川观新闻记者 徐莉莎 吴枫

一群来自成都多家科研单位的科技工作者,因为一个项目与大熊猫结缘。他们在大熊猫国家公园的深山老林中穿梭,他们在大生态系统中找到小切口做科学实验,为的是修复大熊猫的家园。

大熊猫栖息地过去遭到了怎样的破坏?大熊猫到底喜欢什么样的环境?如今,这一项目即将结束,长达三年的修复效果怎么样?

熊猫用脚来投票。在川观新闻记者近日跟随的一次野外科考中,意外发现修复样地中有了小熊猫粪便和小径竹上的啃噬痕迹。在自然保护组织的支持下,他们的修复方案正在大相岭自然保护区复制。

改造样地里突现“不速之客”

原是小熊猫意外“光临”

在四川盆地向青藏高原过渡的盆周山区、龙门山褶皱带的南端,西北-东南走向的大相岭,把丰沛的降水都留在了北边的荥经县一侧。在荥经县内的大相岭省级自然保护区,每年至少有200天在氤氲在烟雨中。

4月中旬的午后,在淅沥的小雨中,中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所的助理研究员蒋豪再次来到大相岭。蒋豪此行,要去看看两年前疏伐的一片八月竹纯林。

因为竹林过于繁密,不利于大熊猫活动,这样的纯竹林成为它们“抛弃”的潜在栖息地。两年前,蒋豪和保护区工作人员在竹林间设计开辟出一条条3米宽的带状廊道。

“你们看!”刚一走到竹林边,蒋豪就有意外发现。在廊道边一丛低矮八月竹的根部,一堆草绿色的动物粪便引起了他的注意。一旁嫩竹尖上,也有被动物啃噬过的痕迹。自然保护区的巡护员是资深“捡屎官”,他们很快判断出这是小熊猫的粪便。

这让蒋豪瞬间激动起来,他把照片发给远在成都的项目组同事们。“它们来过了!”

熊猫的意外“光临”为何让科研人员惊喜?这要从三年前说起。

2018年,四川省自然资源科学研究院研究员涂卫国在四川生态保护的研究圈里组了一个研究队,承担了首批四川省重大科技专项项目。

这个团队综合了来自省自然资源科学研究院、中科院成都生物所、中科院成都山地所的专家。他们涵盖了生态学、植物学、地理信息系统等多个学科。目的是为了恢复并提升大熊猫国家公园内的大熊猫退化栖息地。

本就是大熊猫土生土长的家园,为什么还要改造提升?

中科院山地所副研究员张远彬曾参加过全国第三、第四次大熊猫调查。结果很清楚——大熊猫国家公园虽然广达27134平方公里,但真正适合大熊猫栖息的环境并不多,很多是潜在栖息地。

张远彬告诉川观新闻记者,近几十年来,大熊猫栖息地受到的干扰众多。这其中有自然原因,如气候变暖、汶川地震造成栖息地退化和破碎化。更重要的是人类活动的干扰,如公路、开矿、放牧、采伐等基础建设和资源过度利用,导致栖息地斑块化而相互隔离,影响大熊猫种群交流。

几十年前,森林采伐后形成的人工纯林和纯竹林,物种单一、生物多样性低,进而导致生态系统稳定性差。一些纯人工林,看似茂盛,但实则地力下降,林下寸草不生或依稀可见几株草本。在学界,这样的纯林被视为“绿色荒漠”。

“大熊猫喜欢有可口食物、有安全感、有遮蔽、有活动空间的栖息地,而这些都不能满足。”张远彬说。

过去,我们通过自然保护区把野生大熊猫这个物种保护下来。现在更多希望他们扩大交流,发展种群;同时以大熊猫为名,将整个区域的生态和生物多样性保护起来。

因此,在大熊猫国家公园关键区域选择退化的人工林、退化灌丛、小直径的纯竹林,开展其群落改造和生物多样性保育技术体系研发,进一步修复、恢复、扩大野生大熊猫栖息地,“伞护”同域分布的珍稀濒危物种。

让熊猫“通得过、留得住”

他们要知道大熊猫喜欢什么

最初,四川林草部门定下的改造目标是让野生大熊猫“通得过、留得住”。

换言之一方面要有食物和通过性,构建可以供大熊猫通过的走廊;另一方面通过技术手段改造,让这些非栖息地和潜在栖息地经过三五年的生态演替,逐渐过度成野生大熊猫的适宜栖息地。

改造,无非是疏和补两种主要手段。但要为“矜贵”的“国宝”快速改造家园,这又是复杂的生态系统中一场需要精密计算的布局。当中的关键技术点涉及间疏的密度,条伐的宽度,植被的透光度,增加哪些类型的植物……

这当中最重要的技术手段,就是核定什么是“最佳”,进而得出最优化的改造技术模式。

如何获取目标模型?人类不是熊猫“肚子里的蛔虫”。对科学家们来说,最直接的办法,就是考察大熊猫出现频率最高、植被保存最原始的地区,将其量化成为可复制的模型。

涂卫国、张远彬带着团队走访了大部分大熊猫核心分布区,沿着不同海拔来追踪大熊猫“最佳”栖息地,研究包括树木密度、高度、乔木-灌丛-草本的搭配,主食竹每平方米最佳分布量,林下凋落物及其微生物的理化过程等等。

他们发现,大熊猫繁殖的巢穴在树洞里,因此栖息地内一定要有大树;要靠近水源;要远离人类干扰;当阳光直射下,森林中高大乔木的树冠投射在地上的阴影面积与森林总面积的比率在0.4到0.7之间,大熊猫最喜欢;另外,竹种不同,其主食竹的密度不一样,大致在每平方米10-30株的范围内

借助前几次大熊猫调查的基础数据,大量的现场调查和大数据分析,团队形成了大熊猫适宜生态环境构建模式。针对人工林、退化灌丛、小直径纯竹林三种类型的样地进行改造。科学家们画出技术预测图,设定3年、5年、10年的改造目标,通过跟踪监测来验证。

大胆试验,小心求证

做生态系统中的“调养者”

在一个生态系统中,草本、灌丛、树木要共同争取一个空间内的阳光、水分、营养。

改造,更像是权衡的艺术。科学家们像是小心翼翼的“利益调节者”。他们要平衡三者之间的关系,综合考虑建立适宜熊猫的生存环境和提升生态系统的稳定性。

被称为“绿色荒漠”的人工纯林,最大的问题是透光度。致密的树林抢夺了林下灌草植物的阳光和生长空间。解决的办法一是间伐,二是开“林窗”

张远彬熟悉各种样地的情况,他说,有的“绿色荒漠”下还有繁殖体,也就是“种子库”,一旦透光,就能迅速生长起来,自动繁殖和恢复。这样的地块,往往需要结合森林建群种的类型、乔木的高度和地面植被的透光率,去除下层枝叶,实现自然恢复;或皆伐去掉致密的树冠,业界也称“开林窗”。

而另一些地方被单一物种占据,几乎没有其他植物种子,则需要间伐后补种其他植物,从乔-灌-草三个层次的空间搭配来构建植物群落。

改造前 ↑ 后 ↓ 对比

改造,更是精细严谨的艺术。皆伐和疏伐的力度怎样?每平方米保留多少株竹子,都需要通过试验得到最佳的结果。

退化的灌丛群落,主要问题是生长致密和缺少食物,采取的技术手段往往是进行条带状的皆伐,补充乔木和主食竹。

皆伐宽度,是团队进行一系列控制性研究后的成果。如果砍伐的宽度过窄,一两年后灌丛往往“卷土重来”。必须有一定的宽度,才能让其他物种获取发展空间扎根存活,抵御灌丛的空间竞争,重新构建起一个相对完整的系统。

根据多项野外对照实验证明,根据地形条件,以灌丛高度的2-4倍作为皆伐的宽度,才会比较有利于新的植物群落的构建。

大胆地尝试,加上细心地验证。经过三年努力,课题组获得了国家发明专利授理2项,制定地方标准2项,编写了3类改造技术规程草案。也就是说,他们初步构建起了一套大熊猫国家公园植物多样性保育技术体系。

他们在平武、荥经等地,建设多样性保育示范区面积超过500亩,相关成果在生态景观重建、人工林可持续经验管理等方面推广应用1000公顷以上。

这套体系效果怎么样?在“邂逅”小熊猫粪便前,课题组人员还无法直接回答。因为这是为大熊猫改造的家园,“还需要大熊猫用脚投票”。而改造样地中小熊猫粪便的出现,无疑是一种直接的肯定。

三年的项目即将告一段落,专家们呼吁,国家和省级相关部门应保持对大熊猫国家公园生物多样性的关注和科研投入。

涂卫国说,生态系统的改造是数十年之功。要真正验证这套体系,还需要更长的时间关注。他担心,当项目结题后如果没有后续的持续管理,无人看顾的样地将面临很多不确定因素,十年后未必能达到设计效果。他们正在谋划建设大熊猫管理监测智慧化平台,持续收集大熊猫国家公园气候、植被环境变化状况,做跟踪研究。他们还关注种群保护和地方发展之间的关系,正试验在树上套种石斛等中药材,在保护的基础上为当地群众增加收益,促进人和自然和谐发展。

此外,他们也希望能将研究拓展到大熊猫国家公园的其他省份,在更大空间尺度上开展生物多样性保育工作。

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