科技有狠活|千年古树藏着哪些奥秘:年轮可“回溯”气候、科技手段助力养护

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封面新闻 2023-08-05 18:02 183781

封面新闻记者 谭羽清 部分图片由受访人提供

导读


▶古柏为什么长寿?因为它们是树中的“幸运儿”。


▶古树不仅是许多生灵的栖息地,还能充当大型碳存储库。


▶研究古树,对于开展气候变化、植物生物学、树木学等领域的科研工作都有帮助。


▶基因组学、遥感定位、便携式X光等现代科技助力古树养护。



古树,一般指树龄百年以上的树木。千百年间,它们静静生长在大地上,见证着地球气候、生态、文明的变迁。可以说,古树是绿色的国宝,是活着的文物。它们不仅是大自然的馈赠,也是祖先留下的宝贵财富。根据国家林业和草原局公布的第二次(2015~2021年)全国古树名木资源普查结果,我国全国普查范围内的古树名木共计508.19万株。

翠云廊的古柏群

那么,中国大地上这样数量繁多的古树是如何穿越绵长光阴走到我们面前的?它们缘何能被称为“绿色国宝”?在科技飞速发展的当下,人们对古树的养护手段是否也有更新?我国有怎样优秀的古树保护案例?......

近日,封面新闻记者专访四川大学生命科学院毛康珊教授、四川农大林学院森林保护系朱天辉教授,一起探寻古树的奥秘。

古柏的长寿秘诀

“千年松,万年柏,不如老槐歇一歇。”是我国农村广为流传的一句歇后语,意思是松树的树龄可达千年,柏树的树龄可达万年,但都比不上槐树的树龄。但事实上,这句古话只有前半句对了,我国发现树龄最长的树木其实是柏树。

松柏树林(图片源自网络)

第二次全国古树名木资源普查结果显示,调查中发现有5株古树的年龄达到5000岁,几乎贯穿华夏文明。而这5株古树均是柏树。为什么柏树能成为“长寿冠军”?

在与毛康珊的对话中,记者了解到柏树是柏科植物的俗称,包含四川、重庆等地多有栽培的柏木,我国北方多有栽培的侧柏、圆柏等。而柏树可谓是树中的“幸运儿”,除了自身具备“长寿体质”外,还恰好处于“地利人和”的位置。

首先,从树种特性上来讲,柏树生长缓慢,再加上它的叶片小、结构特殊(如有叶片蜡质层等),让它有了较强的耐受逆境能力,更能在高温、冻害、干旱等自然灾害中“挺过来”。而且柏树的身体中还富含多种萜类物质,能帮助植物更好地抵御逆境和虫害,“有时柏树叶片里的萜类提取物还能作为农药使用。”毛康珊说。

资料显示,柏树体内的萜类化合物包括小茴香酮、侧柏酮等,它们在温度降低时,会很快调动起细胞合成糖分和蛋白质的能力,这能增加细胞液的浓度,防止细胞结冰。

侧柏叶(图片源自网络)

生长环境则是柏树长寿的“地利”因素。多数柏树耐冷、耐旱,可以生长在各种土壤地带,尤在石灰岩、山地钙质土上生长良好。它们常常生长在崇山峻岭或悬崖峭壁这种人类难以到达的地点,因此更能免于人类的砍伐和破坏。

最后,也是毛康珊认为最重要的“人和”因素,就是柏树在华夏文明中具有较强的文化寓意,“我们可以看到,柏树一般栽培在庙宇、陵墓、古驿道等地点,有的相传为神话人物或历史名人亲手栽种,这都赋予了它独特的文化内涵,因此容易受到民间自发保护。”他表示,其实给部分树种足够的生长时间,也能长成百年老树,但它们很容易在生长途中被砍伐,而柏树因其文化价值,更容易保留。

自然生灵的安居所 

气候变暖的抵御者

古树参天立,岁月见证长。毛康珊和朱天辉在采访中都告诉记者,古树作为地球上最古老、最庞大的居民之一,在自然界中扮演着重要角色,保护古树,是保护生态环境工作中重要的一环。

一棵古树,就是一个生态群落,为许多生灵的栖息地。向上看,古树的树冠宽阔茂密,是鸟类栖身的乐园,向下看,古树的叶片能提供大片荫庇,是各种野生脊椎动物、昆虫、耐阴植物、大型真菌等生物的理想居所。

古树与动物和谐共生(图片源自网络)

“古树可以为所处群落里的物种提供一个相对稳定的生态环境。”毛康珊说。朱天辉则表示,“千年的古柏或者古树,在我们生物多样性维护和生态系统保护中发挥着至关重要的作用。”

在去年10月发表于细胞出版社(Cell Press)旗下期刊《生态和进化趋势(Trends in Ecology & Evolution)》的一篇评论文章中,生态学家强调了保护古树的重要性:“古树是一些濒危物种的独特栖息地,因为它们可以帮助抵抗和缓冲气候变暖带来的影响。”

很多体型巨大、寿命超长的古树,如美国怀特山脉的狐尾松,可以活5000年,能充当大型碳存储库。以广元翠云廊古柏林为代表的我国的柏树古树群,也是重要的“森林碳库”。

翠云廊的古柏群(图片源自网络)

此外,这篇文章还提到,古树是菌根连通性的热点,这种与地下真菌的共生关系能为植物提供生存所需的许多营养物质。这种共生关系也有助于减缓环境中的严重干旱问题。

采访中,朱天辉还强调了成片古树的重要价值,“例如广元翠云廊,那里大面积的古柏林就构成了一个历史悠久的生态群落,是很独特的栖息地,如果我们把它们保留下来了,就相当于保留下了大自然留给我们的独特‘记忆’。”

科学与人文中的古树

古树是绿色的国宝,是活着的文物。像古柏这样的参天古树,不仅庇护着自然物种,也滋养着珍视它的人类。

“古树的科研价值体现在很多方面。”毛康珊表示,古树除了具有丰富的文化价值外,研究它们,对于开展气候变化、植物生物学、树木学、历史人文等领域的科研工作都有帮助。

研究古树的树芯,根据其年轮的生长变化,科学家就能推测出它所处的这片地区以前经历过哪些自然灾害、气候变迁,“比如说风调雨顺的年代,它长得快,年轮就会宽一些,而遇到虫害、旱灾、冻害等不利条件,则反之。”

树的年轮(图片源自网络)

而作为“长寿样本”,古树还能帮助科学家更好地理解树木衰老的过程,“透过古树,我们能看到树木生长、衰老的过程,以及其中积累的一些有害基因突变、可能遭受的各类病害、威胁因素等。”了解了这些信息,有助于更好地设计树木保护方案。

观察古树的位置,则能给古人类生活环境的演变相关研究提供启示,“比如在某个河谷里,发现了一棵孤零零的、自然生长的古柏树。我们就能依此推测出,可能以前这个河谷有很多柏树生长,但后来因为砍伐等人类活动而消失殆尽。”

甘肃平凉的“华夏古槐王”(图片源自网络)

此外,在华夏文明中,古树扮演着特殊角色,是考证历史人文时重要的研究要素。“比如我们发现少数民族村落里有很多大树、古树,往往这些树木一旦长到一定大小就几乎不可能被砍伐,因为会被封为‘神树’之类的。”毛康珊举例,如古人的宗教信仰、文化习俗有助于古树的留存,而古树亦能反映人文历史。

科技助力古树养护

基因组学、遥感定位、便携式X光齐上阵

对于古树这样一个重要的老朋友,中国其实从古至今对它呵护有加。而随着科技发展,人们的“护树”手段也是日益推陈出新,从以前的简单浇水、松土、施肥,转换到了更科学、高效、全面的保护方式。

据毛康珊介绍,如今在生命科学研究领域大热的基因组学技术已被引入到了古树的养护工作中,“比如我们透过古树基因组,揭示它们为什么能够长寿、承载了哪些重要的基因资源等,或是分析同一片区域内古树们的亲缘关系,判断它们是否以前是通过扦插进行繁殖的。这些研究都能为我们后面开展它们的保护工作提供很多科学支撑。”

他解释,如果一片地区的所有古树都是扦插而来,需要特别注意监控这些树的虫害、病害,因为这些克隆个体的遗传成分几乎都是一样的,一旦其中的一棵树被害虫或者病菌“青睐”,就很容易波及其他个体。而如果这片地区的古树是种子繁殖而来,相对的,它们的遗传多样性就会更丰富,发生集体虫害、病害的几率就更小。

杭州市临安区的千年银杏(图片源自网络)

除了这种“深入基因”的保护,打吊瓶补充营养,通过便携式X光机、无人机检查内部及树冠的情况,通过激光雷达确定树高、体重、碳储量,利用遥感技术定位,预防盗挖,在人员密集地区的古树周围安装摄像头,监控生长状态,防止行人故意破坏等科技手段也被推广到了越来越多古树的调查、维护、保护中。

“现在国家出台的这些古树名木保护条例等都有一些很详细的保护措施,只要严格执行即可。对于目前古树名木的保护,我认为最重要的就是减少人为干扰和破坏;当然,发生病虫害、旱灾等自然灾害时,也要进行适当干预。”毛康珊说,古树已经经历了千百年的变迁,生命力很顽强,只要不过多挤压它们的生长空间,剥夺其获取阳光、水分、空气、养料的途径,一般不会出大问题。

不过,对于生长在不同环境的古树,养护策略也需要调整。毛康珊表示,养护城里的古树名木需要注意的包括:尽量避免硬化树周土地面,减少夏日热辐射、水分营养难获取等对它们的威胁,在建设高楼时注意古树所处的位置等;而乡村里主要解决的问题就是看护好它们,不要被‘大树进城’了”。

古树养护案例:

翠云廊的危机与恢复

阳光炽热,一阵微风在四川广元古蜀道上空掠过,古柏树巨大而茂密的树冠摇曳,俯瞰仿佛一片浮动的碧绿云海。

不难想象,当古人行走在这条古树搭就的长廊上,穿梭在这片翠盈盈的“绿云”中,看着夏日热浪被隔绝在外,写下“翠云廊,苍烟护,苔花荫雨湿衣裳,回柯垂叶凉风度”的优美诗句是如何地“水到渠成”。

资料显示,剑阁县的“翠云廊”拥有迄今保存最完好、里程最长、数量最多的古代人工栽植驿道古柏群,其中最古老的一株柏树已达2300岁的高龄,是当之无愧的“国之瑰宝”“世界奇观”。

但这样一条古老美丽的绿色长廊在2017年时却遭遇过一场危机。

“当时我是在半夜接到剑阁县长的‘急诊电话’,请我第二天就要到现场给古柏看病。我做树木病虫害相关工作这么多年,从没见过当地一把手这么重视,这么着急的。”谈到当时去翠云廊抢救古柏的经历,朱天辉可以说是印象深刻。

据悉,朱天辉深耕园林病虫害领域数十年,有着丰富的古树救治经验,常常应邀到各地义务为古树提供救治方案。雅安雨城区因地震折断树冠、形成树洞的巨大黄桷树,雅安名山区遭遇严重病虫害的缅甸引进古树,成都温江区融入教学楼里却出现树洞的优美古树,成都都江堰遭受雷劈而过半受损的巨型青冈树等等古树的生命都曾在他的“回春妙手”下得以延续。

当时,朱天辉连夜从甘孜赶回四川农大温江校区,并在次日带着团队成员到达现场,对古柏群开展了调查。仔细“问诊”后,朱天辉发现在当地的养护下,古柏群总体情况尚好,而生病的古树多为树皮损伤与立木腐朽,前者引起树皮腐烂,后者导致树洞形成,进一步削弱了树木的抵抗力,进而频繁遭受多种病虫害侵袭。

2017年朱天辉在翠云廊现场为古柏诊断(左一)

明晰病因的朱天辉团队很快给古柏们设计了针对“外伤”和“内伤”的外科治疗方案及“术后护理”方案,并交予剑阁当地管护古树的工作人员。

对于仅有“外伤”的古树,进行表皮损伤的治疗与修复,包括伤口清洗、消毒、封闭、外表装修等程序。而对于有“内伤”的古树,则进行树洞的填充与修补,包括树洞清理、洞壁消毒、假填充修补与实心填充等过程。

而对于“动过刀”的古树们,朱天辉还给出了进行科学水肥管理、恢复树势,监测病虫害动态等建议。“古树的恢复其实是非常困难的,因为树龄大,如人类血管一样的输导系统的吸收能力比较差,所以术后需要长时间、可持续养护。”此外,他们还提醒当地工作人员要加强划分开游人活动区与古树保护区,防止它们再次被人为损伤。

在这次的剑阁抢救之行中,给朱天辉留下深刻印象的当属救治2300岁高龄的著名古树剑阁柏。据他回忆,当时这棵古柏不仅被病虫害缠身,而且树冠下近1/3的树皮已经腐烂、剥离,树干中的木质部也腐朽甚至中空了。而且这棵古树生长在风口处,长期的大风,让它的树身严重扭曲,再不升级维护很容易折断。

翠云廊树龄约2300年的“剑阁柏”目前正健康生长(图片源自网络)

于是,朱天辉在为剑阁柏做完常规的外科治疗方案后,还特意为它设计了一件“树身衣”。这件衣服由钢丝网制成,安装上后能紧紧包裹住树身,起到固定支撑的作用,能让这棵古柏免于折断死亡,“后期我们每次观察都一定要看这棵树还在不在,幸而它顺利存活了下来。”朱天辉感慨道。

虽然当时拯救剑阁古柏属于临危受命,但这些年来,朱天辉看到了当地对古柏群的重视进一步提高,“这些年来,广元剑阁那边对古柏的科学养护实施是到位的,效果也好。”

2018年广元市开展围绕古柏保护的座谈会

他表示,特别是2018年,广元市不仅发布了《古树名木保护管理办法征求意见稿》红头文件,还邀请他以及其他相关领域的专家来到当地,开展古柏保护相关的座谈会,并对他救治过的那片古柏林,乃至周围乡镇的古柏进行考察,“古树的保护、养护的工作需要持之以恒,广元对古柏的一系列保护是一个值得学习的案例。”

评论 15

  • 咕咕 2023-09-26 发表于四川

    厉害了!

  • 王磊 2023-08-13 发表于四川

    科技手段

  • 老观镇新庙村驻村第一书记 2023-08-12 发表于四川

    点赞!!

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