茂密的森林中的小樹如何長大成材?

01-01

在茂密的森林中，百千大樹林立，土地養分稀缺，小樹如何成長呢？

Part 1

茂密的森林裡，最缺的不是養分，是光。能茂密，養分和水就不會太糟糕。

不斷的有小樹苗冒出來，不斷的有小樹苗死去。幸運活下來的，它們恰好遇到了足夠的陽光。

這光很可能是突然死去的一棵大樹留下的。而這小樹恰好長在了死去大樹留下的空隙里。

沒有死去的樹也行。不算密得過分的森林，在一天的某些時候，隨著太陽從東到西，或許會有零星的光透下來。這樣的光斑，英文里叫sunfleck。

更重要的一點是，如果這是棵耐陰的樹，它的生存幾率會大一點。須知很多茂密的森林地面還可能長某些灌木，草本和蕨類。他們比樹耐陰。

當然，還可以詭辯一下：地面還有其他植物的森林，其實不算真茂密。我見過最茂密的森林，地上寸草不生，白天進去也是黑黢黢的。

有時候測年輪，我會被一些樹感動。它們長了五六十年或許只長了不到20厘米粗，就那麼堅忍的活著。突然一年，應該是被遮擋的太陽突然顯現，它們會重新像棵幼樹一樣直徑一年長過兩厘米。它們等到了光，最終成為大樹。

「沒用公平，只有運氣」—— 香港電影《安娜瑪德蓮娜》

Part 2

「朋友，
你寂寞嗎？

我叫做陳家富
講故事給你聽好么？」

—— 《安娜瑪德蓮娜》

其實已經答完了。過了大半年，搬一個故事到這來好了。

故事的主人公是左邊最近的這一棵樹。它生長於美國西北的一片針葉林里。這片林子常見的樹有四五種。這是棵Western Redcedar (Thuja plicata)。Western Redcedar可以被譯作西部紅杉。

在這棵紅杉生活的地方，1公頃（100米乘100米）的面積上，大約有300多棵樹。這片林子葉面積指數達到 7，也就是說地面上方的葉面積加起來是地面面積的7倍。這樣的密的林子里，能透過樹冠照到地上的光太少，於是地面只有零星的幾棵小樹苗。

這棵紅杉有29米。但這個樣點的樹基本都在30米以上，最高的有40米。在離地面大約1.3米的地方，它的直徑是52厘米（這也就是林學裡說的「胸徑」）。兩個人合抱的大小都不到。做為一棵170年樹，它不算大。這片林子里的另一種樹Grand fir，他們80年就能長這麼粗了。

無論從直徑和高度，它都並不沒有超過這片林子里許多70歲的樹。在它多生長的那100年里，有什麼事情發生么？答案從年輪中找。

測年輪，並不需要把樹鋸倒。有種叫做Increment Borer（生長錐）的空心鑽子，可以在樹榦中鑽出小小一條樣芯抽出來。拿回實驗室後，把樣芯粘在托架上，打磨光滑，確定每一條年輪的年份之後，就可以測量了。

下面圖裡就是測年輪的儀器了。放大鏡+可精細移動的平台+電腦計數儀。一根根年輪樣芯就粘在那個木托架上。

有天，當我測到這棵紅杉時，突然間有些莫名的感動。這棵樹曾經是個苦孩子。

如果一棵樹是從一片空地長出來的，它出生的時候很可能會看到很多和它一樣的樹苗在它的身旁。那些樹苗都是它的競爭者：陽光、水分、養料、一切。只有那些堅忍地生長，把其他的樹苗壓到身下的樹才能成為大樹而不至被別的樹遮蔽。只有極少數的小苗能夠贏得戰鬥長成大樹。

圖：路邊開闊地上茂密到無法進入的小樹林

但這棵紅杉是以另一種方式出生的，同樣艱難的一種。

從它誕生的那天起，它便感覺到了生存的壓力。它萌發在一片茂密的森林裡。很有可能在它出生的時候，它所看到的天空是這樣的。其他的樹們遮蔽了藍天。每一棵樹，他們都會把枝葉儘可能的長在容易吸收到陽光的地方。陽光是他們的能量、他們的食物。

如果樹苗生長在這樣冠層鬱閉的森林裡，矮矮的它們接收不到陽光，就沒有能量進行光合作用，最終會慢慢被「餓死」。即便沒有被「餓死」，他們也長不快。

下面是這棵紅杉年輪的寬度圖。可以看出每一年這棵樹往外長了多粗。Y軸的單位是毫米。

我測量的它的第一個年輪在1841年。因為樣芯一般是在距地面1.3米採的。樹長到那麼高在那個位置出現第一個年輪大概需要7年。所以這棵樹大概是在1829年萌發的。

之後的100多年裡，它長的很緩慢，一年一側也就長粗0.5-1.5毫米。直徑一年也就長1-3毫米。這苦孩子就那麼緩慢的長了100多年。它在等待著。或許又一課大樹會老死，或許又一棵急於長高的樹因紮根太淺而被風吹倒。

它很耐心。它等了一百年。

終於，一天，在1940年前後，整個天空奇蹟般的向它敞開，陽光充足，於是它的生長突然加快。

幫它打開天空的，是人類。

1940年，這棵紅杉110歲了，卻只有20厘米粗。人類砍伐了整片森林，留下了這棵紅杉和其他一些小個子的紅杉。別的樹木，無論樹種和大小，被砍伐的一乾二淨。圖裡第一個箭頭的位置，應該大約就是這片森林被砍伐的時間了

我不知道當時伐木工人為什麼單單留下了那一種樹。難道是當年紅杉的木材很低價么？無從知曉。

於是在1940年前後，這棵紅杉終於等到了擁有整片藍天的日子。在此後的時間裡，紅杉擁有了足夠的水和陽光，它煥發了青春，恣意生長。一直到1980年後，它的生長速度才又放緩。也就是圖示里二個箭頭指的時間。

這時候大概是1975年。它大約150歲。這時候，新的原因限制了紅杉長高。 1940年後，這片被砍伐森林上小樹苗開始萌發。小樹苗們爭搶著水和陽光。弱者死去，強者繼續生長。有的樹種在35年後已經長高到可以和倖存的紅杉們競爭天空中陽光了。另一方面，這些佔優勢倖存者不可能一直長高下去。他們長的越高，從根部吸收的水和養分就越難到達樹木的頂部。最後就不再長高了。

如今，這棵紅杉已經180歲了。伐木的公路已經修到了離它不到50米的地方。或許幾年之內它就會被採伐用作木材，成為某個人的書桌，壁櫥，地板，籬笆……而新的小樹，又將在這棵紅杉生長的土地上恣意萌發。新的輪迴又一次開始。

Party 3

「生命以無限循環的形式在宇宙中生存。
有神論者管這叫輪迴轉世，
無神論者管這叫物質不滅。」
--------鄭淵潔

這些年伐木工又開始採伐附近的森林了，這次他們又只留下了一種樹，是Weatern Larch —— 落葉松。

下面照片里那幾棵便是落葉松。

落葉松的葉子在秋天會變色最後落葉。於是它們在秋天很顯眼。就像下圖那樣。

"Trees shouldn"t allowed to die--they should be killed " 很多年前有一個來自木材公司的科學家在我上過的一堂課上這樣說過。就像那棵紅杉待的林子，70年前被伐凈，現在又已經鬱鬱蔥蔥了……

2002年，離那棵紅杉半公里的地方被砍了很大片林子。

2009年我到那邊做實驗的時候，被砍的空地上已經又是鬱鬱蔥蔥。小樹苗，灌木，雜草。風一吹，絮狀的草種飛到漫天，高過照片里30多米的樹，在太陽下閃閃發光。

有水有光就好。

" He who plants a tree
Plants a hope."
種下一棵樹，便是種下一顆希望。
Lucy Larcom &