看知道这个问题,不得不夸一下提问者的科学思维,大部分都说“真高”就匆匆忘记!100多米的大树,即便安装一个100米扬程的水泵,也要考虑1MPa给管件带来的强大压力,更不要说动力来源了。
1个大气压最多能支持10米高的水柱,根压不行,毛细现象也无能为力,唯有西藏柏木强大的蒸腾作用,才具有如此强悍的拉动力。加上雅鲁藏布江大峡谷的雾气和雨水,才最终造就了百米大树。
与美国动辄百米的红杉树相比,西藏柏木与其同属与柏科,都是乔木。而因为不同属,它们的叶子差异很大,但是都具有强大的水分吸收能力,这也就是其能长高的秘密。
我们知道,树木顶端想要从土壤中吸收水分,无非三个途径:根压、毛细现象、升腾作用。
对于高大的乔木来说,根压不足以将水分运送到植物的顶端,因为细胞液的浓度是有上限的,根据测算,根压一般为0.1MPa,也就是一个大气压,最多可以将水分推到10米的高度,所以日常生活中,10米高的树比比皆是,百米大树则十分罕见。
而毛细现象更无能为力,虽然大树内部存在大量的“水管”,在毛细作用下,水分可以上升的高度,取决于水浸润管壁形成的黏附力,当其与重力平衡时,水分也就升到了最大高度。
按照毛细效用的公式进行计算,在植物中毛细作用只能将水分运送在6米的高度。虽然不同植物内部的“水管”大小不同,运送高度也不同,但还是很难运送水分超过10米。
其实,帮助高大乔木实现强大垂直运输力的还是被人忽视的“蒸腾作用”,对于西藏柏木来说,庞大的枝条和叶面形成的负压和扩散非常大,足以牵动整个树木内部的导管运输系统。
另外就是,大树内部的导管璧亲水,因此存贮的水分连接在一起,形成一个整体,使得叶面的连续拉动力量,得以克服10个以上的大气压。
叶面升腾作用
这就是为什么,一旦大树被砍了一刀,受损的组织部分会流出水分,这时候大树会迅速分泌东西修复到导管,或者从旁路建立新的持续供养管道。
但是,即便如此蒸腾作用还是十分有限,百米的大树还有“绝招”,世界上80米以上的巨树,无一例外都生活在降雨量充沛、水汽条件较好,气候温和的区域。
比如这次发现的世界第二、亚洲第一的102.3米的西藏柏木,就是位于藏东南波密县,这里位于雅鲁藏布大峡谷水汽北上的通道,年均降水量为1500-2000毫米,这让超过60米的大树可以枝叶直接通过雾气和雨水就十分便利。
即便巨树的成长需要“天时、地利、人和”,可是由于自然条件的限制,巨型大树的成长还是十分不容易,既要躲避雷击,还要克服顶端枯萎,才能在极其苛刻的条件下,长成百米大树。
联合调查队员李成说“这次发现可以改变地理教科书”,因此,我们在表达惊叹之情的同时,还是要呼吁大家保护好来自不易的大树。因为有时候,一颗苍天大树本身就是一门科学学科。
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