高馬爾今天小編(幸聽楓)要和大家分享的是祁連山的這棵樹雖不起眼，但卻經歷了武王伐纣以來的3000年！,歡迎閱讀~
以下文章來源于格致論道講壇 ，作者方歐娅
我們希望，我們看到的這些樹，能夠永遠綠下去。
方歐娅 · 中國科學院植物研究所副研究員
格致校園第 49 期 | 2024 年 北京
大家好！我是來自中國科學院植物研究所的方歐娅。今天我想和大家分享古樹的長壽秘訣。那地球上最古老的樹有多少歲呢？大家不妨猜一猜。
在 2008 年的時候，科學家們在瑞典發現了一棵樹，是一棵老雲杉。通過碳同位素測年法進行檢測，發現這棵樹居然已經有 9500 歲了。真的嗎？你們在質疑，我也質疑，當時的科學家也在質疑。
經過更加深入的研究，科學家最終确定，這棵樹其實本身并沒有這麼大的年紀，它是生長在一棵已經死去的樹的遺骸之上，所以用碳同位素測年法評估樹齡還有着問題。那它自身的年齡，我們又該如何知曉呢？這就不得不提到樹木年輪了。樹木年輪是一種非常非常精确的定年手段，通過它可以準确地知道一棵樹現在有幾歲了。
我們從樹的橫截面上截取這樣一段，就會發現一個特殊的結構，那就是有一層形成層在樹皮和樹幹之間。形成層每年會向内生長木質部，向外生成新的樹皮。而在木質部這個地方，它每年随着季節變化，生成的細胞也非常不一樣。在春夏的時候，生成的細胞體積非常大，質地比較疏松，顏色也比較淺，我們把這部分稱之為早材；到了秋冬的時候，形成的細胞質地比較密，而且顏色比較深，我們将其稱之為晚材。就這樣年復一年，在樹幹的橫截面上，我們便能看見一圈一圈的年輪了。大家在一些被截斷的樹枝上，都能看見這樣的結構。我們來測一測大家，看看大家能讀懂年輪嗎。
這裡有一張年輪的圖片。樹是從内向外逐漸生長的。假如我在最内輪這裡做個标記，把它當作第一年，意味着這時候樹木是 1 歲。那現在大家來猜猜，這棵樹有幾歲呢？
我們一起動手數一數，這棵樹其實是 7 歲。大家可能會有疑問了，第 6 年這裡是怎麼回事？在這個地方，似乎有一個長得很像年輪的痕迹，叫作偽輪。它是怎麼形成的呢？它可能是在天氣變冷的時候，樹木誤以為進入了秋冬季節，便開始生長晚材，可其實并沒有進入秋冬，之後天氣又回暖了，就造成了這樣類似年輪的痕迹。
再看這第 7 年後面，大家是不是覺得好像還有一年呢？其實呀，第 8 年已經開始生長了，但是還沒有生長完全。所以，對于這棵樹來說，它完整地存活了 7 年的時間。
跋山涉水找年輪
那麼，像這樣的樹木年輪的樣本，我們該如何獲取呢？難道要通過砍樹的方式嗎？
确實，砍樹對于研究樹輪來說是一種非常合适的手段。但是，我們不能這樣幹。畢竟我們做研究的初衷，其實是為了保護這些樹，而不是傷害它們。
所以我們就會用到一個工具，叫生長錐。我們将生長錐垂直于樹幹表面，慢慢鑽進去，然後取出一根細細的樣芯。這根樣芯特别細，就像家裡的筷子一樣。正因為它足夠細，所以對樹并不會造成特别大的傷害。即便在樹上留下了小洞，經過一兩年的時間它也會慢慢愈合堵上。
左邊是我 2024 年 7 月份在祁連山地區采樣時拍的照片。再看右邊這張地圖，上面标注的那些小三角，就是我自 2011 年以來，走過的一些名山大川并采集樣本的地方。
這些地方通常有着比較原始的森林，遠離人們聚居的地方，所以我們通常要驅車行駛很長的距離才能抵達。而且，途中時常會遇到一些小意外，畢竟我們走的不是尋常路。
當車輛實在沒辦法繼續深入的時候，我們就只能背上行囊去跋山涉水。我們翻過了一些懸崖，也淌過了一些河流。對于一些特别特别偏遠的地方，我們甚至要背上帳篷，帶上行李和食物，在那裡駐扎上好幾天，如此才能采集到我們想要的樣本。
通過這樣的工作采集到的樣本，正如剛剛所說的那樣，是非常非常細的。那怎麼保護呢？我們會将它固定在一個特制的木槽裡。在固定好之後，便使用砂紙逐漸打磨它。那要打磨到什麼程度為止呢？要一直磨到我們在顯微鏡下能夠清晰地看到細胞的結構為止。
然後，我們要像這樣在年輪樣本上進行标記，以此來初步完成定年工作。具體操作就是從外到裡，順着年輪一圈一圈慢慢地數過去。每當數到整十年的位置時，我們就在相應的地方打上一個點；數到整五十年的位置呢，就打上兩個點；而數到整百年的位置，則打上三個點。通過這樣的方式，我們就能比較清楚地知道這根樣芯所代表的樹木到底有多大年紀了。
剛剛我們所标記的那些點，其實不一定能準确代表樹木的年齡，這是因為存在偽輪，甚至還會有缺輪的情況。
偽輪前面說過了，那什麼叫缺輪呢？缺輪是指在當年，樹木的這個方向完全沒有生長。樹木都完全沒有生長了，我們又怎麼能看到年輪呢？正是因為這一系列復雜狀況的存在，我們需要對樹木年輪進行精确的定年。
我們會将樹木年輪的樣本轉化成一條條的數據序列，然後以這些極窄的年輪作為标尺，讓它們彼此之間能夠對應起來。
就比如這裡，這就是一個非常典型的缺輪情況。在這一年裡，樹木是完全沒有生長的，所以這裡的樹木生長量為零。通過開展這樣一系列的工作，我們便能知道這棵樹以及這片林子的年齡了。
為什麼長壽樹總生活在惡劣環境？
在全世界範圍内，有很多很多像我們一樣的學者，在致力于探尋全球各地樹木的年齡。
在 2022 年，復旦大學的劉佳佳教授繪制了一張地圖，這張地圖展示了當前我們已經精确定年的那些長壽樹的分布情況。經過研究發現，目前已知最古老的那棵樹在美國的西海岸的一處山地之上，它叫長壽松，而且我們已經準确地知道，它的年齡達到了 4900 歲。
它長這樣，非常崎岖，所生長的山地生存環境也非常惡劣。那裡的土壤發育得非常差，樹下有很多石塊，可這棵樹還是在這樣艱難的條件下頑強地生長着。
在我們國家也有這樣一種樹，叫祁連圓柏，它也能長到 3000 多歲。
它長這樣的，看起來并不大。這是在青藏高原上一個既幹旱又高寒的地方，生存環境同樣很差。
經過統計可以發現，其實樹齡超過 2000 年的樹木，有 90% 都生長在環境比較惡劣的高海拔山地。大家或許會問，為什麼這些樹要生長在這樣的地方？
你可能會認為是因為人類的幹擾比較少。對，人類幹擾是一個主要因素。但是，和人類幹擾相比，還有很多其他因素影響到了它們的分布。這樣來回答這個問題其實已經比較復雜了。
所以，我們不妨換一個角度去思考。樹既然能夠存活那麼長時間，也就是它沒有死亡，那麼，樹在什麼情況下會死亡呢？
20 世紀 70 年代以來，全球各個地方都報道了森林衰退事件。這張地圖上的這些不同顏色的圓點，就是在不同時期報道了森林衰退事件的相應地點。
這些事件的一個主要現象就是樹木死亡。這些樹木是因為什麼而死？大家對這些事件進行了研究，發現幹旱是導致樹木死亡最主要的原因之一。
幹旱為什麼會造成樹木的死亡呢？樹它中間有像導管這樣的結構，通過這個結構，它不僅可以把根系吸收到的水分匯集起來，輸送到大樹的各個部位；還可以将光合產物等營養物質，借助這樣的通路在大樹的體内進行運輸。
幹旱發生的時候，水分不足，就會有一段空氣柱進入導管，這就是空穴化。樹木出現大量的空穴化之後，養分和水分就沒辦法再繼續運輸了，樹就會面臨死亡。
長壽需要韌性
事實上，樹并不那麼容易死去。你看，我們剛剛所說的那些樹，它們都有着上千年的歷史，足以證明其頑強的生命力。
在樹木生長的序列中，我們可以看到這樣的一個現象：樹木正常生長時，其生長量會在一個平均值的上下波動。而當幹旱發生的時候，樹木的生長量會持續一段時間下降，随後才會上升。于是，我們根據這一情況來判斷它的衰退期和恢復期。在這段時間裡，樹木的生長狀況就沒那麼健康了。
從健康狀态轉變為不健康狀态時，樹木是會有抵抗能力的，它并不是被動地響應外界變化。比如，在幹旱發生時，難道樹木就只能幹等着嗎？不，它可能會收縮氣孔，甚至關閉氣孔來減少水分的喪失，進而使得它可以在幹旱環境中維持自身的生長。
當樹木發生衰退後，它也會逐漸恢復到原有的健康狀況當中去，我們把這個過程叫做樹木的恢復。比如我們剛剛所說的空穴化，它會逐漸逐漸消失，樹木是可以讓那些導管再次暢通起來的。
在這樣的衰退與恢復過程中，樹木所表現出的抵抗和恢復能力，我們稱之為生态韌性。只有當生态韌性無法抵御外界強烈幹擾的時候，樹木才會發生死亡，森林才會随之發生轉變。
" 生态韌性 " 這個詞是在 1973 年由加拿大生态學家霍林（C.S.Holling）提出來的。生态系統以及其中包含的生物體，都具有生态韌性，以此來應對外界幹擾所造成的脅迫。生态韌性是維持樹木，或者說整個生态系統健康的關鍵要素。有着較強韌性的樹木通常可以更加長壽。
那麼，什麼樣的樹才更有韌性呢？這裡有兩張圖，大家不妨猜猜它們的年齡，思考一下什麼樣的樹更有韌性、更長壽。
現在揭曉答案，左邊這棵樹看起來小小的，但它已經有 473 歲的樹齡了；而右邊這棵樹，需要四五個人才能合抱過來，可其實只有 103 歲。
我們再來看看它們的生存環境。左邊這棵樹生長在海拔 4900 米的地方，那裡可是全球最高的林線，也就是森林能夠生長的海拔上限，環境十分十分寒冷。而右邊那棵樹，是生長在我們的母親河——黃河的河漫灘之上。這兩棵樹都來自青藏高原。
由此我們可以知道，左邊這棵樹生長得非常緩慢，這種慢速生長的策略，恰恰就是樹木應對長期不利環境時所體現出的一種韌性。它不用長得那麼快，這樣一來，自身所需的水分和養分也就沒那麼多，從而能夠維持自身在那樣的環境當中繼續生長，所以它可以很長壽。
說到青藏高原，那我們再來看一下剛剛的這張圖。在 20 世紀 70 年代以來報道的這些森林衰退事件當中，很特别的是，青藏高原地區并沒有很嚴重的森林衰退狀況。這是為什麼呢？
我們對青藏高原上的柏樹進行了比較全面的采樣，大概選取了 50 個樣點，采集了這些樹木的樣芯。這裡每一行代表着我們去過的一個地方，而那些顏色比較深的時間段，便是樹木發生比較嚴重衰退的時間段。
通過這些工作，我們揭示了自 1650 年以來，過去 350 年間青藏高原上柏樹的衰退狀況。從這張圖上我們發現，森林衰退其實更像是一種自然現象，它既沒有集中地分布在某一些地區，也沒有集中地分布在哪些時間段。也就是說，這些樹木是處于不斷衰退又不斷恢復的過程。
既然這些樹發生了多次衰退，那麼這些事件之間又有什麼聯系呢？我們發現了一個獨特的現象：樹木可以從它前一次的衰退中學習到一些經驗，從而得以應對下一次的衰退。
這就相當于我們偶爾會生病，比如說感冒。如果我在前一次感冒中恢復得很慢，可能需要一個星期甚至兩個星期的時間才能恢復，那麼在下一次感冒時，症狀就會更輕。這是很特别的地方。我們認為，樹木從前一次的事件中獲取了經驗，這就是樹木存在記憶的證據。
我們的研究知道了有強韌性的樹可以更長壽，有更強的能力維持自身的健康生長。那麼，研究這些又有什麼用呢？
我們發現，在森林出現衰退迹象之前，生态韌性中的抵抗力會呈現出長達 12 年的下降趨勢。值得注意的是，在抵抗力下降的這段時期，從表象上看，森林還顯得非常健康。但是，通過研究我們還發現，前期抵抗力下降的程度越嚴重，後期森林衰退的情況也會更嚴重。
基于此，我們認為抵抗力的下降是森林即将衰退的早期預警信号。一旦捕捉到這樣的信号，我們就能推斷出，在後續遭受一些外界環境變化時，森林更容易發生衰退現象。所以，我們就可以盡早采取幹預措施，尤其是在面對一些可能對森林產生重大影響的事件時，通過人為幹預阻止森林衰退的發生。
我們希望，我們所觀察的、研究的這些樹，能夠永遠地持久綠下去。
最後，希望大家就像這些古樹一樣，能夠保持韌性，堅強地成長。壓不垮我們的，永遠都會讓我們更強大。
謝謝大家！
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