資源冷杉成功回歸野外存活

張雷 張輝

剛剛過去的3月，中國科學院廣西植物研究所胡興華博士帶領(lǐng)他的團隊來到廣西桂林銀竹老山資源冷杉國家級自然保護區(qū)，對一年前回歸定植的80株資源冷杉進行監(jiān)測檢查。結(jié)果顯示，目前存活73株，且長勢良好，回歸存活率超過90%。

“這說明，在資源冷杉的保護中，只要遵循科學的保護策略，采用符合其生物學特性的撫育方法，以人工輔助來促進資源冷杉種群恢復是可行的?！焙d華說。

資源冷杉是我國南方著名的孑遺瀕危植物，1977年首先發(fā)現(xiàn)于資源縣銀竹老山并因此命名。資源冷杉為何一度瀕臨滅絕？廣西林業(yè)科研人員是如何突破難關(guān)，讓其脫離險境？過去一年，廣西采取了哪些措施，確保資源冷杉野外回歸存活率？為探尋資源冷杉回歸野外之謎，近日，本報記者采訪了廣西壯族自治區(qū)林業(yè)局有關(guān)負責人和相關(guān)專家。

“活證據(jù)”一度瀕臨滅絕

資源縣銀竹老山海拔1400米以上的茂密森林，是資源冷杉的首次發(fā)現(xiàn)地和棲息地。這里氣候濕寒，冬季最低溫度達到零下12℃左右。

1977年，廣西林業(yè)工作者深入銀竹老山高寒之地調(diào)查時，首次發(fā)現(xiàn)了這種殘遺的松科冷杉屬植物。經(jīng)我國植物學家傅立國、莫新禮認定，它是冷杉屬的一個新種。因銀竹老山地處資源縣，所以將它命名為“資源冷杉”，是為數(shù)不多的以廣西地名命名的孑遺瀕危物種。

“由于資源冷杉遠遠超出了冷杉屬植物分布的范圍，在當時成為轟動植物學界的重大發(fā)現(xiàn)?！焙d華說，除了銀竹老山，科研人員還相繼在資源縣梅溪鎮(zhèn)的銅座村、全州縣大西江鎮(zhèn)的炎井村，以及灌陽縣千家洞國家級自然保護區(qū)發(fā)現(xiàn)資源冷杉分布，但每個分布點僅有1～2個植株。

“這些發(fā)現(xiàn)說明，在地質(zhì)歷史上，資源冷杉在廣西曾經(jīng)廣泛分布。第四紀冰期后，由于全球氣候變暖，迫使喜冷的資源冷杉向高海拔地帶退縮，孤立、殘遺分布于少數(shù)高大山脈中上部具有濕寒氣候的山體?！焙d華說，在廣西之外，資源冷杉僅見于湖南新寧縣舜皇山、湖南城步明竹老山、湖南炎陵縣大院林場及江西井岡山4個地點，每個地點的個體數(shù)量均十分稀少。

“資源冷杉生長緩慢、生境極其脆弱，加上全球氣候變化和人為干擾等因素，導致種群快速衰退?！焙d華說，資源冷杉屬于環(huán)境敏感型樹種，是第四紀冰川在中國南方周期性進退的“活證據(jù)”，也是探索全球氣候周期性變化的重要實驗材料。受全球氣候變化與人為活動影響，其陷入極度瀕危狀況，植株數(shù)量急劇減少。現(xiàn)存的資源冷杉不但居群數(shù)量少、植株少，而且以老、中年齡的植株居多，幼樹和幼苗稀少，具有典型的衰退型種群特征。自1977年被發(fā)現(xiàn)以來，銀竹老山的資源冷杉種群已嚴重退化，植株數(shù)量從1000多株急劇減少到僅剩86株，正面臨十分嚴重的局域滅絕風險?？蒲腥藛T在40多年的尋找過程中已難發(fā)現(xiàn)林下自然萌發(fā)的幼苗。

人工繁育破解“不孕不育”難題

2005年起，廣西不斷加強科研攻關(guān)，嘗試對野生冷杉進行人工培育，以拯救、恢復野外種群。

為拯救陷入滅絕風險的資源冷杉，2013年起，廣西植物研究所的科研人員扎根海拔1800多米的銀竹老山內(nèi)，長期開展資源冷杉監(jiān)測和保護，并對資源分布、群落演替、種群衰退機制、種子敗育機理、人工授粉育種以及種苗培育等進行系統(tǒng)性的基礎(chǔ)研究。

“我們研究發(fā)現(xiàn)，資源冷杉的種子基本全是敗育的，沒法萌發(fā)出幼苗，讓處于瀕危狀況的資源冷杉雪上加霜?！焙d華說，過去10年中，研究團隊曾連續(xù)3年采集資源冷杉球果，然后對種子進行解剖檢測，發(fā)現(xiàn)基本都是空癟的敗育型種子，種子飽滿率不到0.01%。表明在自然條件下，資源冷杉存在十分嚴重的有性繁殖障礙，導致種子高度敗育。

要拯救陷入極度瀕危狀況的資源冷杉，迫切需要查明種子嚴重敗育成因，攻關(guān)種苗繁育技術(shù)，培育出種苗，促進其野外種群規(guī)模穩(wěn)定恢復。科研人員對花粉進行研究后，發(fā)現(xiàn)花粉是有活力的，意味著能通過人工授粉的方式，來提高資源冷杉繁育成功率。

2014年，廣西植物研究所冷杉研究團隊通過人工授粉育種，首次獲得大量活性種子。2015年4月，利用這批活性種子，突破性培育出幼苗2100多株。同時，野外授粉母樹部分授粉球果的種子散落后，在授粉母樹林下萌發(fā)出700多株幼苗。

“授粉培育的種子萌發(fā)出幼苗，大伙心里懸著的石頭終于落下了?！焙d華說，這一突破性的工作立即引起國際關(guān)注。2015年9月，野生動植物保護國際（FFI）派遣專家從英國到廣西實地調(diào)研資源冷杉授粉育種研究，并在世界自然保護聯(lián)盟（IUCN）網(wǎng)站報道這一進展，向全世界介紹了中國科學家開展資源冷杉授粉育種的工作。

之后，研究團隊又發(fā)現(xiàn)幼苗對環(huán)境因子（氣溫、光照、土壤營養(yǎng)和水分）中任何因子的波動都十分敏感，當環(huán)境條件不利時，幼苗會在兩三天內(nèi)快速發(fā)黃，不可逆轉(zhuǎn)地枯萎死亡。于是在后續(xù)的幼苗撫育中，通過建立種苗繁育基地、系統(tǒng)研究幼苗撫育技術(shù)等措施，研究團隊再下一城，攻克了幼苗成活率低的難題。

經(jīng)過3年摸索，資源冷杉幼苗的成活率達到60%。2018年起，胡興華帶領(lǐng)團隊又連續(xù)兩年成功實施授粉育種，培育出數(shù)百株資源冷杉幼苗。其中，2015年首批培育出的幼苗，部分高度達到40厘米以上，發(fā)育出4～5個健壯側(cè)枝，可以開展回歸野外種植。

2021年3月31日，科研人員將80株不同年齡段的幼苗帶回它們的“祖籍”地——銀竹老山國家級自然保護區(qū)種植，首批人工授粉培育的資源冷杉實現(xiàn)回歸野外，標志著解決資源冷杉極度瀕危風險邁出了堅實一步。

長勢良好脫離瀕危有望

據(jù)介紹，資源冷杉回歸基地占地面積1公頃，首批回歸種植的資源冷杉中，包括60株6年生苗木，同時配置20株3年生種苗，進行不同年齡級苗木的回歸試驗。

“資源冷杉回歸野外基地繁殖，將有效增加資源冷杉野外植株數(shù)量，是資源冷杉首次發(fā)現(xiàn)地——銀竹老山邁入種群恢復進程的第一步，具有十分重要的意義。”廣西壯族自治區(qū)林業(yè)局副局長黃政康介紹，該基地的建設，也為其他瀕危物種的保護與野外回歸提供重要示范，對廣西以及全國其他省份開展瀕危物種保護提供了重要參考與借鑒。

為確保資源冷杉回歸后的存活率，研究團隊事無巨細，綜合實施了諸多撫育措施。

首先，為回歸基地安裝野生動物防護圍欄。自然保護區(qū)里野生動物數(shù)量多且活動頻繁，在資源冷杉回歸種植后，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)有野生動物進入回歸基地活動，部分回歸苗木遭到踩踏和拱翻。為此，胡興華團隊及時定制鋼筋混凝土柱和鐵絲網(wǎng)，圍繞回歸基地四周修筑總長約500米圍欄。

其次，搭建苗木小型遮陰棚。部分回歸苗木的定植位置沒有上層樹木，為避免這些幼樹遭受強光脅迫，科研人員及時為定植苗木搭建小型遮陰棚。有了這些“遮陽傘”，回歸苗木再也沒有發(fā)生強光灼傷等光脅迫現(xiàn)象，保障了苗木存活率。

不僅如此，回歸基地草灌生長旺盛。為保護回歸定植的資源冷杉幼樹，團隊雇請保護區(qū)護林員定期刈割基地內(nèi)高度超過50厘米的雜草灌木，并及時拔除冷杉樹盤內(nèi)的雜草幼苗。全年共整體刈割草灌4次，在4—10月間，每周拔除樹盤雜草一次，較好地控制了雜草雜灌對資源冷杉幼樹的競爭。

“給苗木澆水也非常重要。”胡興華介紹，為了抗旱，在資源冷杉苗木定植后的前1個月，每隔3天澆水一次，第二個月后每周澆水一次，第三個月后每10天澆水一次。此后遇到連續(xù)無雨天氣達10天的，護林員都要澆水一次。

“當野外健康個體數(shù)量超過1萬株，種群恢復到穩(wěn)定增長狀態(tài)，資源冷杉就有望脫離瀕危險境?！睆V西壯族自治區(qū)林業(yè)局野生動植物保護處處長張振球介紹，這次在全球范圍內(nèi)成功實現(xiàn)了回歸野外存活，為開展資源冷杉長期保護研究創(chuàng)造了有利條件。

為使資源冷杉種群恢復到穩(wěn)定增長狀態(tài)，下一步，廣西還將總結(jié)前期開展的資源冷杉種苗繁育和野外回歸工作，編制相關(guān)標準和操作規(guī)程，使資源冷杉的保護與恢復實現(xiàn)科學化與標準化。廣西壯族自治區(qū)林業(yè)局還將繼續(xù)大力支持資源冷杉育種和育苗科研，推動更多分布有資源冷杉的自然保護區(qū)、保護小區(qū)開展資源冷杉的野外回歸，穩(wěn)步促進其野外種群的恢復。