60年來(lái),位于湘西群山中的會(huì)同縣在每年的3月到11月之間,都會(huì)迎來(lái)一批熟悉的科研人員,他們就像一群“候鳥(niǎo)”不辭勞苦地來(lái)回奔波,守候著親手建立的中科院會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站(以下簡(jiǎn)稱會(huì)同站)。
經(jīng)歷幾代科研人員的艱苦付出,如今的會(huì)同站不僅攻克了困擾我國(guó)林業(yè)生態(tài)發(fā)展的多個(gè)難題,還將經(jīng)驗(yàn)整理成我國(guó)南方人工林栽植的“教科書(shū)”,讓科研成果惠及南方丘陵地區(qū)的百萬(wàn)林農(nóng)。
在11月8日會(huì)同站建站60周年學(xué)術(shù)研討會(huì)上,中國(guó)科學(xué)院院士傅伯杰希望會(huì)同站繼續(xù)利用自身的地域優(yōu)勢(shì),權(quán)衡和協(xié)同森林生態(tài)系統(tǒng)的供給和調(diào)節(jié)服務(wù)。這也是新時(shí)期會(huì)同站需要面對(duì)的新任務(wù)。
培育森林后備資源
60年前,新中國(guó)建設(shè)急需大量的木材,森林資源面臨著巨大的消耗,后備森林儲(chǔ)備如何迅速培育呢?針對(duì)這一問(wèn)題,老一輩科學(xué)家劉慎諤、王戰(zhàn)、朱濟(jì)凡等人向國(guó)家林業(yè)部建議,優(yōu)先依托水熱資源豐富的南方,發(fā)展速生豐產(chǎn)林。
1960年,以馮宗煒、陳楚瑩為首的一批來(lái)自中國(guó)科學(xué)院林業(yè)土壤研究所(現(xiàn)為中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所)的科研人員帶著上述科研課題,來(lái)到2000多公里外的廣木之鄉(xiāng)——湖南省會(huì)同縣建設(shè)實(shí)驗(yàn)站。
會(huì)同縣適宜的氣候和土壤類(lèi)型,為杉木生長(zhǎng)提供了優(yōu)越的環(huán)境條件,是我國(guó)杉木中心產(chǎn)區(qū)。在這里一座簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)站(會(huì)同站)迅速就搭建起來(lái),但背后的艱苦只有建設(shè)者才知道。會(huì)同站老站長(zhǎng)陳楚瑩回憶道:“當(dāng)年我們自己帶著行李從會(huì)同走到廣坪,住的是沒(méi)有電燈、四壁透風(fēng)的木屋?!?/p>
會(huì)同站科研人員一邊自己種菜解決吃飯問(wèn)題,一邊以杉木為對(duì)象開(kāi)展科學(xué)研究工作,在當(dāng)?shù)亓謪^(qū)建立了速生豐產(chǎn)林試驗(yàn)基地。建成后的會(huì)同站是我國(guó)第一個(gè)人工林定位站,也是我國(guó)最早設(shè)立的野外生態(tài)觀測(cè)站點(diǎn)之一。
經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)查、深入分析,會(huì)同站科研人員最早提出了南方杉木每畝240株的造林方案。該方案顯著改善了杉木林生長(zhǎng)狀況,蓄積量達(dá)到87.2立方米。隨后會(huì)同站建起了3000多畝示范林,成為20世紀(jì)80年代全國(guó)速生豐產(chǎn)林的樣板,并在全國(guó)范圍示范推廣。
瑞典皇家學(xué)院教授湯姆在考察會(huì)同站示范林后欽佩地說(shuō):“每畝活立木蓄積量87.2立方米,這個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)超過(guò)瑞典皇家科學(xué)院的豐產(chǎn)林產(chǎn)量?!?/p>
破解產(chǎn)力衰退問(wèn)題
然而新的問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。會(huì)同站科研人員發(fā)現(xiàn),杉木在連續(xù)栽培后遇到人工林生產(chǎn)力衰退問(wèn)題,杉木人工林出現(xiàn)“一代不如一代”的現(xiàn)象。
于是,科研人員圍繞“杉木人工林地力衰退機(jī)理”這一課題,經(jīng)過(guò)15年反復(fù)定位試驗(yàn)、實(shí)地論證后發(fā)現(xiàn),只要按照8:2的比例營(yíng)造杉闊混交林,這個(gè)問(wèn)題就迎刃而解。
現(xiàn)任會(huì)同站站長(zhǎng)、中科院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所研究員汪思龍告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:“當(dāng)年,杉闊混交林的研究很快就引起了國(guó)際同行的關(guān)注,美國(guó)林學(xué)會(huì)前任主席、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校教授赫爾姆斯曾先后三次來(lái)會(huì)同站考察,并給予混交林研究以高度評(píng)價(jià)?!?/p>
2004年,陳楚瑩向國(guó)務(wù)院遞交了一份題為《在我國(guó)亞熱帶、熱帶地區(qū)建立優(yōu)質(zhì)高效人工用材林的建議》咨詢報(bào)告,呼吁我國(guó)人工林分結(jié)構(gòu)逐漸由純林轉(zhuǎn)向混交林。這份報(bào)告也成為我國(guó)林業(yè)決策的重要依據(jù)。
為了進(jìn)一步深入探索杉木林土壤質(zhì)量衰退機(jī)理及調(diào)控技術(shù),會(huì)同站科研人員通過(guò)杉木純林與杉闊混交林對(duì)比研究,揭示了杉木林地力衰退的三大機(jī)理:營(yíng)養(yǎng)機(jī)理、生物學(xué)機(jī)理、毒性機(jī)理,同時(shí)構(gòu)建了杉木土壤質(zhì)量調(diào)控技術(shù)體系。
作為當(dāng)年參與研究的人員之一,汪思龍回憶道:“這是老一輩科學(xué)家四十年研究的積累,前后三代人艱苦努力的結(jié)晶?!痹摮晒@得了2004年度湖南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。”
調(diào)整方向迎接挑戰(zhàn)
1989年,會(huì)同站首批進(jìn)入中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN),科研人員開(kāi)始思考如何為國(guó)家生態(tài)林業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日漸顯現(xiàn),環(huán)境污染導(dǎo)致的酸雨問(wèn)題就是其中之一。1988—1995年,會(huì)同站科研團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了“西南酸雨的來(lái)源、影響和對(duì)策研究”和“東南酸雨對(duì)生態(tài)的影響和經(jīng)濟(jì)損失的估算”兩個(gè)國(guó)家科技環(huán)保攻關(guān)項(xiàng)目,通過(guò)研究首次揭示了我國(guó)酸雨對(duì)南方森林的嚴(yán)重危害,并為酸雨區(qū)篩選出適宜造林樹(shù)種。該成果于1991年獲中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
2005年,會(huì)同站成為國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站。此時(shí),我國(guó)林業(yè)發(fā)展已經(jīng)從傳統(tǒng)的木材生產(chǎn)轉(zhuǎn)向生態(tài)建設(shè),會(huì)同站也及時(shí)調(diào)整了科研方向。汪思龍告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》:“我們的學(xué)科領(lǐng)域由經(jīng)典森林生態(tài)學(xué)拓展到生態(tài)服務(wù)功能、區(qū)域生態(tài)安全以及全球變化生態(tài)學(xué)。這也是會(huì)同站面臨的新挑戰(zhàn)?!?/p>
為了迎接挑戰(zhàn),會(huì)同站科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)承擔(dān)中科院碳專項(xiàng)任務(wù),首次估算了湖南省森林生態(tài)系統(tǒng)固碳潛力, 為區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)管理以及碳增匯提供了重要的科技支撐;通過(guò)對(duì)我國(guó)東部3800公里的森林樣帶土壤取樣分析,揭示了森林土壤有機(jī)碳溫度敏感性的變化規(guī)律,為全球變化模型模擬提供了重要依據(jù)。
汪思龍介紹道:“截至2019年,會(huì)同站科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)外核心期刊發(fā)表論文300多篇,其中包括sci論文150篇,在人工林結(jié)構(gòu)優(yōu)化、土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性、森里固碳分析等領(lǐng)域已經(jīng)走在了國(guó)際同行前列?!?/p> 除了支撐基礎(chǔ)的科學(xué)研究工作,會(huì)同站還依托自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)開(kāi)展示范服務(wù),幫助林農(nóng)脫貧致富。汪思龍說(shuō):“幾代科研人員通過(guò)幾十年的駐守,已經(jīng)幫助當(dāng)?shù)亓洲r(nóng)解決了部分生產(chǎn)實(shí)際中存在的技術(shù)難題,今后我們還將繼續(xù)與林農(nóng)合作,為當(dāng)?shù)氐拈?、油茶等產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科技服務(wù)?!?