如果你爬过树就会明白,想要爬上那些动辄三四十米,一不小心就长到七八十米的树顶端,对于身为两脚兽同时又缺少工具的我们来说,真是又累又危险。普通两脚兽想上树去摘果子、采蜂蜜,充满好奇心的科学家两脚兽就更想上树了。因为,林冠是地球上物种最丰富的地方,有些神奇的生物只生活在树顶。可即便到现在,林冠也被称做是最后的生物学前沿——太难上去了,想研究也研究不到!
凭着“没有困难制造困难也要上”的精神,科学家可谓是无所不用其极。
科学家在斯里兰卡用梯子到一种娑罗双树上研究传粉。图片:Lowman / Springer Science & Business Media(2013)。想想几十米的树木高度,这确实是个技术活吧?
比起直接用梯子,有些科学家用的方法就稳妥得多了,嗯,他们干脆绕着树搭了个环形楼梯:日本科学家在马拉西亚Lambir Hills国家公园直接围着树建了环形楼梯。图片:Forest Department Sarawak。这种方法的装备非常简单,爬树的人穿上一个内侧带刺的靴子,将护具绕过树干绑在腰上就可以了,80年前科学家们用得多。
但这种方法往往会伤害到树木和树干上的附生生物;而且也不适用于森林里那些非常粗的大树。因此现在基本被淘汰了。
这种技术是由洞穴探险发展而来的,探险家用一根绳子进入巨大的洞穴,科学家改良了一下,用一根绳子爬到树顶上去。因为工具比较简单,单绳攀爬可以算是运用得比较广泛的爬树方法了,就是比较累人(想想就觉得累!)。
这种方法对技术要求比较高,需要系统的学习,因为除了要掌握爬上去的方法,还要学会如果去救人——如果有人爬到一半不能动了,你要知道如何把他救下来。近年来发展出了更安全的双绳技术,除攀爬绳之外还有一根安全绳,加强了这项技术的安全性。
热气球是研究林冠最好玩的方法。这种方法既奢侈又浪漫,问题在于热气球容易被风吹动,不是很稳定。有一些科学研究并不需要真正接触到树冠,所以也有用飞机的土豪科学家。现在由于无人机的普及,越来越多科学家使用无人机来监测林冠。有的时候科学家会用充气的管子做为骨架,套上一张巨大的网做成“气垫船”,然后用热气球把船带到树冠上去,研究者们就可以悠闲地坐在“林冠气垫船”里做实验了。
西双版纳热带雨林里的空中走廊。图片:西双版纳热带植物园。上图是在西双版纳热带雨林里修建的空中走廊,通过连接不同的望天树,在树顶形成了一条500米长的小路,让科学家可以方便地到达林冠进行研究。这也是一个一劳永逸的方法,在森林中修一个铁塔,一直达到林冠。这种方法现在主要用来研究森林的微气候、森林与大气的气体交换等,铁塔上通常会装上好多测量仪器,实时监测记录数据。
西双版纳热带雨林中的塔吊。图片:邓云 / 西双版纳热带植物园。西双版纳就在2014年建成了将近90米高的林冠塔吊。你问为什么建得这么高?那是因为这里的望天树有七八十米高,总不能建得比树矮吧。塔吊的臂展有60米长,可以360°转动覆盖超过1公顷的研究区域,也就是说,在塔吊周围1公顷的森林里基本可以做到全方位无死角地研究。
世界范围内的林冠塔吊分布图。图片:Nakamura A / Trends in Ecology & Evolution(2017)。在过去几年间,中国一共建成了六个林冠塔吊,还有两个在建,它们分别在长白山、古田山、八大公山、栗子坪、丽江、哀牢山、西双版纳、鼎湖山。这些林冠塔吊较好地覆盖了我国的森林类型,它们的投入使用将在林冠小气候、林冠生物多样性和物种共存等领域发挥重要作用。