寻找中国最高的树

来源:果壳网 | 发布: | 发布时间:2014-03-9,星期日 | 阅读:1,382

我国是世界上天然林覆盖率最低的国家之一,有大量大树存在的原始森林更是百不存一。但很幸运的是,在西藏东南地区还保存了大面积的原始森林,这里的 一些森林有着最独特的生态系统。比如墨脱的热带雨林,属于世界上最北的湿润型雨林(世界上最北的季节型季雨林是印度喜马偕尔邦(Himachal Pradesh)的粗壮娑罗双 Shorea robusta 林),波密县的林芝云杉林是世界上木材蓄积量最高的暗针叶林,已测量最大蓄积量为每公顷 3831 立方米,(蓄积量可理解成为单位面积内的木材产量)。这些惊人的森林都是拜温暖的印度洋所赐,让这一地区的水热条件好于世界其它大部分地区,为森林发育提 供了非常好的条件。历史上的高山与河流造成的交通不便也间接把这一片森林保存了下来。可以说,大自然将世界上最美丽的一块森林给了中国!

2014-3-9 14_10_27墨脱加热萨乡半常绿雨林 光阴几何 web 摄

怎样才能长成高树

树的高与大是一个不同的概念,大的树不一定高,高的树也不一定大。胸径超过 3 米的超级大树在很多地方可以找到,但是树高超过 80 米的高树就难得一见了。

2014-3-9 14_10_27(1)坦桑尼亚 Tarangire 国家公园里的这棵猴面包树绝对可以称得上 ” 大 “,但并不高。

高树产生的条件非常复杂,简单来说有以下几点:

首先,海洋性气候。合适的日夜温差与季节性温差但不极端,全年降雨相对均匀,以及大量的水平降水(也就是雾)也很重要。

其次,合适的生物群落。过度的竞争对极高树种的产生并无好处,尤其是种间竞争,比如热带雨林。但适度的种内竞争有利于树木长高,这也是为什么人工林的高度与蓄积量无法与天然林相比的主要原因。

第三,树形。这一点无需多说,塔形的针叶树与阔叶树都明显比伞形树更利于长高,我们的最高树候选者也是明显的塔形。

第四,生长史。树的生长受很多因素的制约,比如风,滑坡以及自身的寿命长度等。

除此之外,树木生长的高度极限还被最基本的物理定律限制着。水分要克服重力,往高处输送是需要一定条件的。当树木达到一定高度,日益增长的水分与叶片的 重力,以及水分输送的阻力都会越来越大,此时树的生长会与木质树干达成一个应力平衡,从而限制高度的发展。很多热带的高大阔叶树为了减小自身的应力,往往 会在很高的地方才出现枝叶。

高树哪里找

世界上能生长高度超过 80 米树木的地方只有 4 个。

最著名的是北美从加州西北部一直延伸到华盛顿州与加拿大的不列颠哥伦比亚省的海岸山脉。这一带气候较温和,冬季降水也较丰沛,全年降水量约 2000-3000 毫米。更独特的是,这里夏季很少有狂风暴雨,更有利于树木长高。这一带是近 10 种针叶巨树的家园,其中包括著名的海岸红杉、巨杉、道格拉斯冷杉等树种。

在 2006 年以前,普遍承认的最高的树是来自北美加州的海岸红杉 ” 平流层巨人 “(Stratosphere Giant),这棵树的高度达 113.11 米。但在 2006 年,《美国国家地理杂志》报道了另一棵名叫 ” 亥伯龙 “(Hyperion)的海岸红杉,其高度达到了惊人的 115.61 米,是人类确切测量过的最高的树。

2014-3-9 14_10_27(2)亥伯龙,美国人担心公布位置会吸引大量观光客前往参观,从而破坏树木的生境,对于一些最高大的红杉位置与照片都比较保密,网上很难找到明显的图。

第二处高树家园是澳洲东南部地区,包括塔斯马尼亚岛。这一带也有与北美西部类似的气候条件,发育在这里的高树是澳洲森林的王者——杏仁桉 Eucalyptus regnans。这种树虽然是阔叶树,因为气候与体积的原因,树叶已小型化了,树型与林相也接近针叶林。可以说,这里属于澳洲的温带雨林,曾经有过不少杏 仁桉高度超过 120 米的历史记录,但是都拿不出可靠的证据。目前测量过的最高的一棵树名为百夫长(Centurion)的杏仁桉,生长在塔斯马尼亚岛,高度约 100 米。

2014-3-9 14_10_27(3)澳洲第一高树百夫长。图片来自 ABC.NET.AU

第三处是东南亚雨林,赤道雨林的气候条件就不需多介绍了,东南亚雨林在世界三大雨林区系里面最独特的一点,就要林中散生了部分极高的阔叶大树。这些大树 非常高,超出主树冠层 20-30 米,鹤立鸡群,形成东南亚成熟雨林的独特标志。它们大部分是由龙脑香科的树种组成,也有少部分豆科与千屈菜科的树种,比如马来西亚著名的豆科植物大甘巴豆 (koompassia excelsa)。东南亚雨林中虽然也传说有超过 100 米的巨树,但真正实际测量过的一些高树里面,大部分都在 80-90 米之间。其中绝大部分是位于婆罗洲斗湖山(Tawau hills)的一些娑罗双属树种。虽然在苏门答腊,马来半岛,柬埔寨的豆蔻山脉,缅甸最南部的德林达依山脉也都有保存较好的龙脑香雨林,但估计存在高度超 过 100 米树木的可能性不是很大,因为阔叶树本身的重量对高度的限制要比针叶树大很多。

2014-3-9 14_10_27(4)婆罗洲高达 80 米的大甘巴豆。

第四处就是东喜马拉雅地区,包括我国的藏东南地区、印度的东北部与缅甸北部。这一带受孟加拉湾的暖湿气流与隆起的青藏高原的共同影响,成为了世界上最潮 湿的地区之一。同时也让赤道雨林区的一些超高树种侵入了这一地区的低地,比如印度阿萨姆邦存在超过 10 种龙脑香科树种。 尤为难得的是,随着超高的海拔落差,这一带的高海拔区也存在不少超高树种。比如前面介绍过的林芝云杉,以及秃杉、乔松等针叶树种。因此,藏东南地区是一个 既存在超高阔叶树(热带雨林),也存在超高针叶树(温带雨林)的独特地区。其中的典型代表区域就是位于底富山(中印缅交界)下的印度纳姆达夫国家公园,这 里高度超过 50 米的树木竟然达 150 种之多。

2014-3-9 14_10_27(5)繁茂的藏东南墨脱热带雨林 光阴几何 web 摄

可能有人觉得 50 米不算什么,可是我告诉大家,我们周围的树木大部分高度都不超过 20 米。即使华南、华北或东北保存得很好的森林里面,树木的普遍高度也才 20-30 米。可以这么说,除掉西藏、云南、广西和海南的部分地区外,全国很难再找到棵高度超过 50 米的阔叶树。如前所述,热带阔叶树伞形的树形明显对比塔形的针叶树更不利于长高。

我国最高的树在哪里

目前我国最高的树没有确切的测量,但一个普遍的说法是,云南西双版纳的望天树是我国最高的树种,最高记录是 84 米(未见测量报告),望天树也属于龙脑香科柳桉属,云南的望天树属于东南亚雨林往北的延伸。

2014-3-9 14_10_27(6)云南的 ” 中国最高树 ” ——望天树群落 图片来自 cctv18

藏东南存在一些高大的森林,不少老一辈的科学家都描述过,最早西藏的刘务林老师就曾测量过波密有 80 米高的林芝云杉,后来徐凤翔老师又测量证实了该数据,老一辈考察墨脱的植物学家也曾描述过墨脱有超过 50 米高的千果榄仁、小果紫薇、细青皮、麻楝等阔叶树种。曾经有过一些质疑说藏东南甚至我国不存在真正的热带雨林,但经过这几十年前人的考察与我的实地观察, 墨脱地区的热带雨林是确实存在的。首先,这里的森林有明显的分层,森林明显有 4-5 个不同的高度结构,原始雨林中的顶层树种高度超过 40 米。 其次,这些森林大型藤本植物与附生植物丰富,终年常绿或半常绿。再次,就算是最北的墨脱实控区,也存在一些龙脑香科植物、寄生花 Sapria himalayana Griff 等热带雨林的代表种类。非常可惜的是,因为频繁的刀耕火种与地质灾害,这里保存完好的原始雨林面积很小,仅在一些稳定的台地与山坡发育较好。

早期也有一些旅行者描述墨脱有近 80 米高的铁杉,我近些年对藏东南地区也进行过几次考察,对于那一带初步的森林高度有了一定的了解,大至了解到三种类型的较高大森林 :

1、铁杉群落。以下图这张拍摄于墨脱 70K(墨脱公路地名,在 62K 到 80K 中间位置,海拔约 2700 米)的图片来看,这一带河谷的铁杉群落在墨脱发育很典型,很有代表性。从地图上测量,这一带的河谷宽度在 25 米左右,初步估算下两边的树木高度应该在 50-65 米之间。不过,即使发育得最好的铁杉,75 米顶天了,明显不可能是世界最高树木的候选者。

2014-3-9 14_10_27(7)墨脱的铁杉林 光阴几何 web 摄

2、热带雨林。墨脱的原始雨林高度大约在 40-60 米高,但也有一些例外,比如下图中那棵雨林中的白色大树,2013 年我参加影像生物多样性调查所(IBE)组织的墨脱考察活动,拍摄于靠近麦克马洪线的德阳沟山坡上,海拔约 800-900 米。从树型与常绿属性(小果紫薇 11 月已落叶)来看,这棵树极有可能是在墨脱第一次正式记录到的龙脑香科树种(以前记录资料来自印度控制区,并无切实标本记录)。经过我的估测,这棵树的高度 在 65 米以上(估测方法见附录)。

2014-3-9 14_10_27(8)墨脱雨林中的疑似龙脑香高树 光阴几何 web 摄

3、乔松林。我对乔松 Pinus wallichiana 这种植物的了解非常有限,只是在墨脱的常绿阔叶林中曾看过一些比常绿树种明显高出 2-3 倍的大树。它们的上部是铁杉林,所以非常好估计这些树的高度,前面提到墨脱的铁杉林平均高度是 50-60 米,但那是发育良好的河谷地带,山坡上的打个折,30-40 来算的话,这些我在墨脱境内拍摄的乔松林中的一些树很可能超过 80 米的高度!

2014-3-9 14_10_27(9)墨脱的乔松林 光阴几何 web 摄

最后,我想要探讨的主角出场了,就是下图这几棵位于雅鲁藏布江大峡谷米林县境内的这几棵河谷台地上的疑似乔松林。

2014-3-9 14_10_27(10)著名驴友 ” 花雕 “(eagler8)在墨脱拍摄的疑似乔松林。

这些疑似乔松最初是由 2007 年前往雅鲁藏布江大峡谷探险的著名驴友花雕拍摄的,花雕当时提到,这些树是非常高的。在这之前,90 年代,美国人 Ian Baker 和 Hamid Sardar 等人一直在大峡谷里面探险,这些见多识广的人曾回去后在他们的游记里提到,大峡谷一带可能存在世界上最高的树。而我经过对照片的估测,这些树的高度很有可 能超过 100 米,能与亥伯龙相提并论。(估测方法见附录)

通过上面这些论述,我觉得藏东南一代很可能存在堪比望天树的阔叶树与世界 最高的树木。即使再保守一点,退一步说,大峡谷一带至少可以确定存在中国最高的树木。我把上述这些想法分享出来,就是希望这些数据能激发出大家的探索精 神,希望有一天,我们能到现场去实地测量它们!

附录:藏东南树木高度的估测方法

一、疑似龙脑香科高树的估测

2014-3-9 14_10_27(11)光阴几何 web 摄

我拍摄了这棵树的大场景图片,大家在这图中可以看到位于靠近山谷底部的那棵树与整个山峰基本处于同一焦平面上,这为测量这科树的高度提供了一种可能。大 家玩过 GOOGLE 地球的都知道,要测到一座大山的海拔高度与山谷深度是很容易的,虽然精度有限,但通过 GOOGLE 地球测量出这棵树所在的这座山峰从谷地到峰顶的保守垂直高度大约是 2190-800=1390 米,其中图片视线所能看到的部分最低海拔约 800 米,到谷底河边仍有约 100 米(实地观察与 GOOGLE 地球地形模拟双重验证)。

2014-3-9 14_10_27(12)

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接下来用 3D 软件 CATIA 的草绘追踪来计算在这一山峰比例下的树木高度,先设定好从以谷底为基点到山顶的保守高度 1390 米,然后再在这个比例下追踪出树木露出树冠的部分高度是 53.5 米,鉴于热带雨林第二层树的树冠高度一般在 30 米左右,取保守值,这棵树藏在树林里的高度如果是 20 米的话,那么这棵树的高度可能达 73.5 米。

另外,我通过另一种计算模 式,通过墨脱地区普遍的伦阿蕉(最高大的芭蕉之一,最高可达 10 米以上)平均叶宽 80 厘米来往上推算,(虽然有白色大树图片中的象腿焦不论立地条件还是海拔都处在最优点),这棵树露出树冠的高度约在 42 米,所以即使保守估计,该树 65 米以上还是有的。

2014-3-9 14_10_27(14)” 白色大树 ” 和它附近的伦阿蕉 光阴几何 web 摄

二、墨脱疑似乔松林的高度估测

2014-3-9 14_10_27(15)雅鲁藏布江畔的疑似乔松林 花雕 摄

我曾仔细观察过花雕拍摄的上面这张图,并曾一些朋友争论过这些树的高度,最后我下定决心,决定在 CATIA 里面重建场景来还原这些树木的可能高度 . 之所以觉得这样可行,是因为这张图片的场景分布比较均匀,即,几个重要元素(雅江,断崖,台地,大树,以及江边看不到的斜坡)相距不远,在 GOOGLE 地球中可以明显测量出它们之间的相对距离,所以它们之间的透视变形应该不会很大,而且放大图片后,能看到雅鲁藏布江的右岸江滩(图中有大树的这一侧),这 为测量江面宽度提供了重要基准。

2014-3-9 14_10_27(16)

为了保证结果的尽量准确,以及减少因透视造成的雅江宽度压缩,我在垂直于雅江宽度的另一个方向找了另一个地理特征(一个断崖)来做为另一个验证基准。

2014-3-9 14_10_27(17)

接下来我通过 CATIA 的透视草绘追踪的功能还重建场景。

2014-3-9 14_10_27(18)

在设定好 3D 空间的角度,方向后,我尽可能模拟镜头和视角造成的透视变形。

2014-3-9 14_10_27(19)

重建好 3D 场景后,得到了如下的数据。
2014-3-9 14_10_27(20)

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最终,当这些树木高度设定为 110 米的时候,江面宽度与断崖长度与 GOOGLE 地球上的测量数据基本吻合。
2014-3-9 14_10_27(22)

2014-3-9 14_10_27(23)

参考资料:

关于杏仁桉请参考 : http://en.wikipedia.org/wiki/Eucalyptus_regnans

关于海岸红杉亥伯龙请参考 : http://en.wikipedia.org/wiki/Hyperion_(tree)

关于东南亚的一些最高阔叶树请参考 :http://www.landmarktrees.net/borneo.html

关于波密岗乡林芝云杉林请参考 :《西藏自然保护区》 刘务林 1987 西藏人民出版社 / 徐凤翔:《西藏波密高蓄积量云杉林的生长结构与生物量的研究》,

关于花雕的雅鲁藏布江大峡谷探险请参考 :http://forum.xitek.com/forum-viewthread-tid-456456-ordertype-1-authorid-334225-page-13.html

关于墨脱的典型雨林群落请参考 : 喜马拉雅东部雅鲁藏布江大峡弯河谷地区植被组成特点 孙航 周浙昆 1997

关于限制树高条件的研究请参考 : The limits to tree height George W. Koch1, Stephen C. Sillett2

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