方舟子:世界上最古老的树

和以前的气候变暖不同的是,现在的气候变暖是人为造成、变化迅速的,这个最古老的树木,难道要毁于人类之手?

在加州东部,耸立着宏伟的内华达山脉,那里有美国本土第一高峰惠特尼峰(海拔4418米),美国落差最大的瀑布约塞米蒂瀑布(739米),美国最大的高山湖塔霍湖(湖面面积490平方千米)……内华达是西班牙语“被雪覆盖着”的意思,即使是七月,内华达山脉的高峰上,依然覆盖着白雪。而在山脉的东部,南边是一望无际的莫哈维沙漠,北边是白山山脉,隔着欧文山谷与内华达山脉遥遥相对,最高峰4344米,为美国本土第四高峰。

白山属于美国因约国家森林,和拥有约塞米蒂、红杉、国王峡谷等国家公园的内华达山脉相比,显得人迹罕至。蜿蜒狭窄的盘山公路也会让一些游客望而却步。盘山公路有数公里路段甚至连路肩都没有,车辆紧贴着悬崖缓慢行驶,开车必须全神贯注,小心翼翼,不能被壮丽的风景分心。如此冒险前行,是为了一睹山顶上一片“古代刺果松森林”。

刺果松之所以叫这个名字,是因为它的雌性松果上有刺。它是生长在美国西部高山上三种亲缘关系密切的松树的统称:生长于加州、内华达州和犹他州的大盆地刺果松;生长于科罗拉多州、亚利桑那州、新墨西哥州的落基山刺果松;只生长于加州的狐尾松。其中狐尾松是最早被植物学家发现的,为纪念19世纪英国植物学家约翰·巴尔弗(John Hutton Balfour),拉丁学名称之为巴尔弗松,这三种松树在植物学上就统称巴尔弗亚组,因此中国往往把它们统称狐尾松。根据名从主人的原则,我认为还是根据美国的叫法统称刺果松为好,不容易引起混淆。

白山古代刺果松森林中的刺果松是大盆地刺果松(以下说的刺果松都指这种刺果松)。它生长在海拔三千米以上的,在几乎没有其他树种(除了少数几种松树)能够生存的干旱、贫瘠的土壤中生长,枝干被风雕塑得盘屈交结,犹如一个放大的盆景。它的木材质地非常密,又富含树脂,因此可以抵御昆虫、真菌、细菌的入侵,即使完全裸露,也不会腐烂,而是像石头那样遭受风霜的侵袭,变得奇形怪状,就像一个巨大的根雕。刺果松最吸引眼球的,就是那些只剩下光秃秃的虬屈树干的老树,第一感觉是它们已经死了。这种感觉有时是对的,你面对的可能是一棵已经死了很多年、但是屹立不倒的死树,有的已经死了几千年。但是更多的时候,再看仔细一点,会注意到有嫩绿的树叶从枝条上长出,表明它还活着。刺果松有一个奇特的属性,树干的一部分死了,不妨碍其他部分继续生存、生长。古老的刺果松往往大部分树干都已死亡,只有窄窄的一小部分树干还活着。这是因为刺果松的根系很特别,每条根分别为一部分树干输送水分和养料,它死了只会让那部分树干死亡,不影响其他部分的树干。对别的树来说,如果大部分根都死了,剩下的根不足以为整棵树提供水分和养料,就会导致整棵树的死亡。而对刺果松来说,大部分根的死亡只是导致与其相通的那部分树干的死亡,不妨碍树干的其他部分继续靠剩下的根生存下去。

因此刺果松的寿命极其长,可以长达5000年,是已知的最长寿的生物体。这是亚利桑那大学科学家埃德蒙·舒尔曼(Edmund Schulman)发现的。1957年,他到白山这片刺果松森林普查。众所周知,有一个相当准确的办法可以确定一棵树的年龄,那就是数一数它在生长过程中形成的年轮。简单的办法是把树砍了去数树干横切面的年轮,但这样就把树彻底毁了。为了不伤害珍稀树木,植物学家用一种特殊的工具——生长锥对树干钻孔,获得和铅笔粗细差不多的树芯样本,这样不砍伐树也能获得树的年轮。像刺果松这样树干形状很不规则的树,还需要多处钻孔取样才能获得完整的年轮数据。

舒尔曼用这种方法发现很多刺果松的树龄长得令人惊讶,其中最古老的一棵他计算出在公元前2833年发芽,当时已有4789岁。这棵树后来被称为玛土撒拉树,以希伯来《圣经》中最长寿的神话人物命名,其实此人不过活了区区969岁。舒尔曼在发现玛土撒拉树的第二年就去世了,只活了49岁,而这棵树目前还活着,已有4851岁,是世界上活着的最古老的树。为了避免被游客破坏,这棵树的确切地点保密,也不做标识。当然,刺果松那么多,并没有被全都取样数过年龄,完全可能还有比玛土撒拉树更古老的树还活着,未被发现而已。2010年,亚利桑那大学的研究人员汤姆·哈兰(Tom Harlan)声称在白山还有一棵比玛土撒拉树年纪还大的树,树龄高达5062岁。舒尔曼对这棵树取过样,但是来不及去研究其年龄,哈兰是在研究舒尔曼留下的树芯样本时发现的。不幸的是,这个研究人员没有向任何人透露是哪棵树,他研究的那个树芯样本在他去世后别人没能找到,这棵树究竟在哪里,是不是年龄真的有那么大,也就没法确认。所以,玛土撒拉树到现在仍然被公认为是世界上年纪最大的还活着的树。玛土撒拉树不仅还活着,而且还有繁殖能力。1972年,研究人员在研究玛土撒拉树时,发现它长了一个松果,松果里有96颗种子。他们把种子种到土里,全部发芽长成树苗。

之所以强调玛土撒拉树“还活着”,是因为历史上发现过一棵年纪比玛土撒拉树还大的刺果松,但是已经死了。1964年,犹他大学地质系研究生唐纳德·科瑞(Donald R. Currey)正在研究气候变化对冰川的影响,他母亲寄给他一期《国家地理》,里面有舒尔曼介绍刺果松的文章,他读了以后第一次知道有这么古老的树。科瑞当时在内华达州的大盆地国家公园做研究,那里也有刺果松,他想,也许通过研究其年轮可以了解冰川在内华达州的变化。他随机看中了一棵被称为普罗米修斯树的古树。一开始,他尝试用生长锥取样,但是一直没能成功。于是他向森林管理局申请砍倒这棵树,以便直接数它的年轮,获得了批准。在护林员的帮助下,这颗树被砍倒,科瑞割下树干圆盘回宾馆数年轮,数了一遍又一遍,恐怖地发现他无意中砍倒了世界上最古老的树:4862岁,而当时玛土撒拉树才4796岁。

玛土撒拉树能告诉我们4800多年的历史,但是还有一些死去的刺果松生活的年代比玛土撒拉树还要古老,它们的年轮同样可以告诉我们它们生活的年代的状况。把活着的和死去的刺果松的年轮排列起来,就有了一份长达9000多年不间断的历史记录。这个历史记录非常准确,甚至被用于校对碳14测定年代法。年轮不仅能告诉我们树木的年龄,而且还能告诉我们在树木生长过程中发生的环境(气温、降雨、阳光等等)变化,因为这些变化会影响到树木的生长速度,在年轮中就能表现出来。

通过研究刺果松的年轮,有时会有出乎意料的发现。例如,在研究玛土撒拉树的年轮时,科学家发现它在公元前1627年生长特别缓慢,最可能的解释是在那一年有过一次特别大的火山爆发,火山烟灰充满了大气层,长期遮蔽阳光,导致气温下降,让刺果松生长极其缓慢。人类文明史上最大的一次火山爆发是爱琴海的圣多里尼火山爆发,导致位于克里特岛米诺斯文明的毁灭,有人推测亚特兰蒂斯大陆的传说就是因此而来。但是地质学和考古学研究没法确定圣多里尼火山爆发的确切年份,因为当时并没有历史记录。也许它被生活在地球另一端的玛土撒拉树记录了下来?

有的对刺果松年轮的研究结果则是意料之中的。亚利桑那大学的研究人员在研究了678棵活的和死的刺果松的年轮后发现,从1951年到2000年这50年间,树木长势特别好,年轮宽度中位数达到0.58毫米,比自从公元前2650年以来任何一个50年间隔的中位数都要大。这是因为这50年气候变暖,导致刺果松生长速度变快了。但是气候变暖并不利于刺果松的生存。它们更适合生长于较为阴凉的环境。在地质史上,加州还有一些地方,例如莫哈维盆地的山麓,曾经有过刺果松森林,后来随着气候逐渐变暖消失了。和以前的气候变暖不同的是,现在的气候变暖是人为造成、变化迅速的,这个最古老的树木,难道要毁于人类之手?

2019.8.14.(《科学世界》2019.9)

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