中国绿色时报2017年9月22日讯,记者潘春芳 王建兰 温雅莉报道
2003年,湖北小伙丁易考上中国林科院臧润国研究员和蒋有绪院士的博士研究生,从此开启了海南霸王岭的探索生涯。14年来,跋山涉水的艰辛和蚂蝗、毒蛇、蚊虫的袭扰非但没有吓退他,反而坚定了他探索热带林秘密的信念。
霸王岭位于海南岛西南部山区,是海南岛热带森林群落类型最为丰富的地区,既有热带落叶季雨林、热带低地雨林、热带山地雨林、热带山地常绿林,又有热带山顶矮林以及热带针叶林。
热带林是目前陆地生态系统中物种最丰富、结构最复杂的森林类型,目前人们对它的了解依然有限。 十多年来,丁易所在团队——臧润国率领的研究队伍在霸王岭林区建设了总面积近40公顷的森林固定 样地,希望通过定位监测研究,探寻热带森林植被恢复和物种共存的“潜规则”。
丁易自始至终参与了这项浩大的工程。他说:“很多样地交通不便,有些样地要爬山2 个多小时才能到达,还经常被雨浇回来。30万株胸径超过 1 厘米的木本植物,每一棵树都要刷油漆、挂号牌、量胸径、测坐标。课题组的所有人都参与了这些工作,另外还从海南大学和当地聘请了大量帮手。 调查过程中最难的是植物识别, 特别是那些高大乔木。幸运的是 ,霸王岭的杨秀森高工 、海南林业局的符国瑷高工,中科院华南植物园的邢福武研究员给予我们无私的帮助。 ”忆及建样地的过程 ,辛酸和汗水已如过眼云烟 ,剩下的,是强烈的团队认同感和满心的感激。
丁易博士期间的研究内容主要是热带低地雨林经过采伐和刀耕火种后,物种多样性的恢复过程。 在野外观测中,他发现,霸王岭低地雨林经过多次刀耕火种干扰后,恢复起来的次生林中包括一定比例的落叶物种,这个现象与低海拔的热带落叶季雨林存在某种联系。
“热带落叶季雨林非常独特 ,林冠层乔木通常在旱季落叶, 生境裸石比例非常高,土壤也比较贫瘠。 这种季节林的落叶对林下小气候和其他树木的更新产生了重要影响。而且落叶季雨林通常呈镶嵌状分布在热带低地雨林及其次生林之中。 因此产生了几个问题:落叶季雨林的多样性及物种有何特殊性? 这种森林类型中的物种是如何共存的?为什么周边的热带低地雨林及其次生林物种难以进入落叶季雨林中? ”丁易说,基于这些疑问,他申请到了人生第一个国家自然科学基金项目。
“首先我们建立了若干的热带落叶季雨林临时样地和固定样地,借此了解热带季雨林的群落特征和物种特性。 另外,我们开展了 3 年的野外控制实验 ,研究地上竞争 (光照 )和地下竞争 (水分 、养分等 )对不同低海拔植被优势种生长的影响。 研究表明,高温低湿的环境筛决定了热带季雨林中的树种建立过程。 热带季雨林树种的幼苗更多的能量分配在地下部分(根系)。 幼苗移栽控制实验表明,地上竞争(光)影响了季雨林中的幼苗生长和其他树种幼苗的存在。 季节性干旱导致强烈的生境筛过程,排除了那些不具备干旱适应能力的树种。落叶季雨林林下强烈的光竞争也抑制了先锋种进入季雨林。 ”丁易说,这项研究有助于阐明季雨林群落主要特征的产生及物种多样性的调控机制,揭示季雨林主要群落特征对季节性干旱所引发的环境变化的生态适应规律。
丁易的另一项研究是植物功能性状。 通常认为 ,在同一气候区域内 ,物种数量多的森林要比物种数量少的森林更具有保护价值。 然而,物种数量的多少并不能体现不同物种在群落动态和生态系统功能方面的差异,而以功能性状为突破口研究森林群落过程和物种共存机制已经是当前生态学的一个主流方法。
丁易等博士分析了海南岛不同森林植被的功能性状特征。 前期研究表明,热带低地雨林次生林 (干扰强度最高 )主要受到生境过滤作用的影响,而低地雨林和山地雨林主要是生物竞争发挥主导作用。
通过不同恢复阶段森林样地的比较发现,某些演替先锋物种对森林的进一步恢复产生了不利的影响 , 次生林的恢复速度放缓,而且热带低地雨林老龄林树种也不能在这些次生林中得以更新。 因此,丁易等认为,如果要加速热带低地雨林次生林的恢复速度,必须通过某些人为措施。 这一理论很快为海南岛的中幼林抚育提供了支撑。
“2012 年前后 ,海南岛开始实施中幼林抚育工程 ,但是 ,如何抚育热带次生林却是一个新问题,因为以前的国家标准或行业标准都是基于温带和亚热带森林的经验 。 因此 ,我们和海南省林业厅 、海南霸王岭林业局、海南大学和中国林科院热带林业研究所合作,结合‘十二五’科技支撑中有关生态功能关键种保育课题,运用我们有关低地雨林热带森林演替的基础理论,共同制定了新的林业行业标准。”丁易介绍。 为探讨新标准的可行性, 他们重新建立了 60 个 0.25 公顷的固定次生林样地, 对其中 30 个样地开展抚育,并且补植了热带低地雨林生态功能关键种,开展了龙脑香科植物坡垒的保育工作。
在海南霸王岭的热带雨林研究中积累的经验也为研究其他森林类型提供了重要的借鉴。 目前,丁易及其所在研究团队已经将研究目标放到更大的生物地理空间尺度之上。 丁易介绍:“在新的国家自然科学基金的资助下,我们以全国 4 个气候区(热带、亚热带、暖温带、温带)已建立的森林动态大样地及其卫星样地为对象,研究各区域森林群落内植物功能性状的种内与种间变化规律及森林植被功能多样性与环境因子的相互作用,探讨植被功能多样性随跨区域复合生境梯度轴的地理分异格局及其驱动因素,力图阐明不同区域森林群落构建过程中的相对作用,揭示不同气候区域森林植被形成的功能性状基础和关键调控因素的地理分异机制。”
对生态学这样一门认识自然的学科,丁易有自己的看法。 他说:“自然界总是充满变化 ,只有真正深入其中 ,才能体会到这种变化带来的无穷魅力。 也只有通过不断的探索和发现 , 才能真正体会绿水青山背后的神奇,不断增加对自然规律的敬仰之情。”
精诚合作的团队为丁易快速成长提供了沃土。 他的研究内容是团队任务的一部分。
这些年,丁易先后主持国家自然科学基金 3 项、 国家科技支撑计划子专题 2 项、中央公益型科研院所基本科研业务费专项资金项目 4 项,发表 20 余篇论文 ,参编专著 3部,2012 年被评为硕士研究生导师 ,2014 年入选第四届“中国林科院杰出青年”。