中国太需要“接地气”的研究:从35万株被台风吹倒的树说起

2016-09-20 杨军 知识分子 知识分子

杨军


撰文 | 杨军(清华大学地球系统科学中心副教授)

责编 | 邓志英


  


第14号台风“莫兰蒂”是今年以来全球最强台风,也是1949年以来登陆闽南最强台风。9月15日3时05分,超强台风“莫兰蒂”登陆厦门市翔安区沿海,登陆时强度为强台风级(15级),最大阵风17级。加上风雨潮齐聚,这场破坏力惊人的台风,让厦门损失了35万株树。


看到这个数字,我满心苦涩。35万株大树,即使以保守的清理、替换代价——每株一千元计算,那也要3.5亿人民币!相信以厦门的经济实力是能够承受,早晚能够恢复城市的绿色。但是,如果再来一场台风呢?或者说对于东部沿海的其它城市,也承受同样的一次打击,会产生怎么样的损失?而这些损失的部分甚至是大部分本是可以避免的。我正好在台风前一天离开厦门——亲身体会了这个城市惊人的美丽,但又在新闻里看到了台风过后满目疮痍的景象,有心无力,这是我作为一名城市生态研究人员感到满心苦涩的原因。


要避免台风和暴雨对城市树木的毁灭性打击其实不难,只要做到以下简单的三点:



1
选择好树种



美国林务局研究了150种常用城市树种的抗风性,发现棕榈类植物非常抗风(图1),其他抗风种类包括紫薇、冬青、池杉、广叶玉兰和橡树类。而不抗风的有马褂木、梨树、榆树、松树、南洋杉、垂叶榕等。但恰恰是不抗风的垂叶榕占厦门行道树比例的第一位,13.2%。


图1:棕榈类植物在厦门有良好的抗台风表现。来源:XL



2
改变种植方式



网上发布的厦门大量树木倒伏照片,暴露出了在城市树木种植中的种种陋习,包括移植大树进城,搞城市绿化的大跃进;种植上不遵循科学规律,不提供树木生长所需的必要环境等。


下面的大树极可能是当年移植的一棵老树(图2)。南方的城市绿化中曾经很流行将农村或周边山中的大树古树移植到城市中,这些大树往往价值数万到数十万元。这是一种杀鸡取卵的做法。俗语云:树挪死、人挪活。大树或老树在长期的生长中适应了周围的环境,这是它们能够存活至今的原因。而一旦挪到城市中、完全改变了它的生长环境,大树是很难适应的,这会极大地缩短它们的寿命。今天的城市中,很多这样的大树实际上都处于奄奄一息的状态。它们如果在野外还有上百甚至上千年的寿命,一旦移到城市中能存留数十年已经算不错了。而另外一个副作用就是地上和地下部分无法形成良好的对称生长,大头小根,头重脚轻,遇到强风自然会倒伏。



图2 倒伏的大树,根据建筑物的崭新程度和周边的环境判断,这株大树极可能是移植的老树。来源:中新网

 

而雪上加霜的是普遍的不规范的种植方式。种植穴小,周边土壤高度板结,树木的根系被禁锢在一个很小的空间里,不能起到应有的固定作用。树木的根系大部分分布在土层0.5 m范围内,如果无法向周边延伸,被局限在一个很小的空间里,最后会形成一个浅而小的根盘,固定作用弱(图3)


正确的做法是为树木提供充足的地上、地下生长空间。地上空间的的标准一般根据成年树的冠幅大小确定,以两棵树冠幅不大量重叠为佳。地下的生长空间一般是大树10×10米,小树也要有3×3米的范围(图4)


此外在台风高发区种植树木可尽量提倡群植,形成树木的小群落,避免孤植树,群植的树木抗台风能力更强。



图3. 注意这株倒伏的树木的根盘大小,树木的根系往往能延展到树冠滴水线之外,但这里的根系和种植穴大小近似,显示出其受到的抑制。来源:台海网


图4  国内的种植穴往往是上下大小一致的一个方形或圆形坑(图片:海都网)。国外的种植穴除了开口的大小外,在铺装地砖或水泥的路面下还有透气和渗水的结构并向周边延伸,满足树木根系的生长需求(www.hort.cornell.edu/uhi/outreach/recurbtree/)



3
改变管理方式



国内的城市树木种植往往是重栽植轻养护,整体的养护水平极低,缺乏最基本的树木生物学的知识。下面这棵被大风刮断的树就是由于养护不当,形成了并生枝和挤压木,两个大枝的结合部非常脆弱,一遇大风就容易劈裂、折断(图5)



图5 注意树干空隙之间的挤压木,这类木材的抗劈裂和断裂性差。来源:国家应急广播网

    

对树木生物学特性的了解的缺乏不仅仅局限于城市园林管理部门,一些园林科研人员也相当缺乏这方面的知识。下图是今年夏天清华大学校园管理部门对几十株加杨做了截头后的效果(图6)。该举动引起了广大师生的关注,纷纷向学校投诉。



图6 清华学堂路上加杨截头后的效果


校园管理部门在校园网上公开进行了答复,其中提到截头的主要原因是树锯短之后能够减少刮风树木断裂或倒伏的危险,并称该项措施是在广泛征询园林专家意见之后做出的。相关专家可能并不知道树木本身有天然的减少风的冲击力的机制,通过枝叶的振荡和树干的摇摆能够很好地缓冲风力。而截头和去除枝叶恰恰将树木本身的抗风机制给破坏了。如果树高就容易倒伏的话,加州海岸边的巨杉也就活不了上千年了。而管理部门另外一个理由是树木截头之后能在3-4年内长出新的树冠。但是他们和相关专家并不知道,由萌生枝形成的新树冠是非常脆弱的,树枝和树干的结合部牢固程度远低于天然生长的枝条和树干的结合牢固度,一旦遇到大风、大雨或是大雪天气,极易从结合部折断。而截头造成的伤口是病原物进入健康树体的重要渠道,极易形成树木的干腐或根腐,降低树干的强度和根部的固着力,导致树干在大风情况下易折断或倒伏(图7)。讽刺的是,管理部门费钱、费力又挨骂,最后得到了他们极力想要避免的结果。


正确的管理措施是制定定期的检查和维护制度,及时伐除病死枯枝、并移除濒死或具有安全隐患的树木。树木的强度可以通过针式阻力仪进行测定,而树木的抗风倒程度可以用拉力计进行检测。观察树木干部和根部的真菌子实体或枝叶的生长状况也能很好地提供树木健康状况信息。



图7 截头除了破坏树木的力学结构外,还是病原物进入树体的重要渠道。

来源:http://hort.ifas.ufl.edu/woody/topping.shtml


读到这里,大家会发现城市绿化远远不是挖坑种树那么简单,而是一个需要生物学、树木学、土壤学、生态学、力学、城市规划等多个学科知识体系支撑的一项工作。如果中国的城市绿化只停留在低水平上进行,将很难从“建了毁、毁了再建,再建再毁”的恶性循环中脱身,会造成极大的人力、物力和经济损失,妨碍我们实现“城市里能看到青山绿水”的宏伟目标。


但一个残酷的事实是:我们在城市生态和城市林业基础研究上投入严重不足,相关研究严重滞后。我在上面谈到的相关科学认识全部来自于欧美。原因很简单,这方面的研究发不了SCI,更不用提Nature, Science, 和PNAS等高影响刊物,也不能像载人航天一样能在国际上让国人扬眉吐气,所以在国内很少能够得到支持。从事相关研究的人员要么转向细胞分子,要么分析气候变化、全球变化的影响,尽量向高大上的方向靠拢,结果是SCI文章发了许多,但城市生态建设实践中的问题却是越来越多(可参考我早期的一篇英文访谈file:///Users/dengjuliet/Downloads/Yang_2012_08.pdf)


不去做这些“接地气”的研究,损失的是老百姓交到政府手里的血汗钱,损失的是良好宜居的城市环境,这远远不是几篇SCI所能够抵消掉的。作为一位普通的科研人员,我只能在这里呼吁科研管理部门能够考虑给予这些研究多一点支持,在考核上多一点灵活性,更加看重实际贡献而降低SCI的比重。


意犹未尽,但得回去写SCI了。


原文首发于作者杨军的科学网博客,《知识分子》获授权刊载自微信公号《城市生物多样性和生态系统服务》。


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更新 9月22日 0:31