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第12章 森林与沙漠(1)

热带雨林的消失

地球上陆地面积大约是130亿公顷,在人类开始从事农业以前,地球上约有61亿公顷森林。也就是说有将近1/2的陆地被森林所覆盖。但是,在今天,据联合国粮农组织(FAO)的统计,地球上仅存约28亿公顷森林和12亿公顷稀疏林。40多年前,森林占陆地面积1/4,到1978年减至1/5,在20世纪末将达到1/6,如果照目前速度延续下去,到2020年,森林面积将退化至陆地的1/7。美国政府根据各国提供的资料和对人造卫星照片进行分析,自20世纪50年代以来,主要在发展中国家森林的破坏速度为每年1800万~2000万公顷。

这种森林破坏程度表面看来似乎并不太严重。然而问题在于,地球上森林分布十分不均衡,而且减少的程度也有显著的差别,发达国家采伐面积和造林面积几乎平衡,而破坏大部分集中在森林面积较少的发展中国家,这样导致环境恶化更加严重。森林的分布面积,以拉丁美洲最多,占有5.5亿公顷,超过总面积的1/5。其中有最大热带雨林——亚马孙森林。其次,是北美洲,共有4.7亿公顷,主要分布在美国北部,加拿大境内。如果按人均占有森林面积计算,以太平洋岛屿最高,人均为4.1公顷。亚洲人均面积位居榜尾,仅有0.24公顷。而我国更少,人均0.11公顷,因此,植树造林、绿化祖国对我们来说实在是刻不容缓的紧要任务。让我们再来看一下目前森林破坏情况,到20世纪末,美国、加拿大、北欧、澳大利、新西兰等森林面积变化不大,而亚洲、拉丁美洲及发展中国家的将继续减少,其幅度将达40%,这对于森林资源匮乏的亚洲来说无疑是雪上加霜。

森林是保护土壤的关键,是无与伦比的“巨大护堤”。在森林地带,即使雨季的暴雨,透过层层叠翠之后落到地面也就成了细小的水珠。树木的干、叶、根可以储存大量的水分,使之逐渐蒸发。森林一旦遭到破坏,土壤失去保护,便受到暴雨的直接冲击。在倾斜地段,雨水流过地面的流量和速度更大,以惊人的破坏力冲刷着大地。严重时造成灾难性的泥石流,引起毁灭性的破坏,长久下去,滑坡现象也在所难免。

桑帕洛大学在亚马孙地区进行测定的结果表明,热带雨林中降雨的74%被林木所吸收,其余24%则流入森林中的河流。被树木吸收的水分又蒸发变成雨水,参与地球物质循环。由于森林的破坏,影响了水循环,造成雨量骤减,加速气候干燥化的进程。

在亚马孙发源地带的秘鲁,原来年平均2600毫米降雨量,在对热带雨林进行大面积砍伐的地带减为1500毫米,气候干燥化正在逐渐发展。菲律宾现在是世界上有名的灾害大国,30多年前还有森林的时候,几乎没有发生过较大的灾害,随着森林的消失,灾害发生的次数逐年增加。雨水一多就引起洪涝;雨水一少又引起干旱。特别是森林破坏严重的棉兰老岛等地,经常受到洪水和干旱的交替袭击。与此相反,进行海水淡化并大力推广绿化技术的中东地区的迪拜和阿布扎比等部分地区,不仅大气中湿度上升,平均气温下降,而且数百年不遇地出现定期降雨的气候。这一点充分说明了绿化造林的重要性。

森林的破坏给人类带来的问题远不止这些直接的表面影响。首先,必须考虑对气候的影响。森林是地球上最大的碳的储蓄库,森林毁坏之后,直接释放出CO2等温室气体,促使地球平均气温升高,导致气候危机。

热带雨林对于地球的生态环境起着重要的作用,仅亚马孙地区产生的氧气量就占地球氧气收支的1/3。森林对净化大气污染起着决定性的作用,美国环保局用计算机模拟森林植物对气态污染物的吸收能力,每公顷森林及其土壤每年能吸收二氧化硫748吨,氮氧化物0.38吨。森林还能对大气中的油烟、密粒、汞、铅等金属离子放射性物质及灰尘具有阻挡、过滤、吸收的作用。1989年,美国环保局发表了“尽快防止地球变暖”的计划,指出全世界若能营造4亿公顷速生林,一年就可固定60亿吨CO2。澳大利亚实行“新的十年绿化计划”,到1990年末已植树10亿株。日本人确信“不会治山的人也不会治国”,尽管日本的森林覆盖率已达68%,1992年又提出“绿色行星计划”。1992年联合国环发大会通过“关于森林问题的原则申明”指出:森林是各部门经济发展和维护所有生物必不可少的,是全球环境保护至关重要的。今天,一个国家的森林覆盖率和绿化面积的多少已成为该国环境质量好坏的标志和文明程度的标志。

绿化地球新技术

一、森林资源长期保存技术

从长远观点出发,必须保存好每种植物的种质资源,因为物种资源一旦消失,是几乎不可能再创造出来。而据最新资料表明,世球上目前每24小时有150种~200种生物物种消失,另外有12%的哺乳动物,11%的鸟类濒临灭绝。保存种质资源,可采用就地保存、迁地保存和设施保存三种方法。

就地保存是利用当地的自然生态环境保存种质资源。建立自然生态系统保护区,是保存植物资源的最好途径。在比较发达的国家,自然保护区一般都占国土面积5%~10%。美国、日本、前联邦德国均在10%以上。奥地利达到20%。日本也在1989年健全了由林木遗传资源保存林、森林生态系保护地域、乡土植物保存林等组成的保护林体系,到1992年,以主要树种和珍稀种为保存对象的遗传资源保存林已有392处。我国遗传资源的就地保存近年来发展较快,正在努力建设各类资源保护区,其中森林类型的自然保护区有287处,但仅占国土的1.7%,与发达国家相比差距很大。

迁地保存就是把植物迁入、保存在其自然环境以外、适宜它生长的环境,以利于对它进行综合性研究所栽培管理。全世界20%的植物种子在贮藏过程中不能保持其生活力,如橡胶、芒果、椰子、可可等,需迁地保存在种子园中,这些种子园也就是田间基因库。前联邦德国曾针对空气污染对森林的严重影响,为保护林木基因源和遗传多样性,将种子园迁移到气候条件相近的阿根廷无污染区,移植了银枞和欧洲山毛榉。

设施保存是建立冷藏库、超低温设备、组织培养室等,将带有遗传基因的繁殖器官、组织、细胞长期保存在其中,包括种子、茎尖、茎节间、花药、花粉、胚珠、原生质体等。1986年联合国粮农组织和国际植物遗传资源理事会派出考察组到56个国家搜集样品,在哥伦比亚建立了世界上第一个离体基因库。国际遗传资源委员会专门设立了离体贮藏咨询委员会,并建成离体保存数据库,现在离体保存研究的植物已超过330个属648个种。美国国立种子贮藏研究所保存的品种和品系达17万份以上。日本本土植物资源稀少,但十分重视植物资源的收集、整理、保存、评价和利用,1988年在筑波建立了一座基因库,至今收集、贮存了约15万份植物,其中包括2万多份林木。韩国开展设施保存,开发-196℃的超低温贮藏技术,保存约34属、140种种子。我国云南省有丰富而珍贵的植物资源,西双版纳列入国家重点保护植物就有51种,中国科学院西双版纳热带植物园已采用濒危、渐危种质的离体保存技术,在低温设施中有的植物保存9年仍保持再生能力。杭州的浙江省中药研究所于1993年建成我国第一座中国药用植物物资资源库,库体内按种子贮存周期长短与种子寿命特征,分别设短期库、中期库、长期库,目前贮存的中药种子200种约5万份。

二、无性繁殖技术

植物无性繁殖不仅可保持树木原有的优良性状,还可使繁殖系数大大提高。传统的繁殖技术有扦插、嫁接和压条等方式。

许多国家利用扦插繁殖建立大面积的无性系人工林。全光照喷雾扦插育苗,利用计算机控制光、湿、温、灌溉等全自动技术,使快速育苗有了很大发展。新西兰的辐射松扦插造林已进入工厂化阶段。巴西利用桉树扦插苗建立人工林已从一个纸浆进口国变成纸浆出口国。我国杨树、桉树、河北杨等也已进入工厂化育苗生产。中国林业科学院研制的ABT生根粉,对千余种植物扦插试验有效,尤其是一些难扦插的珍贵树种如红松等,不但能提高生根率,而且可缩短生根时间1/3左右。

微体繁殖技术是用组织培养进行无性繁殖的方法。利用器官、组织和细胞培养,快速大量生产试管苗,然后移入温室和苗圃栽培。现已有200个树种通过微体繁殖获器官分化和完整植株,有的已进入商品化阶段,年生产能力在100万株以上的组织培养工厂越来越多。新西兰建立了辐射松微体繁殖中心,并解决了冷藏技术,冷藏5年的芽丛仍具旺盛生命力。日本已建成白桦、栎类的微体繁殖技术,成功进行泡桐、日本落叶松的茎尖培养和冷杉的胚培养。1988年日本的民间企业和美国植物生物技术公司在新加坡成立“国际植物技术公司”,目的是大规模运用微体繁殖技术和重组DNA技术等育种手段,生产和培育咖啡等热带果木。我国在组织培养方面进展也较快,自1986年开始已有十几条试管苗生产线进入工厂化生产,香蕉、苹果、葡萄、柑橘、草莓等,总计超过1000万株,草莓等经脱毒培养,产量增加30%以上。

人造种子也是无性繁殖的主要方法之一。德国用山毛榉、欧洲七叶树、栎类的老树体细胞分化成胚状体,制成人造种子,解决老树难繁殖的问题,在国际上处领先地位。美国在木本植物人造种子方面,已研制出花旗松等并用于生产。这些人造种子可以长期保存,一年四季都能用于自动化工厂培育幼苗,尤其对制种困难或天然种子发芽率低的良种可得到快速繁殖,在拯救和保护珍、稀、濒危植物方面有广阔的应用前景。这一技术将预示对传统种子种植的挑战,已成为许多国家研制、开发的重点。

三、基因工程

自1983年第一株转基因的烟草问世以来,基因工程研究迅速发展,已获得40多种基因转化植物,分别获有抗病、抗虫和抗除草剂等功能。在林木中有刺槐、胡桃、杨树、白云杉等20多种获转基因表达。1989年,美国成功地将根瘤农杆菌外源基因转入花旗松细胞中;1990年,日本在杨树抗冠瘿基因工程育种成效显著,获得转基因植物。我国基因工程研究已接近世界水平,早在1991年成功地将农杆菌基因转入毛白杨中,获得完整植株。

全世界的防治虫害每年得耗费30亿美元,化学农药污染环境严重,对人畜有害,日益受到限制使用。20世纪70年代提倡应用生物防治,它安全、无毒,但成本高,寿命短,难以广泛使用。基因工程的崛起,使人类按需要设计抗虫、抗病、具有高光效、能在不良环境中生长并保持优良性状的树木成为可能,抗性转基因植物在净化大气污染方面更能体现植物的特殊功能,前景十分广阔。

造林栽培新技术的应用

1988年,日本针对沙漠保水、保肥极差的现状,制成纸膜高分子保水材料,和含营养剂的黏土与苗木同时埋入水中,能促使某些灌木顺利生长。在马来西亚、印度尼西亚等热带雨林再生造林中,日本研究出用真菌育苗的技术,树根附有真菌能集中土壤养分,加速苗木生长。英国已由工业发酵培养外生菌根真菌,在土壤贫瘠、针叶树幼苗生长有困难的地区应用。

世界环发大会后,中国已于1994年制定了《21世纪议程》,紧接着《中国21世纪议程林业行动计划》已于1995年3月通过。这个行动计划确立中国林业发展的框架目标是:到2000年,为建立比较完备的林业生态体系和比较发达的林业产业体系奠定基础,到21世纪中叶,建立起比较完备的林业生态体系和比较发达的产业体系。具体目标是:

直到2000年,全国净增有林地998万公顷,森林覆盖率由目前的13.6%增至15%~16%;活立木蓄积量126.60亿立方米;荒漠化土地治理面积343万公顷;水土流失生物治理面积2137万公顷;林网化农田面积4399万公顷;森林和野生植物类型自然保护区面积6009万公顷。

预计到2010年,全国净增有林地2989万公顷;森林覆盖率达到17%左右;活立木蓄积量为139.6亿立方米;荒漠化土地治理面积1143万公顷;水土流失生物治理面积3702万公顷;林网化农田面积5906万公顷;森林和野生植物类型自然保护区面积7068万公顷;建成森林公园1900万公顷。该议程具有综合性、系统性、指导性和可操作性,它将促使我国传统林业向现代化林业的转变,并与国际接轨。

沙漠在扩展

沙漠,对我们大多数朋友们来说,是那样的陌生而又那样的熟悉。三毛的《撒哈拉的故事》是那样令人心驰神往,沙漠里的故事是那样新鲜,那样浪漫。“大漠孤烟直,长河落日圆”,诗人的那番情趣,令人如痴如醉。

实际中沙漠给人带来的不仅是那一份浪漫,而是灾难。早在1977年内罗毕召开的联合国沙漠会议上,给沙漠作了一个科学的定义。沙漠是指“由于没有充分的降雨或土壤的干燥,而导致植物稀少或完全丧失植被的地域”,沙漠化是指“沙漠环境自身增殖或持续扩大”的状态。

土地荒废的最终形态是沙漠化。其实沙漠化也不是一种新的现象。中国昔日繁荣的被称为丝绸之路的西域,而如今却只是任那沙漠化在肆意蔓延。在非洲也有“绿色撒哈拉”的说法,相传撒哈拉也曾有过被绿色森林覆盖的时代,大约从4500年前开始出现干燥化,此后,沙漠的面积逐渐扩大,这一事实也已被地质学家所证实。

但是,自然的沙漠化现象是以一种数百年到一千年为单位的漫长的地表变化。而现在发生的这种全球规模的、人为的沙漠化则是10年为单位、看得见的土地荒废。我国敦煌一带,第二次世界大战后还是一片红柳茂盛的地带,曾经被称为“红柳园”。而在过去的几十年里,这些树木被连根挖去,方圆三四十千米再也找不到红柳的踪影。与此同时,农田和村落也在逐渐被沙漠所吞没。森林被毁或砍伐,变成热深草原,再经受过度的农耕和放牧,土壤干燥化进一步加剧,仅存的植物在人类和牲畜的破坏下荡存殆尽,逐渐演化成沙漠。

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