森林中的每棵树都有邻居。在许多森林群落中,同一物种往往聚居在一起,尤其是在生长条件相似的情况下。这些邻居有时距离很近,有时相隔较远,但它们共同构成群落的一部分,其中一些物种自然比其他物种更占优势,尤其是在生物量生产方面。但当形势变得严峻时会发生什么?干旱即将来临,必然有赢家和输家。
干旱对许多树木而言是一项重大挑战,而随着世界向更加炎热、干燥的气候转变,这一挑战只会愈加严峻。不同物种应对这类压力有不同的策略,但它们如何应对失水问题尤为关键。
树叶上有微小的气孔,可以开启和关闭。树木通过气孔散失水分,这一过程称为蒸腾作用,同时吸收二氧化碳用于光合作用——即植物制造养分的方式。一些树木较为保守,在干旱初期就关闭气孔以防止水分流失,但这也限制了它们吸收二氧化碳的量,进而限制了其能够产生的能量。
一些树木采取更为冒险的策略,让气孔保持开放更长时间以持续吸收二氧化碳,但这也增加了一种称为空穴化的过程的风险,该过程会使树木无法输送水分。显然,每种策略都有其优势和劣势,所有树木都处于极为保守与极为冒险之间的某个位置。
树木之间存在这样的多样性是幸运的,因为如果每个物种都依赖完全相同的策略,就如同把所有鸡蛋放在同一个篮子里。若只依靠单一策略应对生命中可能遇到的种种挑战,森林将会相当脆弱。多样化的应对压力策略,正是赋予森林大部分基本稳定性与韧性的原因。
哪一物种拥有最佳的生存策略,部分取决于压力事件持续多久、强度如何、发生频率多高,以及其邻居在做什么。所有这些不同策略在干旱等压力环境中如何运作,将决定整个森林的命运。这有点像人类的个性:有时它们相处融洽,各方皆受益;但有时则会发生冲突。
近期研究已开始厘清当某些物种被种植在一起时,谁是赢家、谁是输家,以及这种情况在压力条件下如何变化。令人惊讶的是,这些信息大部分可以从树木年轮中提取,年轮保存了每棵树在干旱等事件发生时生长状况的实物记录。
树木年轮使科学家能够观察不同树木如何应对同一压力事件,以及其近邻的物种身份如何影响这种应对。关键在于,这项研究也正在揭示物种为何会因所邻近的对象不同而反应截然不同的一些复杂原因。
爱你的邻居
为何某些树木在特定邻居旁生长得更好,而在另一些邻居旁则不然,这一问题极为复杂,目前尚未完全弄清。但从基本层面来看,我们可以设想,每个树木物种都具有一系列特质、特征和功能,共同构成其“个性”。
树木应对压力的方式,可能与其邻居之间直接竞争的程度有关。例如,一些树木根系较深,另一些根系较浅——两棵浅根树木会直接争夺水分,而深根物种则可以获取土壤深处的水分,从而避开部分竞争。这被称为“生态位分化”——通过以不同方式利用环境,两种不同物种可以占据同一地点。
能够预测哪些树木物种会成为良好或不良的邻居,非常重要。例如,将两棵在关闭气孔时机上较为冒险的树木种在一起,可能意味着它们比一棵保守树木与一棵冒险树木共同生长时更快地耗尽有限的水分。
有人提出,大规模地恢复地球部分地区的森林,可作为减缓气候变化的一种方法。目前正在研发能够从空气中吸收碳并加以储存的技术,但树木已经历了长达3.5亿年的研发历程,使其非常适合这一任务。
了解哪些树木物种能够良好共存,以及至关重要的是其背后的原因,有助于指导如何实施造林工作,以应对未来几十年的需求。随着树木“个性”的多样化,森林likely比单一物种组成的森林更能抵御干旱、病虫害和疾病。多样性有多种形式——确保今天种植的森林在未来具有韧性,部分将取决于明智地选择树木邻居。






