严冬时节,雅鲁藏布江河谷寒风刺骨。
中国科学院青藏高原研究所等单位组成的科研团队在杨树林间穿梭调研时发现,原本应该坚韧的树皮却呈现出令人担忧的绵软与溃烂状态。
这一现象背后,是被业界称作杨树癌症的腐烂病正在悄然侵蚀着高原的绿色屏障。
在平均海拔超过4000米的青藏高原,杨树与柳树凭借生长迅速、环境适应能力强等特性,成为构建生态防护林的骨干树种。
然而,高寒干旱的气候条件、强烈的紫外线辐射以及脆弱的生态系统,使得这些人工林面临着前所未有的生存压力。
中国科学院青藏高原研究所研究员梁尔源指出,杨树腐烂病这类病害正对高原人工林这道至关重要的生态防线构成严重威胁。
杨树腐烂病属于全球性林木病害,在青藏高原特殊的自然条件下危害程度尤为突出。
高原地区持续的低温、干旱以及强紫外线等极端因素,不断削弱着杨树的生理机能和免疫系统,为金黄壳囊孢菌等病原真菌的入侵创造了条件。
病菌侵入后,会导致树皮组织腐烂、木质部结构解体,最终造成整株树木死亡,严重影响人工林的生态功能。
传统防治手段在高原地区面临诸多局限。
化学药剂虽有一定效果,但在生态系统脆弱的青藏高原,可能引发次生环境问题。
物理防治虽然安全,但效果往往不够理想。
如何在保护生态环境的前提下有效控制病害,成为摆在科研人员面前的紧迫课题。
2022年,在西藏自治区科技厅山水林田湖草沙冰生态系统保护与修复项目支持下,一场针对高原人工林病害的科技攻坚全面展开。
研究团队的足迹遍布拉萨、山南、日喀则直至阿里地区,在含氧量不足平原地区六成的环境中,克服高原反应带来的种种不适,开展大规模野外调查与防治试验。
中国科学院青藏高原研究所研究员张更新介绍,团队成员经常需要一天行进数百公里,穿越复杂的河谷林地进行样本采集与病情监测,这对科研人员的身体素质和意志品质都是严峻考验。
正是这种执着的科学精神,为后续突破奠定了坚实基础。
经过反复实验和筛选,研究团队成功从杨树树皮组织中分离培养出一种具有显著抑菌功能的产氮假单胞菌株。
实验室测试证实,该菌株对金黄壳囊孢菌具有良好的抑制作用。
在此基础上,科研人员将其开发制成适合高原环境施用的拮抗微生物菌剂。
实验室的初步成功只是万里长征第一步,高原严酷的自然环境才是检验技术方案的真正战场。
在雅鲁藏布江河谷选定的示范林区,团队系统比较了物理防治、化学防治、生物防治以及多种方法综合运用的复合防治等四种模式的实际效果。
试验数据显示,生物防治方案的综合表现优于传统化学防治,而将树干刷白预防、病斑刮除处理与拮抗微生物菌剂定向施用相结合的复合绿色防治模式效果最为理想,能够将病害控制率长期稳定在80%以上,为高原人工林健康管护提供了切实可行的技术路径。
在全力救治已发病林木的同时,四川大学生命科学学院教授张胜带领的研究团队从更深层次思考人工林生态系统的构建问题。
他们注意到,杨树和柳树作为雌雄异株植物,不同性别个体在应对环境胁迫时表现出差异化的生理特征,这一长期被造林实践忽视的因素,可能蕴含着提升人工林整体抗逆性的关键。
多年研究发现,雌性柳树在高寒干旱等逆境条件下展现出更强的生理活力,能够维持较高的组织含水量和生长速度,其发达的根系对极端环境具有更好的耐受能力。
相比之下,雄性杨树则能积累更多的抗氧化类物质,在抵御环境胁迫的防御机制方面更具优势。
张胜指出,传统城市绿化出于避免飞絮影响而偏好种植雄株的做法,在高原生态修复的目标导向下需要重新审视。
在雅鲁藏布江流域的高寒半干旱地带,科学配置雌雄植株比例,使不同性别个体在生态功能上形成互补,不仅有助于增强人工林群体的环境适应能力,还能促进生态系统的长期稳定演替。
单一性别造林虽然便于管理,但会导致种群丧失通过有性繁殖进行自然更新的能力,削弱遗传多样性,不利于森林生态系统的可持续发展。
缺少雌株的人工林无法产生种子,难以实现自然演替,最终沦为缺乏生命力的静态景观。
而在生态修复区域科学搭配雌雄个体,则能让人工林逐步形成自我维持、动态平衡的生态系统。
目前,研究团队正在深化以拮抗微生物菌剂为核心技术的生物防治研究,并结合性别配置优化等策略,致力于构建一套预防、控制、治疗三位一体的高原人工林绿色防控体系,为青藏高原生态安全提供更加坚实的科技保障。
青藏高原被誉为地球第三极,其生态状况不仅关系到区域环境安全,更对全球气候格局产生深远影响。
科研人员用脚步丈量高原大地,用智慧破解生态难题,他们在极端环境中的坚守与创新,诠释了新时代科技工作者的使命担当。
从微生物菌剂研发到性别配置优化,这些看似微观的科技创新,正汇聚成守护高原生态屏障的强大力量,为实现人与自然和谐共生的美丽中国建设书写着生动注脚。