冬日的雅魯藏布江河谷,寒風(fēng)凜冽。一支由中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所等單位科研人員組成的研究團(tuán)隊(duì),在一片楊樹(shù)林中穿梭。他們的手指撫過(guò)樹(shù)干,感受到的卻并非樹(shù)皮的堅(jiān)韌,而是一種令人揪心的綿軟與潰爛。引發(fā)這一切的“元兇”,正是被稱為“楊樹(shù)癌癥”的腐爛病。
在平均海拔超過(guò)4000米的青藏高原,生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)的楊樹(shù)和柳樹(shù),是構(gòu)筑“綠色長(zhǎng)城”的主力軍?!叭欢瑮顦?shù)腐爛病這種悄無(wú)聲息的病害,正威脅著高原人工林這道重要生態(tài)屏障的安全。”近日,中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員梁爾源告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
如何讓青藏高原的“綠色長(zhǎng)城”活得久、長(zhǎng)得穩(wěn)?由相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)組成的“樹(shù)醫(yī)生”,開(kāi)出了一系列“科技方”。
施用微生物菌劑:
有效對(duì)抗“楊樹(shù)癌癥”
楊樹(shù)腐爛病是一種世界性病害,在青藏高原,其危害尤為嚴(yán)重。這里特有的高寒、干旱與強(qiáng)紫外線等極端條件,會(huì)持續(xù)削弱楊樹(shù)的自身防御能力,使名為金黃殼囊孢菌的病原真菌趁機(jī)侵入,導(dǎo)致楊樹(shù)樹(shù)皮腐爛、木質(zhì)部解體,最終整株死亡?!拌b于青藏高原生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,傳統(tǒng)方法效果有限,還可能帶來(lái)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),因此必須找到適合青藏高原的綠色防控方案。”梁爾源說(shuō)。
2022年起,在西藏自治區(qū)科技廳“山水林田湖草沙冰生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)”項(xiàng)目支持下,一場(chǎng)針對(duì)“楊樹(shù)癌癥”的科技攻堅(jiān)戰(zhàn)打響了。
科研之路始于最艱苦的田野調(diào)查。由中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所等單位科研人員組成的研究團(tuán)隊(duì)足跡遍布拉薩、山南、日喀則乃至阿里,在稀薄的空氣與強(qiáng)烈的紫外線下,開(kāi)展楊樹(shù)腐爛病防治示范工作。“一天行程數(shù)百公里是常事,穿越河谷林地,對(duì)體力與毅力都是考驗(yàn)?!敝袊?guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員張更新說(shuō)。
經(jīng)過(guò)大量樣本分析,研究團(tuán)隊(duì)成功從楊樹(shù)樹(shù)皮中分離出一種具有抑菌功能的產(chǎn)氮假單胞菌。實(shí)驗(yàn)表明,該菌株能有效抑制金黃殼囊孢菌的擴(kuò)張。于是,研究人員將其制成拮抗微生物菌劑。
實(shí)驗(yàn)室的成功只是第一步,高原嚴(yán)酷的自然環(huán)境才是真正的試金石。在雅魯藏布江河谷的示范林,團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)對(duì)比了物理防治(刷白+剪病枝)、化學(xué)防治(環(huán)保藥劑)、生物防治(拮抗微生物菌劑)及復(fù)合防治四種模式。結(jié)果令人振奮:生物防治效果優(yōu)于化學(xué)防治,而“樹(shù)干刷白預(yù)防+病斑刮除+拮抗微生物菌劑定向施用”的復(fù)合綠色防治模式表現(xiàn)最佳,可將病害持續(xù)控病率穩(wěn)定在80%以上。
張更新說(shuō),目前研究團(tuán)隊(duì)正在深化以拮抗微生物菌劑為核心的生物防治研究,目標(biāo)是構(gòu)建一套“可防、可控、可治”的高原人工林綠色防控體系。
雌雄植株搭配:
提高人工林整體抗逆性
在全力救治“已病之林”的同時(shí),另一支由四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授張勝領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì),則從另一個(gè)層面展開(kāi)思考:如何構(gòu)建一個(gè)天生更強(qiáng)健、能自我維持的人工林生態(tài)系統(tǒng)?他們將目光投向了長(zhǎng)期被忽視的因素——樹(shù)木的性別。
楊樹(shù)和柳樹(shù)都是雌雄異株植物,如同動(dòng)物分雌雄,每棵樹(shù)都有明確的性別。然而,傳統(tǒng)人工造林,尤其在城市,往往“重雄輕雌”以避免飄絮。但在高原生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)下,這種做法需要重新審視。
“通過(guò)多年研究,我們發(fā)現(xiàn),雌性柳樹(shù)和雄性楊樹(shù)在高寒、干旱等逆境下表現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)性?!睆垊僬f(shuō),其中雌性柳樹(shù)表現(xiàn)出更強(qiáng)的生理活性,能保持較高的水分含量和生長(zhǎng)速率,根系發(fā)達(dá),對(duì)極端環(huán)境的耐受性更好;雄性楊樹(shù)則能積累更多抗氧化物質(zhì),在防御體系上更具優(yōu)勢(shì)。
進(jìn)一步分析表明,在雅魯藏布江流域的高寒半干旱地帶,科學(xué)搭配雌雄植株,使其在生態(tài)恢復(fù)中形成互補(bǔ),不僅有助于提高人工林的整體抗逆性,還能維持生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定。
“如果只圖管理方便而單一種植雄樹(shù),會(huì)削弱種群的自然演替與遺傳多樣性,不利于可持續(xù)發(fā)展?!睆垊僬f(shuō),缺少雌株,森林就喪失了通過(guò)種子進(jìn)行自然更新的能力,變成了“靜止的風(fēng)景”;在生態(tài)恢復(fù)區(qū),科學(xué)搭配雌雄植株,是啟動(dòng)森林自我更新“生態(tài)開(kāi)關(guān)”的關(guān)鍵。
對(duì)于公眾擔(dān)憂的飄絮問(wèn)題,團(tuán)隊(duì)也給出了回應(yīng):高原人工林建設(shè)區(qū)域遠(yuǎn)離城市中心,通常距離城鎮(zhèn)20公里以上,且主要目的是防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng),并非景觀綠化,因此飄絮基本不影響居民生活;同時(shí),現(xiàn)代林業(yè)技術(shù),如以抗逆雌株為砧木嫁接雄株接穗,也可從源頭避免飄絮,實(shí)現(xiàn)抗逆性與清潔性的統(tǒng)一。
不同樹(shù)種混交:
構(gòu)筑強(qiáng)健生態(tài)系統(tǒng)
森林的健康不僅取決于地上的樹(shù)木,更與土壤微生物息息相關(guān)。它們好比“隱形的工程師”,為植物構(gòu)筑起復(fù)雜而穩(wěn)定的地下“社交網(wǎng)絡(luò)”。
研究發(fā)現(xiàn),采用不同樹(shù)種進(jìn)行混交種植,能極大地促進(jìn)地下微生物的多樣性與活性?!安捎貌煌瑯?shù)種進(jìn)行混交種植,可以為微生物營(yíng)造多樣化的生存環(huán)境,構(gòu)建復(fù)雜、穩(wěn)定的地下微生物共生‘互聯(lián)網(wǎng)’,而且可以顯著提升土壤肥力、增強(qiáng)土壤碳固定能力,并抑制土傳病害?!睆垊僬f(shuō)。
基于相關(guān)發(fā)現(xiàn),研究團(tuán)隊(duì)正在勾勒一張未來(lái)高原造林的新藍(lán)圖:從追求樹(shù)木“種得活”,轉(zhuǎn)向營(yíng)造一個(gè)活得久、長(zhǎng)得穩(wěn)、功能強(qiáng)、能自我繁衍與更新的森林生態(tài)系統(tǒng)。
“這意味著,未來(lái)造林的核心邏輯將從量的增長(zhǎng),轉(zhuǎn)向生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)的提升與功能的構(gòu)建。”梁爾源說(shuō),在青藏高原等生態(tài)脆弱區(qū),后續(xù)植樹(shù)造林要通過(guò)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)樹(shù)種混交、雌雄混交乃至樹(shù)種—性別復(fù)合混交模式,構(gòu)建具備自我維持與自主更新能力的森林生態(tài)系統(tǒng),為筑牢國(guó)家生態(tài)安全屏障奠定基礎(chǔ)。
梁爾源說(shuō),這種森林生態(tài)系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分的自主供給與病蟲(chóng)害的生態(tài)調(diào)控,更能通過(guò)增強(qiáng)土壤碳封存能力,顯著提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的韌性。
張更新介紹,研究團(tuán)隊(duì)下一步計(jì)劃建立病害長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),推動(dòng)相關(guān)微生物菌劑產(chǎn)品化、加強(qiáng)其推廣,并積極與北方楊樹(shù)種植區(qū)合作,讓經(jīng)過(guò)高原嚴(yán)酷環(huán)境驗(yàn)證的“西藏方案”,助力更多區(qū)域?qū)崿F(xiàn)人工林健康與生態(tài)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。
(轉(zhuǎn)載自《科技日?qǐng)?bào)》2026年1月14日第8版)