【一線講述】
編者按
《中共中央 國務院關于全面推進美麗中國建設的意見》就“健全美麗中國建設保障體系”明确提出“加強科技支撐”任務要求。守護綠水青山、建設美麗中國,離不開堅實的科技支撐。
本期邀請五位林草科技工作者講述他們守綠、護綠、增綠的實踐探索,在動人故事裡探尋青山常綠的科技密碼。
竹林為課堂,廣袤鄉間富村民
講述人:南京林業大學竹類研究所教授 林樹燕
在大陸南方很多山區,都分布着郁郁蔥蔥的竹林。剛參加工作那會兒,我前往很多竹産區調研,結果不盡如人意:竹子的産量不高,農民也不知道怎麼科學種竹。于是,我着手開展竹子生長發育機制、良種選育方面的研究。
我還記得,為了明确竹子人工授粉後花粉萌發的精準時間點,僅設定間隔10分鐘的實驗就達上百次。最終,通過長期的實驗,我在同行中率先系統揭示了十餘種竹子的花芽分化、花器官形成、雙受精等關鍵發育過程,修訂了竹類植物花序類型,填補了竹類植物生殖生物學的空白。這一成果為進一步研究竹子成花機制、花後敗育機制及新品種創制等生物學前沿方向打下了堅實基礎。
2016年4月,我與所裡兩位前輩丁雨龍教授、王福升教授來到群山環繞的黔北桐梓縣。那裡的方竹種質資源良莠不齊,竹苗繁育技術落後,竹産量低。我們手把手教竹農如何造林、留筍,如何提高産量。8年來,我們以竹林為課堂,讓桐梓百姓掌握了快速滿園技術,使新造林産筍周期由8年縮短至4年,教育訓練竹農學會生态優培技術,使竹林畝産由150斤提高到800斤。
去年4月,我又來到桐梓縣高山村。方竹種植大戶金孝方拉着我說:“這幾年你們教我怎麼育苗、怎麼留筍、怎麼砍竹子,現在竹子産量更高了,今年我一口氣承包了400畝林地。”
新竹高于舊竹枝,全憑老幹為扶持。南京林業大學竹類研究所一直有老中青薪火相傳的情懷。多年來,我積極團結青年教師、高層次人才、海外留學歸國教師,目前組建了一支平均年齡35歲的中青年科研團隊“竹類植物發育與種質創新團隊”。在日常科研工作中,我為年輕人厘清科研方向、謀劃科研項目,還帶領年輕教師走進雲南、貴州山區深入調研,從生産一線尋找課題,在廣袤鄉間富村民。
接下來,我和團隊将繼續踐行“将論文寫在大地上”,加快推進竹業科技創新水準,繼續在青山綠水間寫就科技富農大文章。
當好沙漠“醫生”,科學治沙顯身手
講述人:甘肅省林業科學研究院研究員 馬全林
我出生在隴中黃土高原的偏僻鄉村,嚴重的水土流失在我幼小的心裡留下了深深烙印。聯考填報志願時,我毫不猶豫地選擇了林業院校,到西北林學院水土保持系開始了沙漠治理專業的學習。
沙漠治理是一個冷門專業,畢業後絕大多數同學都沒有從事這項工作。可随着對沙漠認識的加深,我徹底愛上了治沙。博士畢業後,我選擇留在位于甘肅武威的甘肅省治沙研究所工作,把青春奉獻給沙漠治理與林草科研,被大家稱為“沙漠醫生”。
1997年,我參加了國家二級重點保護野生植物綿刺的資源調查及其繁殖、适應性研究,深入甘肅的荒漠戈壁調查。野外調查很艱苦,餓了以大餅充饑,晚上和農牧民住在一起。經過3年不懈努力,我們了解了綿刺在甘肅的分布範圍,新發現2處新分布區,掌握了其生态适應機制、生存現狀及劈根、萌蘖、種子三種繁殖方式,解決了人工繁育技術難題。
沙塵越肆虐,我們就越要沖到觀測一線,在風沙中堅持采集資料。基于實地觀測資料,我們在林地水分平衡基礎上提出近自然、功能性修複理念,解決了退化梭梭林修複技術難題,建立了幹旱區綠洲邊緣防風固沙體系修複的滴灌模式和免灌模式,為甘肅打赢打好“三北”工程攻堅戰提供了科技支撐。
成績的取得離不開團隊的支援。2017至2021年,我帶領研究團隊深入沙漠腹地開展實地調查。高強紫外線讓皮膚一次次掉皮,但隊員們都沒有怨言。4年來,我們行程超2萬公裡,跑遍了騰格裡沙漠、巴丹吉林沙漠,多次深入兩大沙漠合攏帶考察,捧出了一系列沉甸甸的研究成果。
針對沙漠經濟植物沙米野生資源破壞大、人工栽培困難的技術難題,我們研究團隊組織建立攻關組,安排年輕科技人員主持相關項目,掌握了沙米的生态适應機制,選育了2個沙米新品種,開發出7個系列産品,推動了對沙米野生資源的保護,培育了新的沙區特色産業,為群衆增收緻富找到新的出路。
不斷創新,研發新型功能性木材
講述人:東北林業大學材料科學與工程學院教授 王成毓
博士畢業後,我來到東北林業大學材料學院,在林業工程學科開始了我的仿生木材高值化研究之路。剛工作的時候,我一心想着把博士期間掌握的仿生礦化改性技術應用到木材功能化改良研究中。但在實際工作中發現,微觀納米材料的合成與宏觀實體木材的結合并沒有想象中那麼簡單。
于是,我暫停了全部的實驗工作,用半年時間深入學習木材方面的專業理論知識,而後才開始重新帶領學生繼續研究,用了3年時間終于突破仿生超疏水木材的技術難題,解決了木材遇水腐爛變形的問題。
超疏水木材表面的穩定性和耐久性問題一直是阻礙這項技術真正走向實際應用的最大挑戰。從2019年開始,我與課題組學生在不添加溶劑或稀釋劑的情況下,使用球磨機将原料充分攪拌雜化共混,通過刮塗法于木材表面制備了疏水性和機械性能優異的複合塗層,為材料的産業化應用提供了技術方案及理論支援。在此基礎上,我們又取得一系列提高其機械性和化學耐久性的研究進展。為測試産品的實際應用效果,我利用假期和學生帶着樣品,深入貴州大山最容易産生低溫凝凍的地方,克服重重困難,得到了材料的真實測試資料。
踐行綠色低碳理念是新時代林業科研工作者的責任和使命。一般來說,超疏水木材表面噴塗的塗料中,溶劑含量較大。經常使用的丙酮、甲苯等有機溶劑,會對人體和環境會造成不可逆的損害。從2020年開始,我們在對木材功能化改良的研究中,嘗試用水這種環保型溶劑進行替代,為大規模綠色低成本工業生産提供了思路和解決辦法。
一路走來,我們經常從大自然中擷取靈感。目前我們正積極探尋農林廢棄物綜合利用新途徑,緻力于研發出新型功能性木材,以此推動節能減排和科技進步。
情系草原,守好生态安全屏障
講述人:中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員 闫瑞瑞
生在内蒙古的我,無論是求學還是工作,幾乎從未離開過草原。工作以來,從開展草原植被樣方調查,到植物識别,再到開展草原管理和利用的科研探索,我逐漸感受到草原野外工作的樂趣。
長年紮根基層,讓我有機會深入了解草原生态保護和合理利用對當地畜牧業發展和牧民增收的重要性。
草原既有生态功能,也有生産功能。過去一段時間,超載過牧現象突出,很多草原出現不同程度退化。目前,草原面臨的最大問題是生産和生态如何進一步平衡。我們要思考的是,在牧民放牧活動中,如何既獲得草原生産效益,又保持生态功能的最佳狀态。
從2008年開始,我和辛曉平老師建立了草地肉牛放牧控制試驗平台,獲得豐富的第一手資料,進行草甸草原放牧生态系統的理論探索、方法創新和技術攻關,闡釋了草—土—畜放牧系統動态過程,确定呼倫貝爾草甸草原适宜載畜量,提出以草定畜、以畜定草、草畜平衡,發展出一套夏季放牧控制技術和冬季舍飼育肥技術體系及配套模式。
由于長期高強度利用,呼倫貝爾草原植被覆寫度和生産力降低,土壤闆結貧瘠,生态系統功能下降,影響了草原牧民增收和地方經濟發展。2013年以來,圍繞天然草原植被和土壤退化,我們開展改良與生态修複,提出草甸草原天然打草場改良培育與利用技術,形成打草場改良培育和合理利用技術模式并推廣實施,草原植被、土壤特征得到明顯改善。
我們還逐漸開發了一套草場改良綜合技術,包括草地土壤疏松、适當施肥等。該技術從2016年起開始推廣應用,為呼倫貝爾草原實作美麗與發展雙赢、生态與生産協調探索出了新途徑,還解決了當地牧民冬季飼草缺乏的難題,促進了草原生态恢複、推動鄉村振興和牧區現代化。
情系草原、紮根草原,我會用心用情守護好這片綠色。
虛實融合,用人工智能護綠增綠
講述人:中國林業科學研究院資源資訊研究所研究員 張懷清
從參與導師的課題攻關開始,我就深深愛上了林草科技研究。當時,林草人工智能與可視化領域研究在大陸基本處于空白狀态,可我卻對這個前沿學科産生了興趣。
萬事開頭難。我們從最底層的樹木三維模組化方法出發,建立了林木形态結構與生長耦合算法,突破了“一樹千面”樹木多态性三維模組化的技術難點,實作不同環境條件下的樹木差異性動态參數化模組化,為逐漸研建大陸主要樹木三維模型提供了技術支撐。
我們還系統建立了樹木、林分、景觀與森林經營可視化模拟方法體系,首次研發了沉浸式林草虛拟現實與可視化模拟平台,改變了這一領域長期依賴國外技術系統的現狀;建立了林草數字孿生技術體系,研發了林草數字孿生智能模拟平台,解決了林草監管中資訊協同與智能決策的難題。
為了推進人工智能與可視化等新技術在林草行業中的落地應用,我們通過共建人工智能與可視化聯合實驗室,結合國家公園建設需求,開發了海南熱帶雨林、大熊貓國家公園等數字孿生系統,可以使人身臨其境地走入長臂猿和大熊貓栖息地,近距離了解旗艦物種的生活習性和行為規律,實作旗艦物種、環境與人為活動的智能互動。
目前,可視化領域的創新發展還需要更多人關注,特别是要讓中國小生從小就能在林業大自然虛實融合的奇妙體驗中激發興趣和潛能,埋下創新的種子。
我們團隊将矢志科研攻關,通過人工智能與可視化技術培育,讓“素晖射流濑,翠色綿森林”的美景永駐。
内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗烏蘭布和沙漠生态治理成效顯著。新華社發
甯夏青銅峽市一個菌草示範基地内,從業人員在檢視菌草生長情況。新華社發
小朋友在浙江湖州的竹林裡挖竹筍。新華社發
牧民在甘肅瑪曲縣黃河沿岸一處沙化草原治理點進行草籽補種工作。新華社發
河北豐甯滿族自治縣壩上草原秋景。新華社發
(項目團隊:光明日報記者 陳海波、張勝、姚亞奇)
《光明日報》(2024年10月21日 07版)
來源: 光明網-《光明日報》