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實驗站(以下簡稱會同站)。
經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生態發展的多個難題,還將經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的百萬林農。
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利用自身的地域優勢,權衡和協同森林生態系統的供給和調節服務。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、朱濟凡等人向國家林業部建議,優先依托水熱資源豐富的南方,發展速生豐產林。
1960年,以馮宗煒、陳楚瑩為首的一批來自中國科學院林業土壤研究所(現為中國科學院沈陽應用生態研究所)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——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越的環境條件,是我國杉木中心產區。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?!?/p>
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,在當地林區建立了速生豐產林試驗基地。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觀測站點之一。
經過廣泛調查、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,這個數據已經超過瑞典皇家科學院的豐產林產量?!?/p>
破解產力衰退問題
然而新的問題也隨之出現。會同站科研人員發現,杉木在連續栽培后遇到人工林生產力衰退問題,杉木人工林出現“一代不如一代”的現象。
于是,科研人員圍繞“杉木人工林地力衰退機理”這一課題,經過15年反復定位試驗、實地論證后發現,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。
現任會同站站長、中科院沈陽應用生態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?!?/p>
2004年,陳楚瑩向國務院遞交了一份題為《在我國亞熱帶、熱帶地區建立優質高效人工用材林的建議》咨詢報告,呼吁我國人工林分結構逐漸由純林轉向混交林。這份報告也成為我國林業決策的重要依據。
為了進一步深入探索杉木林土壤質量衰退機理及調控技術,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:營養機理、生物學機理、毒性機理,同時構建了杉木土壤質量調控技術體系。
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晶?!痹摮晒@得了2004年度湖南省科技進步獎三等獎?!?/p>
調整方向迎接挑戰
1989年,會同站首批進入中國生態系統研究網絡(CERN),科研人員開始思考如何為國家生態林業做出更大貢獻。
隨著經濟社會發展,生態環境問題日漸顯現,環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“東南酸雨對生態的影響和經濟損失的估算”兩個國家科技環保攻關項目,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,我國林業發展已經從傳統的木材生產轉向生態建設,會同站也及時調整了科研方向。汪思龍告訴《中國科學報》:“我們的學科領域由經典森林生態學拓展到生態服務功能、區域生態安全以及全球變化生態學。這也是會同站面臨的新挑戰?!?/p>
為了迎接挑戰,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系統固碳潛力, 為區域森林生態系統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律,為全球變化模型模擬提供了重要依據。
汪思龍介紹道:“截至2019年,會同站科研團隊在國內外核心期刊發表論文300多篇,其中包括sci論文150篇,在人工林結構優化、土壤有機碳穩定性、森里固碳分析等領域已經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勢開展示范服務,幫助林農脫貧致富。汪思龍說:“幾代科研人員通過幾十年的駐守,已經幫助當地林農解決了部分生產實際中存在的技術難題,今后我們還將繼續與林農合作,為當地的楠竹、油茶等產業發展提供科技服務?!?