巨型雙翅樹的水力韌性

巨樹克服基於高度的水分運輸限制

由埃克塞特大學與卡迪夫大學領導的研究，發表於《Science》期刊，顯示全球最高的熱帶雙翅樹（Dipterocarp）能將水分運送至最頂端的枝條，且沒有先前科學理論預測的水力受損。此發現暗示這些巨樹對乾旱的脆弱性並不比同種較矮的樹木更高，挑戰了假設高度會導致水力效率下降的氣候變遷影響模型。

雙翅樹種是亞洲雨林的主導樹種，也是世界上最高的開花樹木，它們利用一套細長且中空的導管系統，藉由樹冠產生的低壓將水分向上抽吸。傳統理論認為重力與導管長度最終會限制極高樹木的光合作用與生長，但本研究發現雙翅樹已演化出特定適應，使水分在極低壓下仍能保持液態。

在馬來西亞婆羅洲高度介於 7 至 71 公尺的樹木中，辨識出的關鍵適應包括：

在 2023‑2024 年嚴重的聖嬰乾旱期間的測試顯示，較高的雙翅樹在生長上並未出現與高度相關的損失，與較小的樹木相比無顯著差異。此韌性對森林生態至關重要，因為最高的 1% 樹木儲存了森林中超過一半的地上碳。如果這些樹木的水力韌性比先前認為的更高，則目前對它們在乾旱期間死亡風險的預測可能被高估了。

雖然研究提供了高達 80 公尺樹木韌性的證據，但此發現也引發了關於樹木高度絕對上限與其他水分運輸機制的討論。

一些批評者認為，研究範圍（最高 80 公尺）未能涵蓋樹木高度的絕對理論上限。事實上，全球幾乎沒有超過 130 公尺的樹木，這暗示雙翅樹或許能在一定高度內補償，但仍存在硬性的物理上限。

除了根系運輸外，其他機制也有助於巨樹的水分供給。例如，海岸紅杉（Sequoia sempervirens）已知能透過海岸霧的凝結獲取相當比例的水分需求。

部分研究者提出植物木質部導管內可能存在「結構化水」或排斥區水，認為輻射能（紫外線/紅外線）可能在將樹液推向樹冠方面扮演角色，儘管此說法在更廣泛的科學社群中仍具爭議。

技術討論強調，樹木並非以主動方式「抽泵」水分；它們依賴蒸散驅動的張力（負壓）將水分向上拉動，這是木質部運輸物理學的基本區別。

摘要：

新發表於《Science》的研究揭示，全球最高的熱帶雙翅樹具備能完全彌補將水分運送至最頂端枝條挑戰的水力適應，挑戰了先前關於高度相關乾旱脆弱性的理論。

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巨型雙翅樹的水力韌性