走进树荫躲避酷暑，百米巨树实测比空气热出 10°C
在炎炎夏日的午后，顶着烈日在马路上走得满头大汗时，很多人都会本能地钻进大树的浓荫里。头顶茂密的枝叶遮住刺眼的阳光，皮肤立刻感到一阵凉意，许多人习惯把挺拔的树林看作永不停机的天然冷气机。树荫下的凉爽让人产生一种直觉：无论天气多热，参天古木总能保持冷静。
在持续热浪中，高大的树冠同样挡不住烈日，树木自身的温度会悄悄攀升过线。叶片比周围空气更热，是树木在严酷气候里躲不开的生存难题。气温突破人类体感舒适区时，头顶的庞大生命也在经历严峻的生理考验。
加州大学戴维斯分校（UC Davis）科研团队 2026 年 9 月发表在《地球物理学研究杂志：生物地球科学》（JGR: Biogeosciences）上的最新测定显示，当外界气温逼近 40°C 时，森林中的树叶温度实测比周围空气高出最多 10°C。如果户外气温达到 40°C，向阳处的树叶温度就会逼近 50°C。这个温度相当于烈日暴晒下深色汽车车盖的表面温度，对于依赖水分和活体细胞运转的植物组织而言，叶片内部正处于严重过热状态。
冲上 40°C 关窗保水，树叶光合作用直接腰斩
这项研究聚焦的对象是海岸红杉（Coast Redwood / Sequoia sempervirens，分布在北美太平洋沿岸的巨型常绿针叶树，也是目前已知地球上个头最高的树木物种）。作为地球上的植物巨人，成熟的红杉能够长到 115 米以上，相当于近 40 层摩天大楼的高度。靠着庞大的体量和长达千年的寿命，它们长久以来被视为地球陆地上最庞大的天然碳汇（carbon sink，能够大量吸收并长期储存大气二氧化碳的自然生态系统，相当于大自然用来消化温室气体的巨型仓库）。
古树之所以能够吸纳海量温室气体，核心全靠叶片里的光合作用（photosynthesis，植物利用阳光能量把水和二氧化碳转化为养分的化学过程，也是树木维持生命活动最重要的进食方式）。树木通过光合作用制造糖分来维持生长，把空气中的二氧化碳牢牢固定在坚硬的树干与根系当中。然而加州大学戴维斯分校的实验数据显示，当环境温度从 30°C 升至 40°C 时，红杉针叶的光合作用速率直接跌落了大约 50%。
光合作用速率减半，意味着大树每天通过阳光制造粮食的效率直接腰斩。树木体内的营养补给骤降，而高温环境下的呼吸消耗却在持续增加。40°C 高温让红杉的进食速率直接减少一半，原本强大的天然碳汇正在被高温踩下刹车。
图：阳光穿透加州海岸红杉林的茂密树冠。来源：加州大学戴维斯分校（UC Davis）
爬上车顶剪取针叶，实验台揭开代谢降档谜底
要测出这些巨树在真实环境中的生理指标，科学家必须拿到活体针叶。红杉动辄几十米甚至上百米高，普通梯子根本够不着枝条。论文第一作者、戴维斯分校博士生莉莉·克利内克（Lily Klinek）采样的方式很硬核：站上自家皮卡的车顶，手持伸缩长杆修枝剪，剪下距地面约 5 米高的低层鲜活枝条。
在 2022 年 7 月到 2024 年 10 月的两年多时间里，克利内克和团队在加州门多西诺县的红杉保护区内反复采样，期间恰好经历了两次席卷该地区的热浪。采集下来的新鲜枝叶被迅速插进装有清水的小瓶，带回实验室进行生理分析。研究人员把针叶放置在夹式气体分析仪中，通过精密传感器测定微小叶片在不同温度梯度下的呼吸和代谢表现。
在野外高温中，树木为了保住水分会启动紧急闭关模式。植物叶片表面分布着许多微小的气孔（stomata，植物叶片表面供气体和水分进出的微型开孔，相当于树叶排汗降温与呼吸空气的气门嘴）。植物平时通过蒸腾作用（transpiration，水分经气孔蒸发到空气中的生理过程，相当于植物靠出汗散热）带走热量。热浪袭来且空气干燥时，树叶会紧闭气孔防止体内水分蒸发殆尽。散热通道一关，叶片温度迅速蹿升，比周围气温高出近 10°C。
图：实验室内浸在水中的红杉枝条，灰色仪器正夹在针叶上实时测定气体交换速率。来源：Science News（Lily Klinek 摄）
泡在水里照样挨饿，高温直接击穿细胞运转底线
过去许多生态学者推测，红杉在热浪中光合作用减缓，纯粹是因为气孔关闭后无法吸入二氧化碳。如果空气通道被物理封死，树木无法摄入原料，光合反应自然只能被迫停工。只要外界水分充沛、气孔保持开启，大树似乎就能凭借庞大身躯抵御酷暑的冲击。
克利内克团队在实验室里完成了一组反常识的对照实验。他们把红杉枝条泡在清水里，再往叶室持续通二氧化碳，气孔全开、碳源管够。在这种毫无干旱威胁的理想条件下，仪器温度从 30°C 升到 40°C，红杉叶片的光合速率照样掉了大约 50%。
实验结果证实，除了断水闭气带来的脱水风险，热量本身直接压制了植物体内的生化代谢（metabolism，生物体内维持生命所必需的全部化学变化过程，相当于细胞维持日常运转的能量流水线）。正如克利内克在研究中所指出的，如果无法获取足够的碳，树木本质上就会陷入饥饿状态。高温直接抑制了植物细胞的代谢效率，哪怕水分和碳源管够，巨树依然会在酷热中挨饿。
气候酷热烧掉海雾，加州天然碳库正在丧失吸碳能力
海岸红杉能够在漫长的进化史中存活至今，全靠加州沿岸独特而凉爽的海洋气候庇护。它们的生存领地非常狭窄，只占从加州中部到俄勒冈州南部的一小段太平洋沿海湿润地带。这片红杉林夏天的平均气温历史上只有大约 15°C，凉爽的海风让巨树得以安静生长。
在那些凉爽的岁月里，太平洋吹来的浓重海雾是红杉最重要的补水站。巨树用高耸入云的针叶吸附雾滴补充水分，维持着庞大树体的水分平衡。随着近年热浪频率不断攀升，部分红杉栖息地的夏日气温已经多次突破 40°C 大关，炙热的气流正在迅速驱散大树赖以存活的清晨海雾。
更严峻的挑战在于，目前科学家测量到的还只是 5 米高度的低矮树枝。那些耸立在近百米高空的古树顶冠，全天暴露在强烈直射的阳光与热风之中，承受的热压力很可能远超地面附近的树枝。科学界目前尚不清楚红杉承受不可逆组织坏死的确切温度阈值，未知损伤界限给这片古老森林的命运蒙上了阴影。
这给人类依靠森林吸收温室气体的计划敲响了警钟。当 40°C 高温迫使海岸红杉的光合作用速率减少一半，叶片比空气高出 10°C 导致代谢系统被迫降档，原本作为超级碳汇的参天巨木，在热浪面前正从强力吸碳的天然护盾退化成艰难求生的饥饿树木。全球气温的持续上升，正在让地球最宝贵的天然碳库失去抵御变暖的能力。
参考链接：
- Science News 报道
- 加州大学戴维斯分校新闻发布
- 地球物理研究杂志：生物地球科学期刊论文
