树干是树木超越其他植物,争得一席之地的关键角色
树干是树木的名片。
树干的外形和树皮透露出这棵树木属于哪个树种,
并能从中看出它目前的生长状况是完好无损,
还是已遭受真菌侵袭,
还能显示出它是健康还是已趋近死亡。
树木若没有树干会发生什么事呢?树干是树木能够超越其他植物,在太阳下争得一席之地的关键性角色,属于树身的重要部分;树干的长度也让树木成为地球上最高的生物。在生物物种中,需要人类抬头仰望的实在不多,可能正因如此,让我们对树木有某种程度的敬畏。
树干是树木的名片。树干的外形和树皮透露出这棵树木属于哪个树种,并能从中看出它目前的生长状况是完好无损,还是已遭受真菌侵袭,还能显示出它是健康还是已趋近死亡。
对花园的主人来说,这些树干表现出的主要特征非常重要。它包含两层意思:这棵树是否足够稳固,可以支撑吊床或晾衣绳?伫立在住宅附近的那些老树,是否有能力经受风力与气候的考验?
如果你仔细观察树木的木质部(俗称木材)会发现,在正常情况下,树木并不会轻易受到重创或死亡。木质部位于树木的内部,始终受树皮的保护。想真正了解树木,就必须仔细观察这被隐藏的组织。
若想超越其他的植物,树木就需要坚强的支撑。我们可以把树木的木质部看作人类的骨头,称其为“树木的骨头”。相对于人类的骨头,树木的木质部必须更坚固,更禁得起磨难。一棵成年树木的树干重量可达20吨,甚至更重,它要能承受强劲暴风对树根的拉扯与压迫,而那强劲暴风的力量比树干的重量多出好几倍。
为了使木质部强韧稳固,木质部的构造就像玻璃纤维的构造。木质纤维由薄如蝉翼,像棉絮的纤维素(Cellulose)组成,纤维之间的半纤维素分子(Hemicellulose-Moleküle)使木质构造具有弹性。
成束状的纤维素束及半纤维素束由一种被称为木质素(Lignin)的黏剂包裹,木质素使得这个类似玻璃纤维的表面更坚硬。木质素生成并包覆木质纤维表面的过程被称为木质化作用,从这时起,木质部才具有对抗霜害的能力。
木质部的整体结构非常细微,使得它的纤维与黏剂(木质素)只有在显微镜下才能被观察到,肉眼则无法看到。木质纤维的细胞壁紧密地生长成了如蜂窝状的架构,有些部分坚硬,有些部分强韧,这就是木材。这些不同的特性在我们选择纸张的时候也能接触到:市面上销售的胶版印刷纸(Holzfreies Papier,又称道林纸)是由树木制成的,但是不含木质素,只含纤维素及其他添加物质,这种纸张不太容易变黄。
除了支撑的功用外,树干也负责树木的水分输送。树木的输水系统通过非常微细的管道,把水分从根部往上运到树冠。早春时,木质细胞壁的形状比盛夏时大而薄,木质细胞在秋天来临后便停止生长,到了冬天则进入冬眠状态。这种细胞生长的差异使得我们能从砍下树干的横截面,看到一圈圈颜色较浅的春季细胞及颜色较深的夏季细胞。如此年复一年,树木上就显现出清晰相间的年轮。
随着树干越来越粗壮,树木旧的输水管道不再被需要,因为新的输水管道不断往外生长。除了这一点之外,树木的输水容量永远比树干的直径增长得更快,因为最外圈新生的年轮总是比内部旧的宽。一棵树木的树干若变粗2倍,管道系统则会增加4倍。当树干直径增加到约10厘米时,树木里的输水管道就太多了:最旧的管道会先被弃用,就像是往外生长新细胞一样,树木会向内把旧的输水管道封起来,木质细胞则会渐渐死去。即使如此,真菌与细菌仍旧无法侵入,因为死去的木质细胞仍会受到外层还活着的组织的保护。
为了加强防御,有些树种还会在被封起来的输水管道里分泌防御物质,使木材“吃”起来不可口,破坏有可能侵入者的胃口。这些物质使木质部变成了红色或是咖啡色,因此我们可以很容易将被封起来弃用的组织(内部)和活着还具有运输水分功能的组织(外部)区分开来。专业术语将这两种不同颜色和特质的组织分别称为“心材”(Kernholz)与“边材”(Splintholz)(译注:边材为次生木质部的外围,功能是将水分与矿物质输送至树冠,有别于心材,颜色浅也较软),会发生这种现象的树木有橡树、松树、落叶松(Lärche)和花旗松(Douglasie)等,其心材的颜色都会比边材深。
完美的树木有着挺直稳固的树身,而且树干如圆柱般匀称,还有向四方伸展的树冠。这样的树木是树木中的超级名模,是树木同伴的表率。如同在人类社会中一样,这种完美的身材并不是大多数树木可以拥有的。
其实造成树干歪斜或是树冠参差不均匀的原因很多,无论如何,一旦出错,长出歪斜的树干,就算抱怨也于事无补,反正永远无法恢复原形。问题不是树木的外表歪斜,这点它完全不在乎。它担心的是,树干歪斜造成枝干与树冠单边超重所引起的许多问题。还有,当强风迎面吹袭,倾斜的树木需要花更多的力气保持平衡,因为受力不均匀的情况会更严重。
许多树种可以证明树木并不是束手无策,完全无法应付树干歪斜的问题,它们会以特别加强某部分树干的生长来解决问题。例如它们会将生物质量(能量)平均分配,受到重压的树干部位会产生大量木质部,使此处的年轮宽度比其他部位宽10倍。木质部的组成成分在受压的部位跟其他部位也大不相同,在树干弯曲的内侧,将会产生压缩木(Druckholz),此处会产生大量的木质素,而且细胞壁也特别粗大。
树干在弯曲处的外侧会长出伸张木(Zugholz),它们的功用与马戏团帐篷外的营绳一样,是用来撑起帐篷的。相比之下,伸张木非常细短,只有几厘米长,也被称为木质纤维(Cellulosefasern)。不过团结就是力量,几百万个木质纤维合在一起,就能撑住一棵大树,而不产生断裂。
这些特别构造产生的结果就是树干再也不是圆形,而是椭圆形,因为树干在不同部位的生长速度不同。对我们来说,这就是一个很好的线索:椭圆形的树干表示树木的重量分配不均匀,而在大多数情况下,我们从远处观察整棵树时,就可以看出这一点。
很多树干刚开始都长得很好,健康又挺拔,持续往上生长,长成如名模般圆柱状的树干。这种模范生般的树木根本不需要应付任何重量失调的结构调整,可以把能量全部集中在往上长高上。有些树木好像一时太自傲,忽然间念头一转,从树干中间分叉成两枝,从分叉起点长出两根树干,称为双主干(Zwiesel)。这个现象不仅只有一分为二,也可能分成三根,甚至更多枝干。不管枝干分叉的数目有多少,最终要对抗的问题都是相同的,以下以双主干为例加以说明。
有许多因素会导致树木形成双主干的树干,比如昆虫特别爱吃树枝最顶端的芽苞(Knospe),使得树木丧失主要负责往上长的顶芽;或是树木断断续续遭受到猛烈寒霜的侵袭或动物的一番狠咬;当然,人类也是主要原因之一。不管怎样,为了继续活命,树木除了从任何一个侧芽再往上长出新芽外,别无选择。但是到底要从哪一个芽苞生长呢?其实随便哪个都无妨,只要树木能决定哪个侧芽是唯一往上生长的主干。但有时候也会遇到难以决定的情况。没办法做决定的树木会因此有两个侧芽或更多的侧芽一起争相往上生长,其中一根分枝经过数年后因生长缓慢而渐渐停止,导致剩下唯一的分枝继续生长。停止生长的主干最后变成了一根长得极端倾斜、非常易于辨认的树枝。
若树木长期三心二意,无法下定决心由哪根树干成为主干,最后它便会长出两根粗细一样、状如叉子的分叉树干。至于这是否会对树木造成伤害,则要视叉枝起始点分叉角度的大小而定。树干的分叉角度越小,分枝间挨得越近,对树木的伤害就越大。
分叉角度较小的两根主干像张开的食指与中指,看起来如英文字母“V”。如果你用两根手指头连续做开合的动作,就可以感觉到两指间有一个连接点,以此类推就能想象在树木两枝交叉接合的深处也有一个连接点,此处就是树木的最大薄弱点。遇到强风吹袭,这里会留下撕裂的伤疤,水与真菌便会从此处入侵,树干也会因此被破坏而腐烂。为了对抗病害,树木会试着在交叉处的外侧累积较多的木质部以求支撑和稳定。至于两根树干相交的内部,因为双主干变粗而互相接触,已经没有位置生长木质部来稳定枝干。
与此同时,树木会用木质细胞把撕裂处封住,以阻止真菌的入侵。树木的修护过程必须快速,因为只要温带气旋一来,有裂缝处便会长出木质部,从远处就能看到在双主干连接点左右两边,多长出几厘米厚的木材,像脸颊上的腮帮子,整个修护过程又得从头开始。因为这种修护工程永不停歇,我们便称这种生长情形为“一直处于修护情况的双主干”。对老树而言,分叉位置已是非结构枝生长点(Sollbruchstelle,译注:非结构枝只连在皮上,没有跟树木的髓心连起来,所以很容易折断,而此点便是非结构枝与树皮的连接处)。当秋天温带气旋肆虐,从树梢穿过,其中一根分叉枝干会被折断;伤口也越裂越深,终有一天会深到地面,直接将双主干一分为二,连基部主干都会被撕裂,情况严重时更会使树木分为两半倒地不起。
树木的薄弱区:一直处于修护状况的双主干。
若是双主干长得像测音准的音叉,情况就又不一样了。这种双主干在分叉部位所弯曲的角度比较缓和,不像“V”字这么唐突,而呈“U”字形,如此一来,就不是一直处于修护状态的双主干树木。面对温带气旋来袭,U形双主干的树木有足够的韧性,不会造成连接处撕裂,所以可以安康存活,长命百岁。
一棵树木在一生中会遭遇无数次的温带气旋,每当暴风来袭,鞭打树冠,都在考验树干结构的承受能力。凡是细胞纤维生长不均衡、树干弯曲或形成双主干的树木,都有被暴风撕裂的可能。
哎呀,树木是真的可以感受到被撕裂的疼痛,这种疼痛跟因受伤而立即发出让人无法忽视的警告信号有什么不同呢?所以我们真的应该相信,树木受伤后也是会极度痛苦的。
树干上的条状隆起是之前树干裂开的地方。
而且,这个裂缝对树木而言非常危险,真菌很可能会立即侵入树干。当温带气旋风势缓和时,裂缝其实常常只有不到一根头发的宽度,对于不请自来的不速之客而言,侵入通道非常狭窄。但千万不能就此大意,放松警惕,因为下一次雷电交加的暴风雨很可能使树木之前的旧伤口因雨水大量渗入而从中裂开。所以,树木必须尽快想办法使伤口愈合;又因裂缝经常会深入髓心,裂痕附近树干的支撑力没有受伤前那么强韧,伤口愈合处便必须产生更多的本质素。
对树木而言,“尽快”是相对的概念。修复的工作有时需要拖延好几年,而比较倒霉的树木,在修复的过程中又会遇到突如其来的温带气旋,使修护的地方再次裂开,一切又得重新开始。
若是树木的修补工作有了结果,裂痕处就会长出粗厚而坚固的木材。从此以后,它在每日修复的过程中都会在树干上留下一辈子的疤痕,装饰在树干上的条状隆起就是在述说着它受折磨的经历(译注:因为一个裂痕原本又细又短,随着时间的流逝,树干往上生长的同时,也对裂痕处加以修补并增加木质,整个伤口在几年后就会成为条状隆起)。
你认识居氏鼬鲨(Galeocerdo cuvier)吗?它们与树木又有什么关系呢?两者的皮肤是把它们连在一起的关键。居氏鼬鲨在背部和鱼鳍上有斑纹,这些斑纹让它完美地融入水光交错的背景而不易被发觉。树木也会有类似的斑纹,一些树干表皮光滑的树种如山毛榉,偶尔会带着这些特别的斑纹而引人注目。不过只有极少数的山毛榉身上会有这些纹路,而纹路的作用也不是用来伪装。这些细小的带状波浪纹所呈现的是木质纤维异常的生长情况,而且这些纹路会从树皮表面一直延伸到树干中心。
为什么会造成这种纹路呢?我们也不知道答案。可能是因为温带气旋使树干弯曲,从而使木质纤维受到压迫;也可能是基因的关系。反正在大部分森林或公园里,都可以找到一些跟正常树木不一样的树木。小提琴、吉他与钢琴的乐器工匠特别喜好带斑纹的木材,因为这种木材让乐器表面有着独特的波状条纹。
在树木底部,树根与真菌和谐共处,各得其利。然而往上走,树干跟真菌却是天生犯冲,一旦真菌进犯到树干,树木的日子可就难过了。当然在树干上溜达的真菌与根部的真菌是不同物种,而在自然界中,喜好“木头餐”的天然真菌超过了1200种!
真菌需要适当的空气与湿度环境生存,无法在过度潮湿的环境下存活。这就是为什么人们会把木头泡在水里储存,以避免真菌腐蚀木头。这样便可使木材得以长期保存,不腐坏,不变形。
树皮天生就具有保护作用,可以防止外来者入侵,如同人类身上的皮肤,保护我们不受细菌和其他病原的侵害。树皮也就是树木的皮肤,能阻挡各种细菌与病害。所以只要树木健康,树皮完好无损,就不用担心会遭受真菌的侵害。只是,就像人总有旦夕祸福,几乎所有的树木在其一生中都会遇到病害。比如树冠中的某根主干被强风暴雨折断,大面积的伤口暴露在外,使树身不再完整健康;或是啄木鸟挑中某根粗壮的树干作为它的家,虽然大家都听说啄木鸟只会选生病的树木盖房子,但这不是真的,啄木鸟也会选健康的树木啄食。当啄木鸟啄穿树木的树皮时,真菌就像收到了正式晚宴的邀请函,大喇喇地前来拜访。这些不速之客让树木备受威胁,疾病缠身。我在后文第二十章中会有更详细的说明。
依照树干的哪个部位先被腐蚀,大致可以把真菌分为两大类:一类是褐腐(Braunfäule),一类是白腐(Weißfäule)。
褐腐的真菌主要是分解纤维素的纤维,一旦纤维素被分解得差不多了,树干就会只剩下咖啡色的木质部(译注:纤维素是白色的,都被分解光了,所以木头看起来就变成了咖啡色),木材被瓦解得支离破碎。白腐的真菌刚好相反,它对颜色较淡、含纤维量高又容易啃食的纤维素大餐不屑一顾,而主要是腐蚀木质素部分。
每立方米体积的空气中,持续飘浮着约1000~10000个真菌孢子,所以当树干受伤后,常常会发生同一时间被多种真菌侵袭的情况。真菌间会互相争斗,抢攻树干中营养最丰富的地方。当两种不同的真菌相遇,在前线短兵相接时,它们便各自产生分泌物保护自己,这个分泌物会被细菌感染而变成黑色。当你燃烧木材时,可以观察一下被轻微腐蚀木材的横截面,就能看到深色、细条纹的真菌两军大战的分界线。分布于界线两边的真菌,依据种类和树干区域的不同,呈现出的颜色通常是不一样的。
真菌也可以作为树木健康与否的重要指标,若树干上长出所谓多孔菌目(Konsolenpilz)的子实体,有一半就像半个盘子悬托于树干上,另一半则长在树身里,进行腐蚀分解。当这种子实体出现在树干上,代表一种善意的预警,告诉我们这棵树木只有几年的光阴可以存活了。
树干上长出悬托伞状的多孔菌目,表示这棵树的健康已经受损。
森林里的雷击很恐怖,因此我们千万不能站在树下。但是如果人站在树下,真的就像站在一个特大号导电体下面吗?树木真的能导电使人受伤吗?或许有句关于雷电的谚语,可以在森林里遇到打雷时对你有所帮助:“应找山毛榉躲雷神,远离不可倚靠的橡树。”
闪电是如何对树木造成伤害的呢?闪电劈下来后,电流会顺着树干外侧含水的边材找出路(译注:含水就会导电),高压电流将边材内的水分蒸发成了蒸汽,电流经过的树皮承受不住这种压力,便会被爆开炸到空中。
我们确实能在一些橡树树干上的树皮上找到痕迹,但在山毛榉树干的树皮上却找不到,这并不代表上面那句谚语是正确的,更不能保证山毛榉能提供任何安全的保障。山毛榉遭雷电袭击的机会并不比橡树少,差别在于,当它遭受雷击时,不会在树干树皮上留下任何痕迹。这与它们树皮的不同结构有关:橡树的树皮粗糙,裂纹纵横交错,下雨时,雨水如沿着凹凸的阶梯般往下流,形成许多迷你瀑布,使得水膜被切断,也代表导电中断。雷电袭击时,通常都会找电阻最小的导电路径传送至地面。如果雷电击中树皮粗糙的树种,电流就会经由充满输水管道的边材传导;反之,树皮光滑的树种,比如山毛榉,因树皮光滑使水膜平滑而连续,雷电能轻松地顺沿着树皮外层往地面传导,而树干却毫发无损。所以,那句谚语其实是一种误解,之所以会产生这样的推断与误解,是因为人们发现山毛榉受到雷电袭击却毫发无损造成的。
其实雷电可以造成更大的危险,引发完全不同的灾害。我在森林中已经发现许多布满木头碎片的树干,看起来像插满刀子的飞刀练习墙,其原因是同伴被雷电击中后,其木头碎片便以高速冲击力向四方飞射,插入邻树的树干。从观察的结果来看,几乎每次雷击后产生的活炸弹都是针叶树种。同时我也观察到在针叶树林区会发生其他的现象:不是只有被劈中的树木会遭殃,有时强大的雷电电荷波及范围极广,方圆几里内的树木都将同时葬生身于雷电的威力下。
其实,树木被雷电击中的事件并不特别常见,想想看,你认识多少有雷击裂纹的粗皮树种呢?你只要想想,很多树种都可以活上几百年,便能清楚地知道,在森林中树木被雷击中的概率是很小的。树木遭雷击后还能存活几年呢?所以很明显,真正遭雷击的树木相当少见。当你正好不是在圆缓的山顶上散步,而是在树下时,被雷击中的概率也不会特别高。
德国女歌星亚历山卓(Alexadra)有一首歌名为《树啊!我的朋友》( Mein Freund,der Baum )(译注:一首关于人类与树木的歌曲,其寓意为人类应与树木为友。与本文相关的歌词是:我将秘密地等待,屋前的花园绿意盎然、花团锦簇,树木苏醒,开启新生命),这首歌的歌词中提到,树木被砍伐后将随即苏醒,指的就是树木从根株再次萌生新芽,被称为根株萌芽(Stockausschlag)。拜原有树木广大根系所赐,可以供应充足的水与养料,使得新芽像乘坐喷气式飞机似的快速往上抽长。但没几年光景,这欣欣向荣的景象便会消失。老树广大的根系没办法从小小的树苗得到营养,因此大部分将渐渐枯萎,所留下来的根系只在小树所能承受的范围。
不是所有的树种都具有根株萌芽的能力,特别是针叶树的根株,通常遭到惨重打击后,将无法再次出发,重生新芽的难度相当大。相反的,当阔叶树种被砍伐后,会立即抽生新芽再次出发。
在老树的根株上,一个新生命苏醒了。
根株萌芽的优点是矮林每20~40年被砍伐后能循环再生。过去的几百年,这个优点给赤贫的农庄带来了许多好处。刚开始,平原被用来进行农业耕作,休耕几年后才慢慢变成森林用地。这样年复一年,林木一再被砍伐,根株萌芽后成为年轻的萌芽林,很快又被砍伐。如此下去,林木永远无法茂盛高壮,这种森林经营方式被称为矮林作业(Niederwald)。
你如果观察根株上布满的结球疙瘩,很容易就能知道它根株萌芽的过去岁月。凹凸隆起的部分多集中在根株的同一边。我们经常能隐约看到老残根的外形轮廓,尽管根系中间早已完全腐朽枯萎。严格来说,新抽的树芽只是被砍伐树木的新芽,也就是说,这棵树实际上的年龄比新芽老很多,部分树种的寿命会因为有这段根株萌芽而延长一倍。
被砍伐的阔叶树会立即在根株上长出数不清的新芽。好像应该事先取得共识,以决定谁是未来的主干,只是在新芽的生长过程中,谁也不愿相让。到头来,新芽争相成束地往上抽长。新生的橡树、千金榆或是白蜡等树种,经常簇拥着如插在花瓶中的花束,使得它们未来的命运渺茫不定。唯一能确定的是,因为没有足够的生长空间,所以不是每棵新芽都能长成大树。
有时历经多年,会长出一棵特别强壮的精英,领先所有同伴,获取越来越多的日照,使得其他矮小的新芽逐渐萎缩。反之,新芽若选择全部往上生长,没有任何同伴脱颖而出,枝干则会因渐渐长粗而互相碰撞,最后合而为一。反正所有的新芽都出于同一个根株,因此最后会结合为一体。如此一来,刚开始还能清楚地辨认每株新芽,多年后则会变为一根巨干,树干上则带着一开始众多新芽丛生所留下的数不清的沟痕。
有时树干之间不想结合,想各立门户,这样树木的整体生长便将每况愈下。每个新长出的树芽只能靠着根株边缘的支撑,根系也只能向边侧生长,因为根株中心部分已被原本的根系占领了。
如同前文所述,新芽争相一起往上抽长时,每根枝干无法得到完整的支撑力。当这些新枝干长到某一高度时,所需要的支撑力就越大,经年累月后,成群的新芽因无法支撑而一个个分开断裂。橡树与欧洲栗子树(Esskastanien)等树种比较幸运,它们的心材天生就能抵抗病原菌,即使只剩下唯一一个新芽,也有能力长出完整的树干,发育成一棵大树。而对其他树种而言,因新芽断裂处常遭受严重的腐蚀,它们的结局会如同《最后的莫西干人》(Der Letzte Mohikaner)(译注:美国作家詹姆士·费尼莫尔·库柏于1826年出版的小说,写的是康涅狄格州东南部印地安人原住民的故事,多次被改编成电影与电视剧)中消失的民族,消失在地表。