北回归线上的一流植物园

①华南植物园主任任海。

①华南植物园主任任海。

②华南植物园温室群。

②华南植物园温室群。

③华南植物园特色景观龙洞琪林。

③华南植物园特色景观龙洞琪林。

④华南植物园从南美引种回来的蓝色禾雀花。

④华南植物园从南美引种回来的蓝色禾雀花。

■本报记者 王晨绯 通讯员 周飞

打开世界植被图,北回归线纬度带由于受副热带高压控制的影响,三分之二以上的陆地属于沙漠、半沙漠或干旱草原。只有中国、南亚热带地区有森林,被称为南亚热带季风常绿阔叶林。

这是北回归线上的奇迹,也是中国最有特色的森林。中科院华南植物园坐落在北回归线上,核心使命便是保护这一方常绿阔叶林。

明确自我定位与使命

发展的基调取决于自我定位。在近日接受《中国科学报》记者采访时,华南植物园主任任海先从植物园的历史开始抽丝剥茧:“由中国人自己建设的真正现代意义上的植物园要数1929年兴建的南京中山植物园。从全球视野来看,植物园的发展大多依靠政府拨款,发达国家植物园由于缺乏财政支持而有一些关闭或萎缩,特别是大学的植物园。近年来,中国植物园发展迅速,到今天我们全国有192个植物园。”

植物园的定位也随着时代而变化,如果说早期的植物园关注科学研究这一单一功能,那么现在关注对象除了科学,还有公众,公众对新奇和美丽植物的兴趣日渐增长。

“目前定义植物园是搜集和栽培大量植物并展示模拟自然景观,供科学研究、物种保育、科学普及和资源开发的场所。”任海认为,作为中国科学院的植物园应该突出科学性,注重保护与科研的评价,兼顾开放与开发。

保护,在任海看来,是植物园作用之首。“具备实力的植物园在世界尺度开展保护,依次是洲际、国家级、区域尺度。然后,各植物园形成网络应对全球气候变化。”

作为国立植物园要完成自己的历史使命,任海指出,中国植物园获得了参与全球植物资源的调查机会,现在是个赶超老牌植物园的好机会。

“华南植物园立足华南,致力于国家乃至全球同纬度地区的植物保护、科学研究和知识传播。利用五到十年时间,在植物科学、生态学、植物资源保护和可持续利用方面发展成为高水平研究机构,并建成世界一流植物园。”任海说。

三个突破加快创新步伐

提到“十三五”期间华南植物园的三个突破方向,任海侃侃而谈。

华南植物园计划的三个突破包括:突破热带珊瑚岛植被生态系统快速构建的理论与技术,开展中国森林生态系统固碳现状及其变化趋势的研究,突破果蔬产品物流保鲜技术的规模化应用。

中国热带珊瑚岛植被极易退化,对其进行植被恢复具有必要性。华南植物园正在珊瑚岛上自主研发植被新建的种类筛选、繁育、种植、养护及群落构建等配套技术并集成。

“去年我们试验的珊瑚岛还是一片白花花的珊瑚砂,人在上面眼睛都难以睁开,生存环境极其恶劣。

”任海刚从珊瑚岛返回,口腔溃疡正困扰着他。仅仅半年时间,花费了极低的建设成本和维护成本,珊瑚岛已经基本见不到裸露的砂地,初现了“草木丰腴、鸟语花香、充满活力”的生态景观,还初步显示了生态可持续性,受到各方的高度肯定。

据了解,面向我国热带珊瑚植被生态系统快速构建的重大国家战略需求,华南植物园将以恢复生态学理论为基础,整合土壤学、植物生态学、植被地理学和植物生理学等众多学科,解除植物定居过程中“四高二缺”的限制因子(高盐、高碱、高温、高光,缺养分、缺淡水),评价特殊生境下植物生理生态适应能力,筛选植被构建适生工具种,并研发相应种苗规模化快繁技术,为创建结构合理、功能高效和环境友好的绿色宜居生态岛屿提供技术支持与示范。

常绿阔叶林是中国热带、亚热带区域的地带性植被,构成了这个区域的基本景观,支撑着该区生态环境可持续性的基础。在当前全球环境变化背景下,常绿阔叶林群落结构的稳定性及该群落未来的演替方向是中国乃至全球普遍关心的重大生态学问题,将其机理研究清楚方能更好地保护。

华南植物园发现并首次阐明地带性常绿阔叶林演替方向及其变化机制,证明气温上升与降水格局改变及其所导致的土壤水分趋势性变化,正在改变常绿阔叶林。

“乔木的物种数减少、小乔木和灌木的物种数增加,大树的死亡率上升、小树的个体数增加,过去30年来这片宝贵的阔叶林正向着灌丛化的方向演变。”任海解释。

与此同时,在前期工作的基础上,华南植物园的科学家们进一步阐明了成熟常绿阔叶林土壤持续积累有机碳的机理。

该成果在理论上将推动生态系统生态学非平衡理论的建立,丰富全球变化生态学理论。其在应用上直接服务于区域生态环境建设,特别是生态公益林建设;全面准确地估算森林固碳作用,增大森林固碳空间,利于经济的高速增长。

中国作为世界上第一大水果生产国,果树产业在农业中占有十分重要的地位。不过,我国新鲜水果采后腐烂浪费十分严重。同时,长期使用化学农药防病带来的安全性和环保性问题也越来越受到社会关注,研制新的防病技术对减少农药用量和确保果品安全十分重要。

为此,华南植物园将继续在果蔬产品物流保鲜技术的规模化应用上攻关。

在科学家们的努力下,除荔枝外、龙眼、桃、番木瓜、哈密瓜、菜心等大宗果蔬和枸杞、百合、菜豆等特色果蔬产品,都将用上最先进的生物保鲜剂、智能化保鲜技术及综合保鲜技术体系,新鲜地到达千里之外。

五个培育助新芽成长

华南植物园是有一定的基础和积累的老所,“五个培育”中,除了有传统优势研究方向,还包含新方向的孕育。

华南植物园作为并列第一完成单位的《中国植物志》编研于2009年,获国家自然科学奖一等奖。“十三五”期间,中国迁地植物大全及迁地栽培植物志也在紧张的编研中,这项工作从植物志对我国野生植物的描述转到对“家养”植物的研究,将为植物资源的产业化打下基础。

传统研究方向——常绿阔叶林的研究中有两个新的培育方向:南亚热带常绿阔叶林重要科属植物多样性形成及其演化机制,全球变化与常绿阔叶林生态系统的响应与适应。

针对现代农业和健康产业发展需求,以我国甘草和石斛为研发对象,发掘优良种质资源,培育优良新品种,建立规范化栽培技术,解决其规模化种植中的技术瓶颈。

如何保证“十三五”规划的实施?任海说,华南植物园正在实施人才引进培养激励和流动系统工程,比较有特色的是海外合作伙伴计划,在每个研究中心引进海外人才半职服务,推动国内国外合作研究。

“所里出资鼓励年轻人去国外优秀实验室学习,唯一要求就是回国后发一篇高水平期刊的文章。”任海希望,所里的年轻人能尽快成长为学术接班人,成为研究所未来的新发力点。

《中国科学报》 (2017-04-24 第5版 创新周刊)

来源:news.sciencenet.cn

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