Forest and climate

在气候变化的大环境下，

树木可以在一定限度内对森林里空气的湿度和温度进行自我调节，

不仅如此，它们还可以影响到更大范围内的很多因素。

当树木相互联系在一起形成一大片森林并且共同进退时，它们对于气候的波动就不会毫无招架之力。在气候变化的大环境下，树木可以在一定限度内对森林里空气的湿度和温度进行自我调节，不仅如此，它们还可以影响到更大范围内的很多因素。一个国际研究小组对欧洲范围内，由森林经济引发的森林状况的改变，做了深入研究，而他们的研究报告给人们带来了不少启示。特别是原始阔叶林向针叶林转变的现象，是研究的焦点。

马克斯·普朗克气象生物学研究所的科学家金·诺茨及其团队，热衷于树木反射能力的研究。针叶树的树冠呈深绿色，因而它们会吞噬大量的光线，并将其转化为红外线；而与针叶树相比，阔叶树的叶片颜色则浅很多。原始山毛榉林曾经在我们德国范围内占支配地位，在炎热的夏季，每平方公里的山毛榉林最多可以蒸发2000立方米的水，从而进一步给森林降温。而针叶树却非常吝惜自己的水分，结果也很明显，它们周围的空气会变得更热更干燥。也就是说，针叶树的水分管理机制加重了它们深色针叶带来的影响。

在这一章里，森林经济对于气候变化的影响，不应该是我们讨论的重点，我们需要更多地关注另一个问题：针叶树木的这些行为和影响仅仅是偶然吗？因为无论森林经济是否存在，我们德国森林中的针叶树并不是人工培育的产品，它们同那些寒冷气候区内原始森林里的野生树种，没有实质的区别。

而在那些寒冷气候区，这个影响可能算是个优点。比如在泰加森林，夏天非常短暂，一般只持续几周，这样留给树木用于生长的时间就非常少，更别提开枝散叶和繁衍生息了。那么有没有这样的可能呢：在森林生态系统中，树木通过将周围的空气加热，来延长夏季中短暂却具有决定意义的几天？这听着非常符合逻辑，但到目前为止它还只是一个抽象的推论。

这里我可以给您一个提示，云杉和松树对于温暖日子的渴求，从它们过冬的策略也可以看得出来。与阔叶树不同的是，针叶树在冬季会将它们又细又薄的叶片保留在枝头，这样它们就可以在有需要的时候立即开始生长。在我们德国范围内，这个起始点大约在2月末到3月初之间，而此时，山毛榉和橡树都还处于沉沉的冬眠中。一旦太阳使气温（还有那深绿色的树冠）稍有回暖，云杉和松树就会立即开始制造它们生长所需的糖分。

这样的策略听起来非常合乎逻辑，而人们也的确能在每年冬天快结束的时候，在充满阳光的日子里，观察到树木的复苏。然而这只说明了事实的一半。另一半的事实，也就是针叶树的另一个能力，与前面描述的“加热”能力有着自相矛盾的地方。在一望无际的泰加森林上空，人们可以检测到一种特殊的物质——萜烯。这种物质从云杉和松树中散发出来，当您在这样的森林中散步的时候，会有一股非常浓郁的香味钻进您的鼻子。天空中的太阳燃烧得越剧烈，这气味就越浓郁。

而这气味与太阳之间的联系，也并非偶然。研究人员后来发现，这些由针叶树排出的分子会固定空气中的水滴。在自然情况下，大气中的云不是那么容易形成。空气中的水分子虽然能够互相碰撞在一起，但是却不能保持着粘连的状态，而是会再次分开。这样水分子也就无法形成雨。因为形成雨的条件是：必须有大量的水分子集结成一团，形成水滴，然后这水滴变大变重，最终坠落地面。

而形成这种水分子团——也就是水滴的先决条件，是悬浮在空气中的微小粒子，水分子需要附着在这些小颗粒上，才能变大变重。在自然中存在着许多这样的微小粒子：火山中的灰烬、沙漠中的沙尘、海水中的小盐晶。但是数量最多的，还是这类由植物主动喷出的微小颗粒。在这一点上，我们的针叶树再一次扮演了很重要的角色。它们向空气中释放了大量的萜烯，而且天气越热，它们释放的就越多。一般情况下，萜烯只是味道香甜而已，直至有第二个要素参与进来，而这第二个要素就是——宇宙射线，它们是来自宇宙外层空间最小的粒子。这些小粒子会不间断地向下噼里啪啦打在我们身上，然后直接从我们的身体中穿过去，就在您读这本书的时候，它们正在不停地穿过您。这种射线能使萜烯的活性比自然状态下的值提高数十倍甚至上百倍，因此树木排放出的小颗粒就可以聚成一团。只有以这种形式，水分子才能很容易地被固定下来。通过这个方法，西伯利亚和加拿大地区无边无际的针叶林就可以随心所欲地呼风唤雨。

即便针叶树仅仅只是成功制造了云层，而云层却没有造成降雨，那同样也会给周围的环境带来些益处。厚厚的云雾层可以明显地降低空气温度，以此减小土地的挥发度。如果树木成功制造的不只是几片云，而是一场结结实实的雷雨，那么它们就算是中了头奖了。因为哪怕是一小片雷云，也可以轻松地给地面带来5亿升的降水。

至此，我们遇到了一个自相矛盾的问题。一方面，针叶树会通过深绿色的树冠加热周围的空气，以便它们可以在春季更早地为生长新枝做好准备；另一方面，它们又通过制造云层来进一步降低空气温度。这自相矛盾的现象仅仅是个巧合，还是大自然闹的情绪呢？或是我所认为的这些联系，其实完全不存在呢？

为了更好地给出解释，我们可以看一下针叶树在一年四季中的不同表现。在春季，云杉和松树会在气候回暖的初期慢慢苏醒，但这时的温度还完全没达到那么高。得益于深色的针叶树冠，此时的太阳已经可以将空气温度略微提升一些，在这个温度下，树木的纤维组织会慢慢变热，而针叶树可以明显比阔叶树更早复苏，因为阔叶树叶片的生长还需要很长时间。而这里所说的“将温度略微提升一些”，是真的只提升一点点。只要温度稍高于零下4摄氏度，松树就已经可以制造糖分，但是那时还不会释放出萜烯。

因为，如果针叶树此时撑起一顶富含水气的巨大太阳伞，很可能会产生不良后果。当温度高于5摄氏度时，树木虽然开始新陈代谢，但是它们的树干不会增长，也就是说，它们在原地踏步。只有当温度超过10摄氏度时，树木才真正开始投入生产——这时它们可以将大量太阳能转化为糖分，生成新的木材，并为生出新芽而投入更多的气力。所以，只有对于特别炎热的夏季，针叶树的这种降温才有一定的意义。因为当温度达到40摄氏度以上，针叶树就会遭受严重的伤害。

这样的温度对西伯利亚来说，听起来有点高吗？那里的冬季之所以那么冷，是因为西伯利亚远离大海，而大海可以起到缓冲气温的作用。由于海水可以对海面上掠过的风，进行加热或者制冷，所以海水在冬季可以起到类似暖气的作用，而在夏天它就是制冷的空调。然而在内陆地区，这一作用就不那么明显了，因此在西伯利亚地区，无论是冬季还是夏季，都会出现极端的气温。所以这个区域内分布的针叶树不但进化出“保温系统”，而且还配备了“冷却系统”，而后者还可以同时提供珍贵的降雨，所以针叶树的进化也就非常符合逻辑。

当您看一眼泰加森林的照片，或者有幸亲自去那里走一走，您就会惊奇地发现，在这片区域中，不仅仅只生存着云杉和松树。在那里，同样出现了大量阔叶树，其中大部分是桦树。云杉非常好地适应了西伯利亚地区严酷的环境，在同样境况下，桦树的表现就逊色很多。桦树排放的有机物质相比针叶树要少很多，在春季它们也没有深色叶片来吸收阳光，从而加热自己湿冷的树干——这就意味着在春季它们复苏的时间明显要比松类晚很多；再者，桦树需要在每一个季节，完全重生所有的叶片，这又会耗费它们很多额外的体力。

那么阔叶树的优势在哪里呢？细算下来，可以说有两点优势：第一个优势涉及干燥性——由于阔叶树在冬天缺乏树叶，就算在较温暖的日子里，它们也不会向外散发任何水分，因此阔叶树在冬季损失的水分比针叶树少。第二个优势涉及后代——桦树、杨树和柳树的种子可以飞得更远，并且在发生森林大火后迅速生根发芽，最先长成一片全新的森林。但随着这片森林慢慢扩大，越来越多的云杉与松树也会参与进来，于是森林会再一次变暗，而那些热爱阳光的阔叶树就会再一次消失。

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