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2017年08月30日 星期三
中青在线

科学现场

“独木”不成林

实习生 徐芃  来源:中国青年报  ( 2017年08月30日   11 版)

    退耕还林工程中不同种类的林地。普林斯顿大学供图

    整齐划一的纯林。华方圆/摄

    从中国四川成都到乐山的公路边,林地已经取代了原有的梯田,成为沿路山丘上最常见的景观。作为世界上最大的造林工程,截至2017年,中国在退耕还林工程累计投入4500亿元,将4.47亿亩耕地转化为林地。

    作为陆地上最重要的生态系统,在世界范围内,森林的面积多年来都是一条下滑的红线:根据世界银行统计,从1990年开始的25年间,全世界损失的森林比南非国土面积还大。平均每过一小时就有800个足球场大小的森林从地球上消失。

    在大面积飘红的统计图表里,中国显示出最大的一片绿色区域:1990~2015年,中国是世界上森林面积增加最多的国家。中国科学院昆明植物研究所研究员许建初回忆,在国际上谈起森林保护,中国的退耕还林工程是常被提及的“超级明星”。

    2013年夏天,华方圆坐在从成都回乐山老家的汽车上,这位生态学博士望着窗外向后退去的树木,规整的绿色林地没让她感到放松,反而令她有些不安。

    和华方圆一样,看着各种统计图表上代表增长的绿色,许建初也有一些担忧。“中国的森林可能不像看起来那么‘绿’。”在2011年发表于《自然》杂志的文章中,许建初写道,“漂亮的数据掩盖了可能的危险。”

    保护生物多样性,纯林的作用不如树种繁多的天然林

    在回家路上看到的林地,华方圆觉得太过整齐——同样的树种、同样的高度、同样的间距……甚至连树顶绿色的“小尖”,形状大小也看不出区别,一样整齐地指向天空。

    作为退耕还林工程的一部分,这种树林只种植一种树木,属于单树种纯林。在当地村民口中,这些树林被直接叫做“桉树林”“柳杉林”“竹林”。

    1999年,经过前一年的大洪水,四川成为退耕还林工程首批试点省份之一。华方圆知道,从生态保护的角度,这些整齐的树木最重要的任务就是留住脚下的水土,减少洪水和沙尘灾害。2016年,四川全省森林全年减少土壤流失1.38亿吨、涵养水源731.80亿吨。

    不过,这位常年和鸟类打交道的研究者也在思考,在留住水土之后,这些只有一种树木的森林能否留住更多的动物。

    据统计,绿色植物通过光合作用制造的有机物与能量,每四份中,有三份来自森林生态系统。只覆盖地球表面3%的热带雨林,生活在其间的动植物种类占到了世界总量的一半。

    看到那片让她不安的林地时,华方圆刚刚从美国佛罗里达大学获得生态学博士学位,正准备前往普林斯顿大学进行博士后研究,家乡的林地成了现成的研究课题。在华方圆关注的生物多样性保护问题上,她推测,和树种繁多的天然林相比,纯林的作用会逊色很多。经过两年多的生态和经济调查,研究成果2016年9月2日在《自然-通讯》发表。

    为此,她和同事录用了258篇退耕还林工程的中英文文献。文献中共提到202个县:90%以上的县都种有单树种纯林,不到40%的县种有简单的人工混交林(不超过5个树种),而种有“天然林”的县仅有3个。

    野外调查中,不同林地之间的差别,从第一脚踏进林地时就能感受到。中国科学院昆明动物研究所的博士研究生王晓阳回忆,在保护较好的峨眉山林地,脚踩下去,地面感觉是蓬松的。在地表一层,覆盖的是树木的枯枝落叶。将顶上一层用手扒开,看到的则是黑褐色的腐殖质,它们是被微生物分解后的落叶,其中含有多种元素,能够重新为地表植被提供养分。

    纯林中,鸟类和蜂类的种类和数量,不如退耕农田

    在华方圆的研究团队里,有好几位全职或兼职的观鸟导游,杨小农就是其中之一。

    这位中国科学院毕业的鸟类学硕士,如今定居成都,一方面带人观鸟,一方面参与一些科研工作。

    鸟儿不仅是受游客青睐的观赏动物,这些森林的“居民”对树木种类、树林里的昆虫都非常敏感。蜂类以花蜜花粉为食,对植物花朵反应敏锐。

    学界公认,这两种动物是生物多样性的重要指标。

    2014年5月初到7月中旬,每隔10天左右,研究团队都要往海拔更高的地方走一段,这也是为了追寻鸟与蜂的踪迹——因为温度变化,不同海拔的鸟类,活跃时间也各不相同。要从动物口中打听到更准确的消息,就得跟着他们的活动规律行动。

    和观鸟的游客不同,做野外生态调查,华方圆要按照250米以上的间隔选取若干样点。在每个样点上,研究者停留12分钟。在此期间,他们要全神贯注,记录下自己听到和看到的所有鸟类。捕捉蜂类的装置,是涂有荧光染料的彩盘,野蜂被吸引过来后,会落入盘里的肥皂水中。

    实地调查印证了华方圆最初的担忧:纯林里,鸟类的叫声“就那么几种”,她完全可以当场记下鸟的种类。在树种多样的“天然林”样点,鸟叫声密到“听不过来”,出发前,她和同事要带上专门的录音设备,回来后再听一遍,才能数清楚有多少种鸟。

    调查结果表明:纯林中鸟类和蜂类的种类和数量,不如退耕农田。人工混交林中,鸟类的种类和数量高于退耕农田,而蜂类的种类和数量低于退耕农田。跟“天然林”相比,纯林和人工混交林的鸟类及蜂类种类、数量都有不小的差距,尤以纯林为甚。

    野外调查中,研究者走到天然林地,能看到参差的树木留下大小不一的空隙,阳光可以直接打到下面的空地上。有时候一阵风经过,还会吹开不少新的缺口,乘着这个短暂的空隙,一道道看得见浮尘的光柱又会从树叶间隙穿过。在整齐的纯林里,因为树冠过于浓密,阳光很难透下来,林下的植被也比较稀疏。

    对森林来讲,华方圆告诉中国青年报·中青在线记者,并不是“白猫黑猫都是好猫”——不同种类的森林,对生物多样性的影响差别很大。

    改种人工混交林,会带来更优的生物多样性保护效应,也不会造成农户的经济损失

    对种树的村民来说,无论是“水土保持”,还是“保护生物多样性”,都是“弄不明白”的概念。负责调查的郑歆蕾博士介绍,当村民被问到“你是否愿意为了改善环境更换树种,即使收益没有目前高”时,只有“绝少部分人愿意”。华方圆说,自己能够理解村民的选择。

    打开退耕还林还草工程的地图,25度以上坡耕地(以下简称陡坡耕地)集中区域,大多是连片特困地区。因此,除了生态保护,扶贫开发也是退耕还林工程的重要目标。自从2014年启动新一轮退耕还林,3年来,四川将国家下达的20142016年任务重点安排在四大片区67个贫困县,共139.7万亩,累计帮助19.98万人口脱贫。

    农户祖祖辈辈依赖土地过活,他们要从土地获得安身立命的资源。“绝大部分村民表示,哪个收益高就种哪个。”郑歆蕾说,“如果政府愿意补差价,种啥都可以。”

    让这位生态学博士没想到的是,对生物保护没有多少认识的村民,有时会有符合专家期望的做法。

    在野外调查中,在柳江开往高庙的水泥路边,华方圆看到,路边的山丘上,除了常见的杉树,林间还夹种了竹子和另外一种阔叶树。问起村民才知道,有种当地叫“刁梁子”的动物啃杉树皮,为了减少损失,他们主动种上了其他树木。在其他地方,市场经济起了作用,为了避免收购木材的商人压价,村民也自发把纯林改造成简单的混交林。

    在自己观鸟导游的工作里,杨小农也发现了生态保护的可能。这几年来,对观鸟旅游感兴趣的人数越来越多,在湖北京山县和云南盈江县,当地已经开始将观鸟作为旅游名片宣传。游客到来为当地提供了新的收入来源,也鼓励当地人保护生态环境,为鸟类提供更好的生活环境。

    受到村民启发,华方圆回到学校与合作导师商量,第二年从经济角度再做一次调查。

    研究团队走访了166家农户,结果发现,人工混交林与纯林的利润大体相当。将纯林改造成人工混交林,不仅会带来更优的生物多样性保护效应,同时不会造成农户的经济损失,也很难带来经济风险。

    “现在我们说精准扶贫要到户,那我们的林业科技也要到户。”许建初介绍,当初云南开展退耕还林时,他就和当地农民一起,想办法在林下种植当地的特色药材。最开始列入考虑范围的药材有30多种,筛选出7种之后,他和农户一边试验种植效果,一边考虑经济收益,最终定下一种最适合种植的植物。“这样生态效益更好了,农民的经济收入也上去。”

    2013年冬天,为了提前给第二年的研究探路,华方圆自己开车绕着四川盆地边缘走了一圈。开到广元市青川县的一个村子,道路左边是“天然林”,右边是柳杉林。她对这个地方印象深刻。

    当时,华方圆特意停下车,仔细观察了两边的林地。右边柳杉林队列齐整,和她在其他地方看到的纯林差别不大。左边的“天然林”高低不一,在当地方言里,村民们都把这种林子叫“杂木林”。可对森林来说,“杂乱”比“整齐划一”更接近自然,也给更多生命提供了栖身的空间。

实习生 徐芃 来源:中国青年报 ( 2017年08月30日 11 版)

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