资源冷杉成功回归野外存活
时间：2023-02-05 09:25:05 来源：千叶帆 本文已影响人
张雷 张辉
刚刚过去的3月，中国科学院广西植物研究所胡兴华博士带领他的团队来到广西桂林银竹老山资源冷杉国家级自然保护区，对一年前回归定植的80株资源冷杉进行监测检查。结果显示，目前存活73株，且长势良好，回归存活率超过90%。
“这说明，在资源冷杉的保护中，只要遵循科学的保护策略，采用符合其生物学特性的抚育方法，以人工辅助来促进资源冷杉种群恢复是可行的。”胡兴华说。
资源冷杉是我国南方著名的孑遗濒危植物，1977年首先发现于资源县银竹老山并因此命名。资源冷杉为何一度濒临灭绝？广西林业科研人员是如何突破难关，让其脱离险境？过去一年，广西采取了哪些措施，确保资源冷杉野外回归存活率？为探寻资源冷杉回归野外之谜，近日，本报记者采访了广西壮族自治区林业局有关负责人和相关专家。
“活证据”一度濒临灭绝
资源县银竹老山海拔1400米以上的茂密森林，是资源冷杉的首次发现地和栖息地。这里气候湿寒，冬季最低温度达到零下12℃左右。
1977年，广西林业工作者深入银竹老山高寒之地调查时，首次发现了这种残遗的松科冷杉属植物。经我国植物学家傅立国、莫新礼认定，它是冷杉属的一个新种。因银竹老山地处资源县，所以将它命名为“资源冷杉”，是为数不多的以广西地名命名的孑遗濒危物种。
“由于资源冷杉远远超出了冷杉属植物分布的范围，在当时成为轰动植物学界的重大发现。”胡兴华说，除了银竹老山，科研人员还相继在资源县梅溪镇的铜座村、全州县大西江镇的炎井村，以及灌阳县千家洞国家级自然保护区发现资源冷杉分布，但每个分布点仅有1～2个植株。
“这些发现说明，在地质历史上，资源冷杉在广西曾经广泛分布。第四纪冰期后，由于全球气候变暖，迫使喜冷的资源冷杉向高海拔地带退缩，孤立、残遗分布于少数高大山脉中上部具有湿寒气候的山体。”胡兴华说，在广西之外，资源冷杉仅见于湖南新宁县舜皇山、湖南城步明竹老山、湖南炎陵县大院林场及江西井冈山4个地点，每个地点的个体数量均十分稀少。
“资源冷杉生长缓慢、生境极其脆弱，加上全球气候变化和人为干扰等因素，导致种群快速衰退。”胡兴华说，资源冷杉属于环境敏感型树种，是第四纪冰川在中国南方周期性进退的“活证据”，也是探索全球气候周期性变化的重要实验材料。受全球气候变化与人为活动影响，其陷入极度濒危状况，植株数量急剧减少。现存的资源冷杉不但居群数量少、植株少，而且以老、中年龄的植株居多，幼树和幼苗稀少，具有典型的衰退型种群特征。自1977年被发现以来，银竹老山的资源冷杉种群已严重退化，植株数量从1000多株急剧减少到仅剩86株，正面临十分严重的局域灭绝风险。科研人员在40多年的寻找过程中已难发现林下自然萌发的幼苗。
人工繁育破解“不孕不育”难题
2005年起，广西不断加强科研攻关，尝试对野生冷杉进行人工培育，以拯救、恢复野外种群。
为拯救陷入灭绝风险的资源冷杉，2013年起，广西植物研究所的科研人员扎根海拔1800多米的银竹老山内，长期开展资源冷杉监测和保护，并对资源分布、群落演替、种群衰退机制、种子败育机理、人工授粉育种以及种苗培育等进行系统性的基础研究。
“我们研究发现，资源冷杉的种子基本全是败育的，没法萌发出幼苗，让处于濒危状况的资源冷杉雪上加霜。”胡兴华说，过去10年中，研究团队曾连续3年采集资源冷杉球果，然后对种子进行解剖检测，发现基本都是空瘪的败育型种子，种子饱满率不到0.01%。表明在自然条件下，资源冷杉存在十分严重的有性繁殖障碍，导致种子高度败育。
要拯救陷入极度濒危状况的资源冷杉，迫切需要查明种子严重败育成因，攻关种苗繁育技术，培育出种苗，促进其野外种群规模稳定恢复。科研人员对花粉进行研究后，发现花粉是有活力的，意味着能通过人工授粉的方式，来提高资源冷杉繁育成功率。
2014年，广西植物研究所冷杉研究团队通过人工授粉育种，首次获得大量活性种子。2015年4月，利用这批活性种子，突破性培育出幼苗2100多株。同时，野外授粉母树部分授粉球果的种子散落后，在授粉母树林下萌发出700多株幼苗。
“授粉培育的种子萌发出幼苗，大伙心里悬着的石头终于落下了。”胡兴华说，这一突破性的工作立即引起国际关注。2015年9月，野生动植物保护国际（FFI）派遣专家从英国到广西实地调研资源冷杉授粉育种研究，并在世界自然保护联盟（IUCN）网站报道这一进展，向全世界介绍了中国科学家开展资源冷杉授粉育种的工作。
之后，研究团队又发现幼苗对环境因子（气温、光照、土壤营养和水分）中任何因子的波动都十分敏感，当环境条件不利时，幼苗会在两三天内快速发黄，不可逆转地枯萎死亡。于是在后续的幼苗抚育中，通过建立种苗繁育基地、系统研究幼苗抚育技术等措施，研究团队再下一城，攻克了幼苗成活率低的难题。
经过3年摸索，资源冷杉幼苗的成活率达到60%。2018年起，胡兴华带领团队又连续两年成功实施授粉育种，培育出数百株资源冷杉幼苗。其中，2015年首批培育出的幼苗，部分高度达到40厘米以上，发育出4～5个健壮侧枝，可以开展回归野外种植。
2021年3月31日，科研人员将80株不同年龄段的幼苗带回它们的“祖籍”地——银竹老山国家级自然保护区种植，首批人工授粉培育的资源冷杉实现回归野外，标志着解决资源冷杉极度濒危风险迈出了坚实一步。
长势良好脱离濒危有望
据介绍，资源冷杉回归基地占地面积1公顷，首批回歸种植的资源冷杉中，包括60株6年生苗木，同时配置20株3年生种苗，进行不同年龄级苗木的回归试验。
“资源冷杉回归野外基地繁殖，将有效增加资源冷杉野外植株数量，是资源冷杉首次发现地——银竹老山迈入种群恢复进程的第一步，具有十分重要的意义。”广西壮族自治区林业局副局长黄政康介绍，该基地的建设，也为其他濒危物种的保护与野外回归提供重要示范，对广西以及全国其他省份开展濒危物种保护提供了重要参考与借鉴。
为确保资源冷杉回归后的存活率，研究团队事无巨细，综合实施了诸多抚育措施。
首先，为回归基地安装野生动物防护围栏。自然保护区里野生动物数量多且活动频繁，在资源冷杉回归种植后，监测发现有野生动物进入回归基地活动，部分回归苗木遭到踩踏和拱翻。为此，胡兴华团队及时定制钢筋混凝土柱和铁丝网，围繞回归基地四周修筑总长约500米围栏。
其次，搭建苗木小型遮阴棚。部分回归苗木的定植位置没有上层树木，为避免这些幼树遭受强光胁迫，科研人员及时为定植苗木搭建小型遮阴棚。有了这些“遮阳伞”，回归苗木再也没有发生强光灼伤等光胁迫现象，保障了苗木存活率。
不仅如此，回归基地草灌生长旺盛。为保护回归定植的资源冷杉幼树，团队雇请保护区护林员定期刈割基地内高度超过50厘米的杂草灌木，并及时拔除冷杉树盘内的杂草幼苗。全年共整体刈割草灌4次，在4—10月间，每周拔除树盘杂草一次，较好地控制了杂草杂灌对资源冷杉幼树的竞争。
“给苗木浇水也非常重要。”胡兴华介绍，为了抗旱，在资源冷杉苗木定植后的前1个月，每隔3天浇水一次，第二个月后每周浇水一次，第三个月后每10天浇水一次。此后遇到连续无雨天气达10天的，护林员都要浇水一次。
“当野外健康个体数量超过1万株，种群恢复到稳定增长状态，资源冷杉就有望脱离濒危险境。”广西壮族自治区林业局野生动植物保护处处长张振球介绍，这次在全球范围内成功实现了回归野外存活，为开展资源冷杉长期保护研究创造了有利条件。
为使资源冷杉种群恢复到稳定增长状态，下一步，广西还将总结前期开展的资源冷杉种苗繁育和野外回归工作，编制相关标准和操作规程，使资源冷杉的保护与恢复实现科学化与标准化。广西壮族自治区林业局还将继续大力支持资源冷杉育种和育苗科研，推动更多分布有资源冷杉的自然保护区、保护小区开展资源冷杉的野外回归，稳步促进其野外种群的恢复。
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