树能长多高？

已知现存最高的树是一棵名为Hyperion的海岸红杉（Sequoia sempervirens），高约116 m（比一栋35层楼还高）。巨杉虽然更粗壮，但高度不及红杉。为什么树不能无限长高？

部分答案在于第2课讲到的水分拉力。每增加10 m的高度，为了平衡重力，就需要额外0.098 MPa的拉力，而且路径越长，摩擦力越大。因此：

• 树顶的叶片必须比下方的叶片在更负的水势下工作；
• 水柱承受更大的张力，增加了空化的风险；
• 树顶叶片更难保持细胞的膨压，而细胞需要膨压才能扩张并让气孔张开进行光合作用。

空化是指当空气被吸入处于张力下的水柱中（或溶解气体形成气泡）时发生的现象。气泡会扩散（栓塞），导致该管道无法再输送水分。拥有许多平行管道的树木可以承受部分管道的失效，有些树木还能重新填充管道或生长新的木质部，但张力越大，失效的管道就越多。

正因如此，水分拉力的限制随高度增加而变得更为严格。在2004年发表于《自然》（Nature）的一项著名研究中，George Koch及其同事测量了高大红杉的树顶，并预测该物种的最大高度约为122至130 m，即使土壤水分充足也是如此。Hyperion的高度略低于这一估计值。同一项研究还表明，靠近树顶的叶片更小、更厚，单位面积的组织更多。这是叶片在几乎没有多余水压的情况下工作的生理特征。

重力和摩擦力并非唯一的限制。更高的树木还必须支撑自身的重量并抵御风，同时其根系和叶片也必须跟上生长速度。在许多地方，土壤缺水或风暴会在树木达到水力极限之前就让其停止生长。在那些罕见湿润、温和且无风、适合红杉生长的地方（如常有雾气的海岸地带，雾气能为叶片提供额外水分），树木会接近计算出的极限。

其他高大树种也遵循类似的规律。最高的开花树木——塔斯马尼亚的桉树（Eucalyptus regnans）——高度可达约100 m。