10月的浙西山區(qū)，秋高氣爽，層林盡染。在位于浙江省淳安縣千島湖畔的杉木林改培示范基地里，浙江農(nóng)林大學(xué)教授童再康撫著一株亭亭玉立的楠木新苗，向基地里的工作人員講解傳授楠木種植撫育的技術(shù)要領(lǐng)。在他的身后，挺拔的杉木與林下新栽的閩楠、浙江楠構(gòu)成一幅立體的畫(huà)卷。
在這幅“美麗林相”的背后，是浙農(nóng)林大專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)持續(xù)十八年的“科研長(zhǎng)征”。當(dāng)年，全國(guó)1.48億畝、占浙江人工林34.4%的杉木林開(kāi)始出現(xiàn)生產(chǎn)力衰退、生態(tài)功能退化等難題，童再康、王懿祥、張俊紅等浙江農(nóng)林大學(xué)專(zhuān)家迎難而上、組成團(tuán)隊(duì)，持續(xù)攻堅(jiān)“亞熱帶杉木人工林珍貴化彩色化改培關(guān)鍵技術(shù)”，不僅繪就了“美麗林相”新畫(huà)卷，更打造了生態(tài)與經(jīng)濟(jì)雙贏(yíng)的“綠色聚寶盆”。
杉木林生產(chǎn)力為什么會(huì)衰退？團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，杉木純林土壤退化的微生物“黑匣子”——長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)導(dǎo)致根系分泌酚醛類(lèi)物質(zhì)，使土壤酸化，富集寡營(yíng)養(yǎng)型酸桿菌，從而抑制了土壤氮磷循環(huán)的功能菌群。
了解了原因后，更關(guān)鍵的是要解決問(wèn)題，恢復(fù)森林的生態(tài)功能。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，團(tuán)隊(duì)幸運(yùn)地發(fā)現(xiàn)，在林下套種楠木等珍貴樹(shù)種后，其根系分泌的葛根素等黃酮類(lèi)代謝物，能像“信號(hào)彈”一樣，定向招募固氮、溶磷的功能微生物，使土壤酶活性增強(qiáng)，有效恢復(fù)地力。通過(guò)“混交”，團(tuán)隊(duì)還分離出4株特異功能菌株，更能促進(jìn)杉木苗生長(zhǎng)高達(dá)27%。
“杉木是‘先鋒’，楠木是‘后繼者’，它們是一對(duì)‘黃金搭檔’。”說(shuō)起當(dāng)?shù)亟鉀Q杉木林退化的技術(shù)，童再康形象地比喻。在研究的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)如今已優(yōu)選出浙江楠、閩楠、紅豆樹(shù)、光皮樺等24種適配混交樹(shù)種，像搭配食材一樣，創(chuàng)建了4套適用于不同立地條件的“杉木+楠樟類(lèi)”“杉木+落葉彩色類(lèi)”等等異齡混交林改培模式，為“美麗林相”建設(shè)提供了科學(xué)的“配方”。
有了解決杉木林生產(chǎn)力退化的好模式后，精準(zhǔn)擴(kuò)綠成了關(guān)鍵。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)了“機(jī)載LiDAR地位指數(shù)提取-全林分單木動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)-智能林分精準(zhǔn)調(diào)控”核心技術(shù)，如同為森林裝上了“CT掃描儀”。團(tuán)隊(duì)核心成員王懿祥教授介紹：“過(guò)去造林，‘一把鋤頭一捆苗’，粗放經(jīng)營(yíng)?，F(xiàn)在我們要像外科手術(shù)一樣精準(zhǔn)，為每一棵樹(shù)找到最佳生長(zhǎng)位?！?/p>
據(jù)介紹，團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)基于激光雷達(dá)的精細(xì)網(wǎng)格化立地評(píng)價(jià)方法，將傳統(tǒng)的均質(zhì)化小班評(píng)價(jià)升級(jí)至20米網(wǎng)格的高分辨率“診斷”，破解了山地微地形導(dǎo)致的立地質(zhì)量異質(zhì)性難題。同時(shí)，利用半監(jiān)督深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜林分下單木的精準(zhǔn)分割與23項(xiàng)生長(zhǎng)參數(shù)的自動(dòng)化提取，單木分割精度高達(dá)85%，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)算法。
楠木自古有“千年不腐”之說(shuō)，那么為什么它有這么神奇的能力呢？童再康教授團(tuán)隊(duì)的研究從基因?qū)用娼议_(kāi)了它的奧秘。他們率先破譯了閩楠、浙江楠等“金絲楠木”原樹(shù)種的端粒到端?；蚪M，發(fā)現(xiàn)其通過(guò)基因進(jìn)化，特異性地保留和高效表達(dá)了合成β-石竹烯等抑菌倍半萜的基因簇。
隨后，圍繞楠木這類(lèi)高價(jià)值樹(shù)種，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了非組培依賴(lài)的遺傳轉(zhuǎn)化平臺(tái)，轉(zhuǎn)化率高達(dá)51.6%，創(chuàng)制出26份高抗逆新種質(zhì)，并育成6個(gè)專(zhuān)適于林下種植的省級(jí)良種。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，童再康團(tuán)隊(duì)研發(fā)的技術(shù)在浙江、江西、安徽等7省示范推廣52.2萬(wàn)畝，近三年新增產(chǎn)值1.25億元，還帶動(dòng)了林農(nóng)增收，創(chuàng)造了大量山區(qū)就業(yè)崗位。據(jù)測(cè)算，全國(guó)1.48億畝杉木林若有30%應(yīng)用此技術(shù)，20至30年后有望基本替代高檔木材進(jìn)口，潛在增值達(dá)397.4億元。
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/10/553809.shtm 《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：2025.10.25
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