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那便是钟扬培植的红树树苗

发布时间:2020-04-21 11:06编辑:教育之星浏览(147)

    新闻中心讯 红树林素有“海岸卫士”“红色森林”之称,是生长于南北纬25°之间热带、亚热带海岸和河口潮间带的木本植物。在人们印象中,红树林是生长在较热的海滨的喜盐植物。那么红树能否在上海的纬度条件下生长?复旦大学生命科学学院教授钟扬带领他的团队于2007年开始引种红树,他们如何破解红树北移难题?

    创新是“捅破窗户纸”的勇气

    在上海浦东南汇东滩湿地附近一块十亩大小的田地里,种植着一片绿色的树苗,那便是钟扬培植的红树树苗。这片红树,最早的一批是8年前种下的,最高的树苗已经高出地面两米多了。在潮起潮落间,它们的呼吸涵养着这片海域,起到防浪护坡、净化水质的作用。

    红树林是陆地过渡到海洋的特殊森林,因随潮水涨落而若隐若现,是陆地生态系统向海洋生态系统过渡的最后一道“生态屏障”。红树林的得名,并不是因为树是红色的。红树生长在海洋与陆地交界处,而海水含盐分高,红树为了保护自己会分泌出单宁酸,被砍伐后氧化变成红色,于是得名“红树”。

    据了解,红树林在我国主要分布于海南、广西、广东、福建等地。随着全球气候变暖,红树林出现向两极分布的趋势,这也成为当前生态研究的热点之一。作为屹立东海之滨的国际大都市,上海很少被描述为“美丽的海滨城市”。“可能是因为上海的海边,没有美丽的沙滩,也没有茂密的红树林”,钟扬教授认为,缺少了植被的覆盖,上海的海滩显得“光秃秃”的。

    目前,中国自然分布的红树林所能达到的最高维度在福建省福鼎(北纬26°52′-27°26′);人工栽种的红树林,纬度最高的在温州(北纬27°03′-28°36′)。在位于北纬30°40′-31°53′的上海栽种红树,着实是一个科学难题。

    钟扬打破了学术界长期以来固有的思维界限,“既然没有人尝试种过,怎么知道在上海种不活呢?创新就是捅破窗户纸的勇气,我愿意做第一个捅窗户纸的人。”

    不惧质疑探索红树林种植北限

    从 2005 年开始,钟扬向上海科学技术委员会申报在上海种植红树林的课题,其他植物学专家均持否定态度,认为在上海种红树林根本不可能。钟扬的同事们也劝他放弃:“不能瞎搞,这个搞不活的。”钟扬承认这个项目存在很大的难度,但结合他多年的研究经验以及对植物的了解,他仍然坚持这个项目值得一试。上世纪90年代起,在中国科学院武汉植物所工作的钟扬和中山大学的施苏华教授一起合作开展多项关于红树分子进化的研究。他在研究中了解到,上海历史上曾经有过红树林,二十几万年前的化石就是证据。

    另一方面,钟扬坚信植物自身对环境有着很强的适应性。他举例,小麦最早起源于中东,但现在已经是一种在世界各地广泛种植的植物,凤眼莲原产于南美洲亚马逊河流域,上世纪引种到中国后很快广泛传播。凭借着这种适应性,红树林也许也能在上海落地生根。

    事实上,1957年浙江省瑞安市林业部门就从福建引进秋茄作为海防林。上世纪80年代以后,又有多个红树树种被成功北移驯化,如深圳湾从海南引进海莲、海桑、水椰、红海榄等红树植物。这些例子都证明红树北移是可能的。

    过去100年里,全球表面平均温度大约上升了0.7℃。从地球发展的几十亿年历史来看,如此短期内快速变暖的现象是前所未有的。气候变暖及海水温度升高也是红树北移的科学依据。

    2007 年,课题组从珠海等地购买了包括秋茄、桐花树、白骨壤、无瓣海桑、老鼠簕、木榄、拉关木7种真红树,黄槿、海杧果、银叶树3种半红树,总共10种红树植物实生苗12000株,采用地栽方式种植于上海临港新城(30°53'N),比原有红树分布界限北移了近3°。

    低温驯化筛选耐寒树种

    “低温是红树林向南北延伸的主要限制因素,在上海培育种植红树属于较高纬度的‘逆境’造林。红树植物的抗寒性研究和耐寒树种的筛选是红树林北移的技术关键,”钟扬介绍说。上海年平均气温15.5°C-20.5°C,最冷月平均气温3°C-7°C,极端最冷气温为-5°C-3°C,略低于红树植物适合生长的温度下限。要将红树植物北移至上海地区进行种植,必须要解决红树植物的低温适应性问题。

    在2008年1月至2月间,我国南方地区受到拉尼娜现象及大气环流异常的影响,遭遇了50年以来罕见的长时间(30天以上)的强降雪及冰冻灾害,钟扬移植的第一批红树也遭遇了“灭顶之灾”。

    为此,课题组使用电导率测定法研究了不同温度条件下越冬的红树植物抗寒力变化,试图寻找使引种红树快速适应上海地区环境的途径和科学的管理方法。

    在抗寒锻炼方式的选择上,研究表明,在温室条件下过冬的红树同样获得了很好的抗寒锻炼。而温室外处于自然条件下过冬的红树幼苗死亡率极高。所以,在红树植物向上海引种的过程中,课题组先在温室中通过控制温度来逐步进行抗寒锻炼,而后引种到自然条件,这样既保证了存活率,又有效提高了植株的抗寒力。

    通过引种试验、低温驯化、抗寒性研究以及对比不同红树植物的抗寒力,钟扬教授筛选出了较耐寒红树林引种品种无瓣海桑、秋茄、桐花树、老鼠簕。这四种红树已经基本适应了上海的气候,能够正常地生长和繁殖,即使在冬天,它们不需要大棚也能存活,现已成功越冬3年。

    上海种植红树林的另一大困难在于盐度。盐对红树林是一种必需品,但过高和过低的盐度都会抑制红树植物的生长。红树体内存在一个“盐分银行”,当环境盐度较高时(旱季),它将盐离子储存在体内,而当环境盐度过低时(湿季时淡水环境),它把储存在体内的盐离子用于维持生长。如果盐分不平衡,就可能影响红树生长。

    熟悉植物生长习性的钟扬知道,想让红树林在新的海域中生活,需要有个“入乡随俗、逐步适应”的过程。在刚将幼苗移植过来时,钟扬与其团队从海里引水,使这些红树林的幼苗能够吸收到适量的盐分。久而久之,随着送来的盐分逐渐被吸收,小红树林为了生长开始不断适应周围的环境,最后终于成功“入乡随俗”。

    为上海打造“美丽海滨城市”新名片

    红树林生态系是世界上最富多样性、生产力最高的海洋生态系之一,在上海种植红树能够带来巨大的经济、生态和社会效益。红树以凋落物的方式,通过食物链转换,为海洋动物提供良好的生长发育环境,同时,由于红树林区内潮沟发达,吸引深水区的动物来到红树林区内觅食栖息,生产繁殖。红树林区还是各种海鸟的觅食栖息、生产繁殖的场所。 红树林中的所有生物及其无机环境构成了湿地生态系统,对人类有很高的间接利用价值。

    “在种植红树之前,这块地是干的,盐碱都往外泛,”钟扬解释说,“有了红树,蝌蚪、田螺都出现了,生物明显多了起来。”

    红树林另一重要生态效益是它的防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气的功能。盘根错节的发达根系能有效地滞留陆地来沙,减少近岸海域的含沙量;茂密高大的枝体宛如一道道绿色长城,有效抵御风浪袭击。因而,红树茂盛成林的地方往往也是最宜居的地方,比如台湾的淡水,海南的三亚。

    “在上海种红树就是为了给上海打造新的名片。”钟扬希望,很多年以后,上海的海滩也能长满繁盛的红树,人们提起上海的时候会毫不吝啬地称赞其为“美丽的海滨城市”。“实现这个目标大概需要50 年,也许我不一定能看到这一幕,”钟扬说,“但是上海的红树林将造福子子孙孙,成为巨大的宝藏,这是我献给未来上海的礼物。”

    尽管项目已经取得了重大的进展,钟扬教授仍未停止探索的步伐。他表示,未来将会继续扩大实验,从红树生长的全部生物学过程中获得更多的细节。同时,用哪种形式推广红树种植,也是一个值得思索的问题。上海不同的郊县,如奉贤、南汇、崇明等,海水的咸度不一样。“理论上都能种植红树,关键是哪种红树在哪里更适宜生长。”在这方面要拿出一手数据,必须要通过大量的实验。

    钟扬希望以红树种植为契机,宣传和提高公众的环保意识和生态意识,尤其是希望公众对海洋生态学能够有更深入的了解,“现在中国在建设海洋强国,但是很多人对海洋的认识不够,而红树林作为陆地向海洋过渡的特殊生态系,能够成为生态教育的一个最佳场所。”

    (封面制图 钟凯旋)

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