60年來,位于湘西群山中的會同縣在每年的3月到11月之間,都會迎來一批熟悉的科研人員,他們就像一群“候鳥”不辭勞苦地來回奔波,守候著親手建立的中科院會同森林生態(tài)實驗站(以下簡稱會同站)。
經(jīng)歷幾代科研人員的艱苦付出,如今的會同站不僅攻克了困擾我國林業(yè)生態(tài)發(fā)展的多個難題,還將經(jīng)驗整理成我國南方人工林栽植的“教科書”,讓科研成果惠及南方丘陵地區(qū)的百萬林農(nóng)。
在11月8日會同站建站60周年學術研討會上,中國科學院院士傅伯杰希望會同站繼續(xù)利用自身的地域優(yōu)勢,權衡和協(xié)同森林生態(tài)系統(tǒng)的供給和調(diào)節(jié)服務。這也是新時期會同站需要面對的新任務。
培育森林后備資源
60年前,新中國建設急需大量的木材,森林資源面臨著巨大的消耗,后備森林儲備如何迅速培育呢?針對這一問題,老一輩科學家劉慎諤、王戰(zhàn)、朱濟凡等人向國家林業(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自中國科學院林業(yè)土壤研究所(現(xiàn)為中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所)的科研人員帶著上述科研課題,來到2000多公里外的廣木之鄉(xiāng)——湖南省會同縣建設實驗站。
會同縣適宜的氣候和土壤類型,為杉木生長提供了優(yōu)越的環(huán)境條件,是我國杉木中心產(chǎn)區(qū)。在這里一座簡陋的實驗站(會同站)迅速就搭建起來,但背后的艱苦只有建設者才知道。會同站老站長陳楚瑩回憶道:“當年我們自己帶著行李從會同走到廣坪,住的是沒有電燈、四壁透風的木屋。”
會同站科研人員一邊自己種菜解決吃飯問題,一邊以杉木為對象開展科學研究工作,在當?shù)亓謪^(qū)建立了速生豐產(chǎn)林試驗基地。建成后的會同站是我國第一個人工林定位站,也是我國最早設立的野外生態(tài)觀測站點之一。
經(jīng)過廣泛調(diào)查、深入分析,會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狀況,蓄積量達到87.2立方米。隨后會同站建起了3000多畝示范林,成為20世紀80年代全國速生豐產(chǎn)林的樣板,并在全國范圍示范推廣。
瑞典皇家學院教授湯姆在考察會同站示范林后欽佩地說:“每畝活立木蓄積量87.2立方米,這個數(shù)據(jù)已經(jīng)超過瑞典皇家科學院的豐產(chǎn)林產(chǎn)量。”
破解產(chǎn)力衰退問題
然而新的問題也隨之出現(xiàn)。會同站科研人員發(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理”這一課題,經(jīng)過15年反復定位試驗、實地論證后發(fā)現(xiàn),只要按照8:2的比例營造杉闊混交林,這個問題就迎刃而解。
現(xiàn)任會同站站長、中科院沈陽應用生態(tài)研究所研究員汪思龍告訴《中國科學報》:“當年,杉闊混交林的研究很快就引起了國際同行的關注,美國林學會前任主席、加利福尼亞大學伯克利分校教授赫爾姆斯曾先后三次來會同站考察,并給予混交林研究以高度評價。”
2004年,陳楚瑩向國務院遞交了一份題為《在我國亞熱帶、熱帶地區(qū)建立優(yōu)質(zhì)高效人工用材林的建議》咨詢報告,呼吁我國人工林分結(jié)構逐漸由純林轉(zhuǎn)向混交林。這份報告也成為我國林業(yè)決策的重要依據(jù)。
為了進一步深入探索杉木林土壤質(zhì)量衰退機理及調(diào)控技術,會同站科研人員通過杉木純林與杉闊混交林對比研究,揭示了杉木林地力衰退的三大機理:營養(yǎng)機理、生物學機理、毒性機理,同時構建了杉木土壤質(zhì)量調(diào)控技術體系。
作為當年參與研究的人員之一,汪思龍回憶道:“這是老一輩科學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年度湖南省科技進步獎三等獎?!?/p>
調(diào)整方向迎接挑戰(zhàn)
1989年,會同站首批進入中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(CERN),科研人員開始思考如何為國家生態(tài)林業(yè)做出更大貢獻。
隨著經(jīng)濟社會發(fā)展,生態(tài)環(huán)境問題日漸顯現(xiàn),環(huán)境污染導致的酸雨問題就是其中之一。1988—1995年,會同站科研團隊先后承擔了“西南酸雨的來源、影響和對策研究”和“東南酸雨對生態(tài)的影響和經(jīng)濟損失的估算”兩個國家科技環(huán)保攻關項目,通過研究首次揭示了我國酸雨對南方森林的嚴重危害,并為酸雨區(qū)篩選出適宜造林樹種。該成果于1991年獲中國科學院科技進步獎一等獎。
2005年,會同站成為國家野外科學觀測研究站。此時,我國林業(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,會同站也及時調(diào)整了科研方向。汪思龍告訴《中國科學報》:“我們的學科領域由經(jīng)典森林生態(tài)學拓展到生態(tài)服務功能、區(qū)域生態(tài)安全以及全球變化生態(tài)學。這也是會同站面臨的新挑戰(zhàn)?!?/p>
為了迎接挑戰(zhàn),會同站科研團隊通過承擔中科院碳專項任務,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;通過對我國東部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,會同站科研團隊在國內(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)構優(yōu)化、土壤有機碳穩(wěn)定性、森里固碳分析等領域已經(jīng)走在了國際同行前列?!?/p> 除了支撐基礎的科學研究工作,會同站還依托自身技術優(yōu)勢開展示范服務,幫助林農(nóng)脫貧致富。汪思龍說:“幾代科研人員通過幾十年的駐守,已經(jīng)幫助當?shù)亓洲r(nóng)解決了部分生產(chǎn)實際中存在的技術難題,今后我們還將繼續(xù)與林農(nóng)合作,為當?shù)氐拈瘛⒂筒璧犬a(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科技服務?!?