一项新的研究揭示，达芬奇的"树木法则"（以前被科学界用来模拟树木的功能）对于树木的内部维管结构并不准确。研究表明，这一规则与树木维管系统的错位可能解释了为什么大树更容易受到干旱和气候变化的影响。

达芬奇用来说明树木的"树木法则"已被科学界在模拟树木及其功能时广泛采用。

现在，来自英国班戈大学和瑞典农业科学大学（SLU）的研究人员发现，这一规则与调节树木内部结构的规则相矛盾。

达-芬奇对绘画的兴趣促使他研究包括树木在内的不同物体的大小比例，以便更准确地表现它们。为了正确地表现树木，他感悟到了一条所谓的"树木法则"，即"一棵树的所有树枝在其高度的每一阶段与树干合在一起时的粗细都相等"。

皮特-蒙德里安（Piet Mondrian）的《月出之树》（图画）。资料来源：皮特-蒙德里安，公有领域，通过维基共享资源

人们认为，莱昂纳多的"树木法则"也可以应用于树上的维管束通道，当树枝变得越来越窄时，各个通道的尺寸会以相同的比例减小，而树干的体积仍会增加。这一"规则"已被公认为新陈代谢缩放理论的一部分。

但是，班戈大学和 SLU 的科学家们在著名的同行评审期刊《美国科学院院刊》（PNAS）上发表的研究结果表明，这一模型在应用于树木的内部血管结构时并不完全正确。

要想让水分和养分从树根到叶尖在树体内有效流动，维管系统必须保持"水力阻力"。

班戈大学和 SLU 的鲁本-瓦尔布埃纳（Ruben Valbuena）和斯图尔特-索普（Stuart Sopp）计算出，要使水力阻力发挥作用，"树木法则"在某一点上就不再适用。

为了有效地将液体从根部输送到叶尖，树木的维管束通道需要保持一定的尺寸，以维持水力阻力。因此，植物在到达末端时必须缩小体积，从而导致毛细管与周围植物体的比例增大。

一棵树 图片来源：达芬奇，CC BY-SA 4.0，维基共享资源

鲁本-瓦尔布埃纳博士（班戈大学名誉教授，现任南加州大学教授）解释说："虽然达芬奇为艺术家们提供了很好的'启发'，但莱昂纳多的树木法则在微观层面上并不成立。我们相信，我们的计算进一步完善了代谢缩放理论，增进了我们对整个植物系统的了解。我们的重新计算还可以解释为什么大树更容易受到干旱的影响，也可能更容易受到气候变化的影响"。

共同作者斯图尔特-索普（Stuart Sopp）目前正在班戈大学攻读环境科学博士学位："我们的目标之一是得出一个可用于估算森林中树木生物量和碳含量的比率。这个新比率将有助于计算树木的全球碳捕获量。"