第十二讲森林生态学前沿简介

1、、20世纪林学科学发展的历史回顾第十二讲森林生态学前沿简介记者：蒋先生，一提起森林，人们脑海中浮现出的图1 蒋有绪院士往往是茫茫林海或是湿热的热带雨林，总有几分神秘的色彩，您能否为中小学教师介绍一下我国以及世界上森林资源利用和保护的现状？林学呈现出怎样的发展特点与趋势？蒋有绪院士：森林是陆地上最复杂的生态系统，因图2森林生态体系图3高大的乔木为它有好多物种，好多层次：像乔木层、灌木层、草本层、苔葬层。森林面积在人类出现以前曾经占陆地的80%后来人类出现后发生了很大变化，现在也就是30溢右。减少的那么快主要跟人类开垦森林发展农业，战争有关。不过到目前为止森林仍是地球上最大的生态系统。中国的情况也

2、是一样。过去森林面积也很大，但是图4低矮的灌木没有很好的统计。到 1949年，根据不完全统计是 8%, 总体讲面积很小。政府很重视绿化，人工造林。现在森林覆盖率已经达到 16.55%,其中的30溢人工林。天然林虽然占70%,可是质量很差。森林砍伐以后优质木材 砍掉，劣质树木留下来，远处看还是绿色的森林，实际图5草本植物上缺少栋梁之材。所以总的来说，我国的森林资源还很 缺乏，和人民需求差别很大。人均森林资源远远低于世图6温室效应的形成界水平。我国现有森林面积 1.34亿公顷，属世界贫林国 家，而且林地分布极为不平衡，主要分布在东北和西南 地区。东北的大兴安岭、小兴安岭和长白山林区是中国 最大的天

3、然林区，其次是西南天然林区。图7温室效应示意图有些热带国家像南美、东南亚在大量采伐木材。有 些发达国家如日本为了保护本国环境，就不采伐本国森 林，而是采购发展中国家的木材。结果富国保护森林， 穷国破坏环境，环境越来越坏。中国森林生态系统是全 球生态系统的一部分。全球森林生态系统在地球表面自 然过程中起有重要作用，因此，中国的森林可持续发展 不仅是对中国也是对世界的重要贡献。中国拥有世界总 人口的22%但只拥有世界林地面积的 5%口世界森林总 蓄积量的5.8%。由于上一世纪50年代至80年代的森林过伐，中国存在着若干环境问题，如至今每年增加土地荒漠化面积2103平方公里，全国水土流失面积达179

4、万平方公里，全国濒危生物种正在增加。然而，在最近 10年内，中国由于五十余年造林的努力结果，森林覆盖面积每年增加0.94%,森林蓄积量每年增长4亿mt目前中国正在实施国家批准的旨在实现森林可持续发展的21世纪林业行动计划。森林对于人类生存和发展具有极为重要的意义。森 林是天然的气候调节器，能吸收大量的二氧化碳，防止 地球暖化有极积的贡献。森林还能起到保持水土、防风 固沙、净化空气、减低噪音等作用。同时因为森林中没 有污染或低污染、各种植物保存良好，风景优美，鸟语 花香，所以有更多的人愿意把森林作为其旅游休闲对象。 世界上绝大多数的物种生活在森林里，森林是个巨大的 基因库、资源库。有许多对人类有

5、用处的资源，如药品、 化工原料、食品、油料。它被损坏对人类是不可估量的 损失。森林对环境也是作用重大。比如全球正在变暖，第 一位的原因是由于人类过度燃烧化石染料，向大气释放 大量CO。CO浓度加大之后，像玻璃罩一样，太阳辐射到 地球上的热散不出去，形成 温室效应。森林的减少是第 二位的原因。因为森林恰恰可以吸收CO,通过光合作用把它固定为有机物。假如森林破坏了，除了做家具、建 筑以外多数被当作燃料烧掉，这样原来作为吸收 CO的功臣变成了增加大气 CO的帮凶。1997年巴西里约热内卢环境与发展大会通过的几个决议都和森林有关，像气候变化公约。目前发展森林是解决环境问题的有效途径。限制CO排放的阻力

6、太大，美国就宣布退出京都议定书。我们国家从 97年 之后开始更加重视森林，提出了天然林保护等工程。对 森林的认识也深入了，不再像以前只知道植树造林能绿 化美化环境，还知道森林的环保作用。由于了解了森林 可以保持水土，在长江上游开展了水源涵养工程。还建 立了 1000多个保护区，大部分是森林。不过对森林对全球环境的作用仍然不很清楚。以前 有种看法认为地球表面过程主要是化学、物理过程，生 物圈几乎无足轻重，或作用有限。10年前英国学者提出生物圈不是无所作为的，它可以调节地球表面过程，当 然这有待证据验证。这被称为盖娅（Gaia）假设。盖娅是希腊传说中的大地女神。许多国家开始了森林生态系 统功能的研

7、究。美国和前苏联起步比较早，中国大概是 50年代特别是近十几年才开始。这种功能研究还包括森 林的价值，国民经济核算中要包括自然资源的价值：制 造氧气，吸收二氧化碳，涵养水源。人类要有偿的利用 这些价值，即投入资金去恢复它。许多国家在研究如何 计算森林的价值，诞生了生态经济学，环境经济学。此 外还要对世界环境、生态系统进行评估，我国的徐冠华 部长也是联合国在此方面的执行委员。记者：那么我们怎样认识和理解林业科学与生命科学、环境科学的关系呢?蒋有绪院士 ：建设森林是改善环境的一种重要手段，而且是一种主动的改善环境的手段。可以说投资森林就是投资环境。当然，治理污染也是改善环境的一方面，不过那是被动的

8、方法。应该指出长期以来人们有一个误区，认为环境科学就是消除各种污染。其实环境科学不完全等同于污染治理科学，环境科学应当是更积极的，更主动的，尽量防患于未然。环境科学也在发展变化，比如产生了一门新学科一一环境美学。大家知道森林是非常美的，森林的和谐体现了审美的新观念。用森林去美化环境，就体现了环境科学与森林科学的统一。森林的分布太广了， 从热带到寒带，不同的环境下都有森林。 森林又蕴含着丰富的基因 资源，耐寒的、耐热的、耐旱的、耐湿的，多种植物种。假如我们想得到一种耐寒树种，就 可以从耐寒树种中提取特定基因，导入其它树种，从而得到可以在寒带生活的新树种。当然这要依靠生物工程和分子生物学的技术。这

9、不光限于树木，例如原生稻已经很难找到， 其实原生稻是来源于自然的， 我国东北、海南的森林中还有。 再比如荔枝、芒果等水果的原生种 都是来自于森林的。 森林中有一种裸子植物红豆杉，它的树皮中含有紫杉醇，可以抗癌。现 在由于过度采集、剥皮， 损失已经很大。森林里的树种特别是热带地区的树种，每种树木都 含有丰富的次生物质、 化学成分，而且不同树种含有完全不同的物质。这些次生物质就和人的指纹一样没有相同的。 甚至有一种植物一株植株里既含有有避孕功效的物质，也含有可以保胎和堕胎的化学成分。你看一种植物中含有三种和人类生育相关的物质，多么神奇。可见林学于生命科学的关系非常密切。二、21世纪林学亟待解决的问

10、题记者：21世纪初的林学面临着哪些亟待解决的问题呢?蒋有绪院士：首先是我们对树木、森林的认识太少了。对树木的繁育、发芽、成苗的过程，苗期怎么管理，如何造林还不清楚。过去我们只研究了很有限的树种：杨树，东北的红松等等。我们拥有2000多个树种，多数没有做很深入的研究。比如西部大开发中退耕还林，还什么样的林？现在看来杨树似乎并不合适，因为虫害太严重。其他树种又不大熟悉，不知道发芽育种的条件。林业的应用知识赶不上。这方面提高了才能充分利用我们的丰富树种。另外就是我们的生物多样性、自然保护区的管理落后，水平比较低。建设跟不上是一回事，还有划了一块地作为保护区但是没有机构， 有机构也就是找两三个人。一些

11、保护区虽 然人不少，机构健全，但是效率不高。所以我们要进一步认识保护区建设的规律。保护区也要加强学术水平建设。 国外的自然保护区不仅是保护机构， 同时还是科研基地、 开展科普教 育基地。我们还有很长的路要走。第三木材短缺问题如何解决呢？要发展人工林。人工林也不能还是以前的枝树杨树那些树种了，要有更多种。还要发展多功能的森林，近自然林。过去人们种单一的人工林，后来把它们混交，现在不仅混交，还要变成类似自然状态的近自然林。单一树种人工林很容易造，大家也知道混交林更好。 但是怎么混交才好， 哪种和哪种混交会不会相互促进或是相 互影响，能不能搭配起来。我们不太了解。缓解木材短缺不能光靠进口。现在每年我

12、国进口木材和木材制品100多亿美元，对于经济不算强大的我国是个沉重的包袱。现在我们可以把竹子很好的利用起来，把竹子做成家具、地板、箱子等等，作为木材的代用品。竹子强度很大，不次于木材而且竹子是我国特产，生长快，价格低。以前人们总是不喜欢代用品，塑料代替木材就不受欢迎。因为塑料没有木材贴近自然，和人最亲和，最环保的。把木材和塑料结合起来发展新材料，当然不要像以前结合得不好，成了两张皮。这种新材料是木材与塑料21世纪的重要科结合得非常好，完全成了一体。新材料科学、纳米科学、分子生物学也是 学，势必影响21世纪的森林科学。图1蒋有绪院士在视察图2中国植树节图标图3中国三北防护林工程三、结合个人成长经

13、历谈中小学人才培养记者：听得出，您对林学非常投入。我们现在 很想理解是什么使您走上林学的道路。蒋有绪院士： 我最初是如何对生物学感兴趣的 呢？当时我在上海上中学，那个中学完全用英语讲 课。教生物学的那个老师叫华汝成，在中华书局兼 职。当时（解放前）全国只有两本生物学教材，一 本是清华大学陈桢的生物学，另一本就是他编译 的。他教我生物学，讲得很生动，我就非常想学生 物。50年高中毕业那年，我报的都是生物学专业， 以第一名考上清华大学植物系。为什么要学植物学呢。因为当时引进了一部苏 联电影米丘林给了我很大影响。米丘林是前苏 联的园艺学家，我对他改造果树的性状，以适应新 的生活环境特别感兴趣。电影里

14、提到他经过艰苦努 力把在温带生长的苹果、梨、桃逐步引种到更北的 俄罗斯，说明人是可以改造自然的，人类的力量是 巨大的。我的感触是人可以起到非常大的作用，所 以选了植物专业。不过苏联科学界有些人过于强调图4东北林场后天因素的重要性。认为美国的摩尔根关于先天的遗传因素，即基因决定的理论是胡说八道，反动言 论。这是值得我们科学界借鉴的教训。1950年我进入清华，52年国家院系调整。清华、北大和燕京大学的一部分合并，我于是按北京大学图5森林保护区里的大熊猫毕业。1954年国家开始开发林业资源丰富的大兴安岭的天然林区。苏联派出航空调查队帮助我国做这方面的科研。那时候不像现在有遥感卫星，飞机航空调查是最先

15、进的了，中国还没有。航空调查需要有地面调查配合，要土壤学家、林学家、植物学家帮助查明有什么树种，判读航拍照片。但当时中国没有这样的队伍，现从大学里面抽调，从北大抽搞植物的，从农大抽搞植保的、搞林学的、搞植物学的、搞土壤的。我因为学习比较好被选中，提前毕业，调到林业部。到林业部很锻炼人。苏联专家100来人，我们也是100来人。其中苏联有一个林型组，我们也有个林型组，我就是中国林型组的组长。我就跟着苏联的那个组长学。到大兴安岭自己鉴定植物，也没有自己的参考书。只有一本苏联西伯利亚的植物鉴 定参考书。当时我学的很快，当时的植物拉丁学名很多到现在都还记得。第二年转移到川西、滇北，那里树种更为丰富，我发

16、现苏联专家的调查方法不行了。第三年我自己 带队去天山和阿尔泰山，和方方面面打交道，当时有土匪，要有保卫。在 1956年回来调到中央林业研 究所，随后派到苏联留学。导师苏卡切夫是苏联科 学院院士，植物学家，很有学问，国际上也是权威， 但因为与李森科对立而受排挤。回国后我就在四川高山区建立森林生态定位研究林业站，是新中国最 早的森林定位站之一。记者：蒋先生，有句话：十年树木，百年树人。您现在为祖国培养栋梁之材。我代表中小学教师向您请教。如何培养成才的关键是什么？蒋有绪院士：作为青年学生，应该走进大自然。不光是生物专业的学生，所有有知识的人都应该热 爱大自然。生物工作者走入自然中会得到很多启发 和灵感，只要你用心去观察。另外大自然给人很好 的熏陶。我到野外从不怕艰苦，因为一到山顶上俯 视一望无际的景色，心胸开阔，忘却一切城市里的 种种压抑和烦恼，不会气度狭隘的。沐浴在大自然 的和谐之中，对一个人的人生观很有好处第二不要怕挫折，不要灰心丧气。想搞点成绩不是那么容易的，通向成功的路不会是平坦的，总会有各种曲折。我发现苏联学派不适合