學過中學物理學的人都知道，抽水機的原理是製造真空，然後通過大氣壓差將水送往高處的。因此水能夠被抽到的最大高度，是乙個大氣壓所能支援的水柱高度，即10m左右。所以如果人們希望將水抽到更高的高度，那麼需要製造中間水池來進行「接力」抽水，或是通過管道給水加壓，讓水能夠運輸到更高的高度。
然而在自然界中，高度超過10公尺的樹木比比皆是，世界上最高的樹木桉樹，高度甚至能超過百公尺。樹木們看上去並沒有「抽水機」，也沒有強大的加壓裝置。那麼，樹木是如何將水分輸送到幾十甚至上百公尺的頂端呢？
根壓：力不從心
在很久之前，對於水分垂直運輸的動力就有若干個假說，其中之一是根壓假說。所謂根壓，就是由於植物根部主動轉運礦質離子到根中心的維管束中，從而提高了根內的溶液濃度，更準確的說，是降低了根內部的水勢。這樣就建立了乙個由土壤到維管束的水勢梯度。
根據滲透學說，水分會有主動進入溶液濃度較高（水勢較低）根部的趨勢，這一趨勢就形成了根壓。在砍斷的植物截面上溢位的汁液，以及葉片吐水的水滴，都是根壓存在的證據。因此在一段時間內，根壓被視為水分垂直運輸的動力。
植物的傷流和吐水被視為根壓存在的證據。
然而，進一步的觀測發現，對於高大的喬木而言，根壓不足以將水分運輸到植物頂端。這是因為根壓產生的壓力實在太小了。根壓的主要**是上面提到的水勢差，但對於植物體來說，細胞液的濃度是具有上限的，因此水勢的下降所產生的根壓是有限度的。
據測算，根壓一般為0.1mp左右，換而言之，就相當於乙個大氣壓，因此也僅能將水分推上約10m的高度。可以看出，根壓不可能成為水分垂直運輸的主要動力。
毛細現象：無能為力
除了根壓，人們還尋找了其他可能的運輸方式。我們知道，當在水中插入一根能被水浸潤的管子，那麼可以觀察到管子內的水上公升了，管子越細，水位上公升的高度越高。這就是我們熟知的毛細作用。
同時我們還知道，植物內部存在大量的細管狀結構，即導管組織。導管組織是死亡的厚壁細胞，在被子植物中這些細胞彼此收尾相連並打通，就成為了運輸水分的導管。那是否是導管的毛細作用使得水分被運輸到植物頂端的呢？
毛細現象
事實上，毛細現象更不靠譜。
毛細作用中，水能公升高的高度，取決於管的管徑、水的表面張力以及和管壁的相互作用。相互作用越強，水上公升的高度越大。從本質上來說，這是水表面張力的體現——由於水浸潤管壁從而產生黏附力，使得和管壁接觸的水上公升，形成乙個彎月面，而水有收縮表面積的趨勢——因此就帶動了液面的上公升。
當粘附力和重力平衡時，水面公升到最大高度。
在毛細效應中，水面能上公升的高度可以用公式h＝2σcosθ/rρg來計算，其中r為毛管半徑，ρ為液體的密度，g為重力加速度，σ為液體的表面張力，θ為彎月面與毛管之間的夾角。因為植物導管內壁親水，可以看做管內完全濕潤，此時θ=0°，而常溫下σ=72.8×10－7n/m, ρ＝1，g=9.
8 m/s，因此可以得到 h＝15×10-6/r。
植物中，典型的導管半徑r可以視作2.5微公尺，也就是2.5×10-6m，那麼計算可知，水分依靠導管內毛細作用上公升的高度僅為6m。
可見，區區幾公尺也不足以為高大樹木提供足夠的垂直運輸動力。此外雖然通過細胞壁的質外體途徑可以提供更小的管徑（約10-8m），但阻力過大，也不能使得水上公升很高。
蒸騰作用：強大的拉力
那麼，究竟是什麼提供了高大喬木所需的垂直運輸動力呢？人們又將眼光投向了蒸騰作用。然而蒸騰又是如何將水分提高至幾十甚至上百公尺高的高處呢？
其中所需的近十個大氣壓的壓力差又該如何產生呢？
原來，這還是由水的性質決定的。從上面我們已經知道，當水形成乙個彎月麵時，由於水有收縮表面積的趨勢，這個就是表面張力。對於水來說，表面張力是十分巨大的（高達72.
8×10-7n/m），而彎月面的曲率半徑越小，表面張力表現的越明顯，恢復的趨勢越強，從而使得液體內部形成了極高的負壓。據測算，當曲率半徑為0.5微公尺時，造成負壓就可以達到0.
3mp，而曲率半徑減小到0.1微公尺時，負壓更可達到驚人的15mp，也就是說，相當於150個大氣壓！
細胞壁表面的微小彎月面，可以產生高達150個大氣壓的負壓。
與此相適應的，在葉肉細胞表面，恰好可以滿足微小彎月面的產生——細胞壁是由親水的纖維素微纖絲組成的，水分在這些交聯的微纖絲中產生了無數大小不一的彎月面，從而產生強大的負壓。由於水分的蒸發，這些新月面得以保持，從而維持了負壓。
有人會問「水能承受如此大的負壓嗎？」，答案是肯定的。在足夠細的管內，凝結核產生的汽化很難產生。
其次，由於水分子之間能夠形成氫鍵，從而形成了水極大的內聚力（這也是水極大表面張力的原因），因此水可以承受可高達20-30mp的負壓。
對於植物來說，決定蒸騰拉力的有兩個重要因素。乙個因素是，由於植物具有極多的葉片，因此形成負壓和擴散的面積非常之大，足以牽動植物體內整個導管組織的運輸。另一因素是，在植物導管內部，由於導管管壁親水，並且小葉脈到葉肉細胞的距離不超過5微公尺，因此從根-莖-葉-葉肉的水能夠形成乙個連續的整體，正是由於這個連續的水體以及內聚力的存在，使得葉片內產生的負壓可以拉動整個植株內的水向上運動，而這個負壓有足夠大可以拉動相當於10個大氣壓的水柱。
由此可見，水柱的連續性是至關重要的。在植物維管組織受損時，形成的空腔會破壞連續的水流，這時植物會迅速分泌胼胝質等物質堵塞受損的導管，並建立旁路來維持水流的連續性。
連續的水柱能讓水分被源源不斷的「拉」上樹梢。
因此可見，蒸騰並非依靠抽氣產生負壓來運輸水分，而是依靠內聚力和張力形成的負壓，通過連續的水柱來牽拉水分向上運動。相比於根壓、毛細作用所能建立的等效於一兩個大氣壓的運輸能力，蒸騰所產生的負壓相當於十餘個大氣壓，足以將水分運輸到上百公尺高的樹木頂端。
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