在这幅“美丽林相”的背后,则是浙农林大专家团队持续十八年的“科研长征”。当年,全国1.48亿亩、占浙江人工林34.4%的杉木林开始出现生产力衰退、生态功能退化等难题,童再康、王懿祥、张俊红等浙江农林大学专家迎难而上、组成团队,紧扣国家水库、粮库、钱库、碳库等“森林四库”和“扩绿、兴绿、护绿”战略,持续攻坚“亚热带杉木人工林珍贵化彩色化改培关键技术”,不仅绘就了“美丽林相”新画卷,更打造了生态与经济双赢的“绿色聚宝盆”。
打开“黑匣子”,播绿更科学
杉木林生产力为什么会衰退?童再康及其团队经过长期研究发现,杉木纯林土壤退化的微生物“黑匣子”——长期经营导致根系分泌酚醛类物质,使土壤酸化,富集寡营养型酸杆菌,从而抑制了土壤氮磷循环的功能菌群。
了解了原因之后,更关键的是要解决问题,恢复森林的生态功能!经过长期研究,团队幸运地发现,在林下套种楠木等珍贵树种后,其根系分泌的葛根素等黄酮类代谢物,能像“信号弹”一样,定向招募固氮、溶磷的功能微生物,使土壤酶活性增强,有效恢复地力。通过“混交”,团队还分离出4株特异功能菌株,更能促进杉木苗良好生长。
“杉木是‘先锋’,楠木是‘后继者’,它们是一对‘黄金搭档’。”说起当地解决杉木林退化的技术,童再康形象地比喻。在研究的基础上,团队如今已优选出浙江楠、闽楠、红豆树、光皮桦等24种适配混交树种,像搭配食材一样,创建了4套适用于不同立地条件的“杉木+楠樟类”“杉木+落叶彩色类”等异龄混交林改培模式,为“美丽林相”建设提供了科学的“配方”。
装上“扫描仪”,扩绿更精准
有了解决杉木林生产力退化的好模式后,精准扩绿成了关键。研究团队创新研发了“机载LiDAR地位指数提取—全林分单木动态监测—智能林分精准调控”核心技术,如同为森林装上了“CT扫描仪”。团队核心成员王懿祥教授介绍:“过去造林,‘一把锄头一捆苗’,粗放经营。现在我们要像外科手术一样精准,为每一棵树找到最佳生长位。”
据介绍,团队首创基于激光雷达的精细网格化立地评价方法,将传统的均质化小班评价升级至20米网格的高分辨率“诊断”,破解了山地微地形导致的立地质量异质性难题。同时,利用半监督深度学习技术,实现了复杂林分下单木的精准分割与23项生长参数的自动化提取,单木分割精度高达85%,远超传统算法。
有了这套“天空地”一体化的监测体系后,不仅构建了覆盖全林分单木尺度的动态数据库,还能自动生成单木采伐优先序,为“何时伐、伐哪棵、留多少”提供了定量化、智能化的决策支持,实现了从“经验营林”到“智慧营林”的历史性跨越。
打造“良种库”,护绿更长效
楠木自古有“千年不腐”之说,那么为什么它有这么神奇的能力呢?童再康教授团队的研究从基因层面揭开了它的奥秘。他们率先破译了闽楠、浙江楠等“金丝楠木”原树种的端粒到端粒基因组,发现其通过基因进化,特异性地保留和高效表达了合成β-石竹烯等抑菌倍半萜的基因簇。
张俊红教授说:“这些天然抑菌成分,正是楠木卓越防腐能力和潜在森林康养价值的分子基础。”随后,围绕楠木这类高价值树种,团队创建了非组培依赖的遗传转化平台,转化率高达51.6%,创制出26份高抗逆新种质,并育成6个专适于林下种植的省级良种。
如今,历时十八年的努力,专家团队已经攻克了体细胞胚胎发生和组培快繁技术,实现了良种壮苗的规模化、工厂化生产,解决了“有技术无良种、有良种无壮苗”的推广瓶颈,成果已从实验室走向广袤山林。以中国林科院张守攻院士为组长的专家组评价认为,该技术体系整体达到国际先进水平。
据不完全统计,该团队研发的技术在浙江、江西、安徽等7省示范推广52.2万亩,近三年新增产值1.25亿元,还创造了大量山区就业岗位。据测算,全国1.48亿亩杉木林若有30%应用此技术,20年至30年后有望基本替代高档木材进口,潜在增值达397.4亿元。
通讯员 陈胜伟



