一項新的研究揭示，達文西的”樹木法則”（以前被科學界用來模擬樹木的功能）對於樹木的內部維管結構並不準確。研究表明，這項規則與樹木維管系統的錯位可能解釋了為什麼大樹更容易受到乾旱和氣候變遷的影響。

達文西用來說明樹木的”樹木法則”已被科學界在模擬樹木及其功能時廣泛採用。

現在，來自英國班戈大學和瑞典農業科學大學（SLU）的研究人員發現，這項規則與調節樹木內部結構的規則相矛盾。

達文西對繪畫的興趣促使他研究包括樹木在內的不同物體的大小比例，以便更準確地表現它們。為了正確地表現樹木，他感悟到了一條所謂的”樹木法則”，即”一棵樹的所有樹枝在其高度的每一階段與樹幹合在一起時的粗細都相等”。

皮特-蒙德里安（Piet Mondrian）的《月出之樹》（圖畫）。來源：皮特-蒙德里安，公有領域，透過維基共享資源

人們認為，李奧納多的”樹木法則”也可以應用於樹上的維管束通道，當樹枝變得越來越窄時，各個通道的尺寸會以相同的比例減小，而樹幹的體積仍會增加。這項”規則”已被公認為新陳代謝縮放理論的一部分。

但是，班戈大學和SLU 的科學家們在著名的同行評審期刊《美國科學院院刊》（PNAS）上發表的研究結果表明，這一模型在應用於樹木的內部血管結構時並不完全正確。

要讓水分和養分從樹根到葉尖在樹體內有效流動，維管系統必須保持”水力阻力”。

班戈大學和SLU 的魯本-瓦爾布埃納（Ruben Valbuena）和斯圖爾特-索普（Stuart Sopp）計算出，要使水力阻力發揮作用，”樹木法則”在某一點上就不再適用。

為了有效地將液體從根部輸送到葉尖，樹木的維管束通道需要保持一定的尺寸，以維持水力阻力。因此，植物在到達末端時必須縮小體積，導致毛細管與周圍植物體的比例增加。

一棵樹圖片來源：達文西，CC BY-SA 4.0，維基共享資源

魯本-瓦爾布埃納博士（班戈大學名譽教授，現任南加州大學教授）解釋說：”雖然達文西為藝術家們提供了很好的’啟發’，但萊昂納多的樹木法則在微觀層面上並不成立。我們相信，我們的計算進一步完善了代謝縮放理論，增進了我們對整個植物系統的了解。我們的重新計算還可以解釋為什麼大樹更容易受到乾旱的影響，也可能更容易受到氣候變遷的影響”。

共同作者 Stuart Sopp）目前正在班戈大學攻讀環境科學博士學位：”我們的目標之一是得出一個可用於估算森林中樹木生物量和碳含量的比率。這個新比率將有助於計算樹木的全球碳捕獲量。”