对我们人类了解大自然有着重大意义。



最后,让我们漫步于生机勃勃的红杉林中,轻松地结束这一期吧



By基粒类囊体

 

*拉丁学名一览:

植物:

水杉(Metasequoia glyptostroboides)

巨杉(Sequoiadendron giganteum)

北美红杉(Sequoia sempervirens)

贴生石韦(Pyrrosia adnascens)

树平藓(Homaliodendron)

东亚鞭苔(Bazzania praerupta)

树兰(Epidendreae)

积水凤梨(Bromelioideae)

绿萝(Epipremnum aureum)

醋栗(Ribes)

太平洋海岸红接骨木(Sambucus callicarpa)

蓝莓(Vaccinium)

波希鼠李(Rhamnus purshiana)

北美云杉(Picea sitchensis)

花旗松(Pseudotsuga menziesii)

异叶铁杉(Tsuga heterophylla)

加州月桂(Umbellularia californica)

 

动物:

Wondering salamander(Aneides vagrans)

游隼(Falco peregrinus)

白头海雕(Haliaeetus leucocephalus)

斑海雀(Brachyramphus marmoratus)

北方斑点鸮(Strix occidentalis caurina)

美洲貂(Martes americana)

北美飞鼠(Glaucomys sabrinus)

黄颊花栗鼠(Tamias ochrogenys)

斑尾鸽(Columba fasciata)



[1]:https://www.arboretum.harvard.edu/plants/plant-exploration/expeditions-unveiled/1947-contract-collections-metasequoia-dawn-redwood/

[2]:Bartholomew, Bruce; Boufford, David E.; Spongberg, Stephen A. (January 1983). "Metasequoia glyptostroboides—Its present status in central China". Journal of the Arnold Arboretum. 64 (1): 105–

[3]:https://www.youtube.com/watch?v=vNCH6uhB_Bs

[4]:https://www.youtube.com/watch?v=pBpmB4RAygs

[5]:Burgess S S O , Dawson T E . The contribution of fog to the water relations of Sequoia sempervirens (D. Don): foliar uptake and prevention of dehydration[J]. Plant, Cell & Environment, 2004, 27(8):1023-1034.

28. doi:10.5962/bhl.part.27404. JSTOR 43782567

[6]: Brown C E , Campbell-Spickler J , Marks S B , et al. Aneides vagransis absent from angiosperm crowns in an old-growth redwood forest[J]. Herpetological Conservation and Biology, 2018, 13(3):533-538.

https://www.ted.com/talks/richard_preston_the_mysterious_lives_of_giant_trees/transcript#t-108624

https://www.youtube.com/watch?v=Q988LnBn2_I&feature=emb_logo

https://ed.ted.com/lessons/what-s-hidden-among-the-tallest-trees-on-earth-wendell-oshiro#review

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