眾木成林，森林可以提供食物和庇護(hù)，維持生物的多樣性。即使在最的條件下，也能夠奇跡般地蓬勃生長。樹木不僅是其他生物的糧倉，還是適應(yīng)力強(qiáng)的戰(zhàn)士，堅(jiān)定地捍衛(wèi)著腳下的土地。隨著植物生理學(xué)和森林生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的不斷研究，人類也漸漸解開了樹木的奧秘。因此，這本書的目的在于幫助你更好地理解神奇的樹，了解樹的組成、功能和動態(tài)變化，以及樹是如何與人類的生活緊密交織的。
樹是什么？為什么它們對于地球上的生物如此重要？它們是怎樣呼吸、成長、交流和繁衍后代呢？地球上總共有多少種樹呢？它們都生活在哪些區(qū)域呢？
在本書中，國際知名的荷蘭樹木研究員奧拉維 胡卡瑞博士將帶領(lǐng)我們深入了解這些地球上最巨大、最雄偉的生命體的秘密，書中還有科學(xué)家精心繪制的精美罕見的舊版插畫。
《科學(xué)天下科學(xué)之美 神奇的樹——延續(xù)地球生命之泉》是科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合的系列口袋書，自然界中古老和雄偉的生命體的神奇之處在本書中都可以找到答案。全書貫穿以迷人的插圖，內(nèi)容之豐富，值得細(xì)細(xì)玩味與收藏。作者從讀者關(guān)注的科學(xué)話題中提煉出藝術(shù)的元素，給予讀者科學(xué)之外更多的藝術(shù)資訊。本系列圖書獲得年度科學(xué)時(shí)報(bào)科普好書獎，并入選中國新聞出版署為青少年推薦的100本好書獎。
作者奧拉維.胡達(dá)瑞是美國科普作家。譯者鄭程橙，現(xiàn)在是浙江大學(xué)外國語學(xué)院講師，翻譯《黑箭》。
002 / 什么是樹
004 / 光是生命之源
006 / 生命需要植物
008 / 樹的種類有多少
010/ 樹的組成
012 / 樹的神奇之處
014 / 樹葉內(nèi)部
016 / 常青還是落葉
018 / 樹木的顏色
020 / 形成層
022 / 樹皮
024 / 樹干
026 / 樹根
028 / 樹吃什么
030 / 牛頓的蘋果
032 / 樹能感到疼痛嗎
034 / 樹貪心嗎
036 / 樹的周期
038 / 樹的繁衍
040 / 樹能看見么
042 / 樹睡覺么
044 / 微氣候
046 / 樹木和土壤
048 / 音樂樹
050 / 樹木、人類和能源
052 / 氣候變化
054 / 樹木檢索表
057 / 術(shù)語表
什么是樹？
了解你的表兄弟
樹木利用自立式多年生木質(zhì)莖，學(xué)會了如何長得很高。像地球上的所有生命一樣，樹木也起源于古細(xì)菌，這些古細(xì)菌很早就開始調(diào)節(jié)地球上的環(huán)境，主要有創(chuàng)造性的光合作用者和清除甲烷生產(chǎn)者。大約30億年前，這些早期的單細(xì)胞生物體進(jìn)化為新型活動消費(fèi)者，其中一些與別的單細(xì)胞有機(jī)體相結(jié)合，互利共生。從這以后，一連串共生關(guān)系給地球帶來形形色色的原生生物。這些原生生物按照其特點(diǎn)，分流形成三個(gè)多細(xì)胞王國：真菌界、動物界和植物界(如右圖所示，林恩 馬古利斯繪制)。
及時(shí)株維管植物出現(xiàn)在400MYA(百萬年前)的志留紀(jì)，這種植物開始產(chǎn)生氧氣釋放到大氣中。到石炭紀(jì)(約330MYA)，二氧化碳含量稀缺，樹蕨進(jìn)化出了可以呼吸的葉子。接下來出場的是高聳的裸子植物——晚二疊世(250MYA)出現(xiàn)的銀杏和侏羅紀(jì)(150MYA)的參天松柏。最終，以闊葉樹形式存在的被子植物或開花植物(如木蘭)在約75MYA取代了針葉樹。
樹木的特別之處在于，形成木質(zhì)素作為次細(xì)胞壁(約占木材干重的30%)，同時(shí)與所有植物一樣，產(chǎn)生大量的纖維素(地球上最常見的有機(jī)化合物)以及單寧。
我們?nèi)祟惖腄NA約有50%與樹木相匹配——下次坐在老橡樹下好好想想這件事哦！
光是生命之源
糖的甜蜜藝術(shù)
光是生命之源。光合作用中，樹木和其它植物將水(H2O)和二氧化碳(CO2)轉(zhuǎn)化為糖和氧氣，光為這個(gè)過程所需的生化反應(yīng)提供能量。
在植物的葉子中，葉綠體吸收紅色和藍(lán)色光子中的光能量，從類囊體膜上的水分子中分離出質(zhì)子與電子。在一系列反應(yīng)中，能量轉(zhuǎn)化為三磷酸腺苷(ATP)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，并釋放出氧氣這一副產(chǎn)品。接著，從CO2中釋放出的碳被固定在小結(jié)構(gòu)的糖中，如葡萄糖和果糖，并進(jìn)一步形成更大結(jié)構(gòu)的糖類，如纖維素、木質(zhì)素，或以能量形式儲存在根、塊莖和種子內(nèi)的淀粉中。
夜間，樹木利用白天獲取的能量，產(chǎn)生大量的植物化學(xué)物質(zhì)。在根部可溶性氮的幫助下，樹木將小結(jié)構(gòu)的糖轉(zhuǎn)化為氨基酸，用于生成藥用生物堿或有毒生物堿、相關(guān)酚類物質(zhì)(如香草酸、水楊酸鹽、香脂)，以及像澀味單寧和木質(zhì)素這樣的聚合物。植物也能夠?qū)⑻穷惙纸獬芍|(zhì)，形成種子儲備能量的可食用油、防護(hù)皂、芳香精油(如薄荷醇、檸檬烯、樟腦)，以及樹脂(如沒藥)和乳膠(如橡膠)。
生命需要植物
了解食物鏈
只有極少數(shù)的微生物從深海熱泉中獲取能量，除此之外，地球上的所有生命都直接或間接地依賴太陽能。植物和自養(yǎng)生物位于食物鏈的底端，它們將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，例如葡萄糖，以儲存太陽能。樹木是較大的植物。在自養(yǎng)生物之上是消費(fèi)者或異養(yǎng)生物，它們從自養(yǎng)生物或者其它異養(yǎng)生物中攝取能量。因此，科學(xué)家往往按營養(yǎng)級水平劃分食物鏈(如下圖和右上方所示)。有些消費(fèi)者又是分解者，例如細(xì)菌和真菌，它們與死亡動植物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)獲取能量，在此之前，腐生生物如蝸牛或禿鷹，可能已咀嚼過這些死亡生物。
在所有的微生物、動物和植物的細(xì)胞內(nèi)，都有好像微型電池的線粒體，它們維持生命的重要活動，如發(fā)生呼吸作用，呼出水分和二氧化碳(與光合作用相反)，產(chǎn)生ATP(三磷酸腺苷)。ATP是細(xì)胞內(nèi)使用的化學(xué)能，人體每天都會將其自身的一部分轉(zhuǎn)化為ATP。任一系統(tǒng)的凈生產(chǎn)率都等于其總生產(chǎn)率減去呼吸損耗(右下圖以樹葉為例，盧瑟福繪制)。除了在光合作用和呼吸作用中的碳循環(huán)以外，其它基本的生物地球化學(xué)循環(huán)還涉及水、氮、硫(在蛋白質(zhì)和酶中)、磷(DNA中)以及其它微量礦物質(zhì)。
樹的種類有多少？
愛好摘星攬?jiān)?/p>
你可能會認(rèn)為，樹僅僅存在于一或兩個(gè)“樹狀植物”科中，但是事實(shí)并非如此。右圖顯示了所有植物中的樹木家族，圓點(diǎn)表示該類植物中的代表性樹木。顯而易見，樹木存在于大多數(shù)植物科目中——趨同進(jìn)化的證據(jù)，表明樹這一“物種”很適宜生存。
科學(xué)家估計(jì)，現(xiàn)約有60,000種不同種類的開花喬木，占所有300,000種開花植物(被子植物)的五分之一。在曾經(jīng)統(tǒng)治地球的更古老植物中，大約有800種樹形蕨類植物存活下來，而這其中，并沒有古生代100ft的巨型楔葉類植物，裸子植物中存活下來的，也只有130種掌葉狀蘇鐵類裸子植物，碩果僅存的銀杏樹種，以及630種針葉樹(見第54-55頁)。
針葉樹中有地球上較高的植物——海岸紅杉，它能長到380英尺高。海岸紅杉是僅存的兩種紅杉之一，盡管很久以前它們曾統(tǒng)治地球，但現(xiàn)在已基本滅絕。直到一個(gè)冰河時(shí)代宣告結(jié)束，也就是約10,000年前，松樹、樺樹和其它落葉喬木才遷徙至北緯地區(qū)。
