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5万古树繁育毛白杨雄株将上岗

  现在正值第二次飞絮高发期,时间为4下旬至5月上旬,区域为城区和平原区,主要飞絮树种为欧美杨、青杨、垂柳及旱柳;接下来还将迎来第三次高发期,时间为5月中旬,主要区域为山区,主要飞絮树种为部分欧美杨,对城区内没有明显影响。整个飞絮季预计将于6月结束。而已经过去的第一次高发期主要影响五环内城区,主要飞絮树种为毛白杨。

  在日常生活中,飞絮确实对日常生活产生了一些影响,它会使得空气质量下降,还容易携带过敏原。飞絮也极其易燃,影响范围大,10平方米的飞絮遇到明火能在2秒内烧完,带来极大的火灾隐患。在网络上和现实中也时常能看到或听到这样的评论:“杨柳树应该铲除,每年春夏之交,到处飘的都是这些树的毛!家里,街上。一层又一层。衣服上,身上,都是。眼睛都睁不开。呼吸肺里都疼。怎么不该铲除?”“全面铲除杨柳树,支持的转起来!”

  然而,治理杨柳絮绝不是一砍了之这么简单,除了飞絮的问题,还要看到杨柳树在绿化中的功不可没。如何做到扬长避短,有絮不成灾才是人们应该关注的方向。

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  漫天飞絮缘何起

  如今的人们仿佛只关注杨柳树会飘絮,但是不知道你是否知道,杨树和柳树可是北京市政绿化的主力军与急先锋。

  中华人民共和国成立前,北京林业基础相当薄弱,所剩人工林不足300公顷,残存次生林2万多公顷,森林覆盖率仅为1.3%。在那时,北京仅有公共绿地766.67公顷,种植各种树木不足8万株。

  在这种情况下,我国北方城市,尤其是北京,曾饱受沙尘暴的侵袭,每年春天最让人畏惧的就是漫天黄沙,遮天蔽日。北京观象台沙尘资料统计显示:20世纪50年代北京地区沙尘最严重,春季沙尘日数平均高达26天。

  新华社电讯《风沙紧逼北京城》描写了大风里尘土飞扬的场景:“一旦尘暴袭来,首都上空更是一片灰黄,白昼如同黄昏。”北京周围有五大风沙区,从不同方向往城里“灌沙”。1977年,联合国环境规划署在肯尼亚首都内罗毕宣布:北京是“世界沙漠化边缘城市”。

  于是,在20世纪六七十年代,城市绿化顺势起步,全国上下掀起了植树运动。如今飘絮的主力军,便大多是在那个时期种下的,之所以将杨柳树作为绿化的主要树种,主要有两个方面:一方面是品种优势。“杨柳榆槐椿”作为重要的乡土树种,其中杨树实用性最好,在北京地区的栽植历史悠久,同时也是城乡绿化的骨干树种和基调树种,适应性强、生长快、综合成本低。另一方面要结合时代背景,20世纪六七十年代,受经济条件、生产条件限制,首都的城镇造林绿化只能是有什么苗木种什么、什么易成活种什么、什么生长快种什么,因此杨、柳树成了当时绿化的主力树种,在城乡地区得以规模化种植。甚至直到今天,杨柳树都是最经济且能最快成荫的行道树。一棵绿化用的一年生小杨树苗只要五六块钱,胸径五六厘米的杨树,一棵只要二三十块钱。而且不像其他树种要精心照顾,杨树完全可以裸根栽种。截至目前,杨、柳树的蓄积量占全市森林总蓄积量40%左右,栽植量巨大。

  前面我们也提到过,杨柳树雄株是不飘絮的,所以有人提出,当时为什么不只种雄株呢?这主要是因为,首先,杨柳树雌株生长更快、苗木质量更好,整体表现雌株优于雄株,所以历史上苗圃育苗多以雌株为主。其次,杨柳树只有在开花的时候,才能通过目测分辨出雌雄,其他生长季很难分辨。因此,在绿化时更多的雌株被使用,并且根据调查统计,全市栽植的杨柳树中雌株比例曾高达80%以上,经过多年改造替换,占比仍在70%以上,约560万株(主要分布在城区和部分平原地区)。而近几年,当时栽植的杨柳雌株进入了壮年,开始大量结实产生飞絮。

  除了树本身的原因,飞絮成灾还有北京独特气候条件的原因。北京春季降水少,气候干燥,多大风天气,气候特点非常有利于杨柳飞絮飘飞。如果在飞絮高发期无明显降水或持续性降水,飞絮的飘飞、二次飘飞会非常严重,将持续影响整个北京城。

  城市化程度高也是原因之一。植被、土壤、水体等对杨柳飞絮具有较好的滞留能力,但北京作为首都,城市化程度较高,大量的硬化路面、地面为飞絮创造了良好的飘飞条件,飞絮落到硬化地面后会再次、多次飘飞,加剧了飞絮影响。

  而除了乡土,便宜,易成活的优点,杨柳树还有诸多优秀潜质使得人们对它“爱不释手”。

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  如此好树不可弃

  杨树树形高大挺拔,最高能达到30米,对于营造首都恢宏大气的城市景观起到了很好的作用,如果没有杨树,北京的绿量天际线将下降10米;而柳树是北京发芽最早、落叶最晚、绿期最长的乔木树种,如果没有柳树,北京的绿色会少一个月。

  虽然在人们日常生活中认为杨树就是杨树,柳树就是柳树,但其实自古以来杨柳常被一起提到,很难分家,即使是现代的植物分类学中,也将杨树和柳树放在了同一个杨柳科里,足以说明它们之间有着一定的亲缘关系,所以它们也拥有很多共同的特征,比如雌雄异株,柔荑花序,并且都会飞絮。杨柳树的具体树种极多,最著名的就有垂柳,旱柳,胡杨,加杨等等。北京最常见的杨柳树,则是毛白杨。曾几何时,北京大街小巷的毛白杨还是茅盾《白杨礼赞》里歌颂的形象:“这些虽在北方风雪的压迫下,却保持着倔强挺立的一种树,哪怕只有碗来粗细吧,它却努力向上发展,高到丈许,二丈,参天耸立,不折不挠,对抗着西北风。”毛白杨也有着它的历史文化内涵。

  除此之外,毛白杨树干通直挺拔、冠型优美、叶大荫浓、抗病抗虫,可迅速形成遮阳、滞尘、降噪及生态防护作用,在防风固沙中的作用也不可忽视,常见于防护林建设。有研究表明,一株胸径20厘米的杨树,一年可以吸收二氧化碳172公斤,释放氧气125公斤,滞尘16公斤。是北方生态环境改善的大功臣。并且毛白杨还有生命力强、养护成本低、遮荫面积大等诸多优点

  毛白杨不只适合生长于北京,其自然分布十分广泛,北至辽宁,南至浙江,其优秀的适应能力和抗逆性使其在北方大部分地区都生长良好,并且较耐干旱和盐碱。除此之外毛白杨材质也十分优秀,是十分优秀的用材树种,十年即可成才。中国工程院院士、北京林业大学博士生导师朱之悌教授率领的科研团队培育的三倍体毛白杨新品种甚至可以做到1年成树,3年成林,5年成材。

  若要讨论北京每年最早见到的绿色,就一定会提到柳树。在古人眼里,柳是春天的象征,柳叶绿了,便是春来了。唐代杨巨源的《城东早春》就写到柳给人们带来春的消息:“诗家清景在新春,绿柳才黄半未匀。若待上林花似锦,出门俱是看花人。”诗人喜爱的景色在于那早春,百花尚未绽开,唯柳枝新叶,冲寒而出,最富有生机。而柳絮飘了,则是春去了。白居易的一篇诗,便是以《柳絮》为名,“三月尽是头白日,与春老别更依依。凭莺为向杨花道,绊惹春风莫放归。”希望黄莺传话,让杨柳花牵缠住春天的脚步,不要让它归去。和杨树一样,柳树对于生态环境改善也是功不可没,一株胸径20厘米的柳树,一年可以吸收二氧化碳281公斤,释放氧气204公斤,滞尘36公斤。

  柳树适应力同样非常强大,以中国黄河流域为栽培中心,东北、东北平原、黄土高原等均有栽培。柳树作为我国被记述的人工栽培最早、分布范围最广的植物之一,史前甲骨文已出现“柳”字。中国植柳已有四千多年的历史,可以追溯到古蜀鱼凫王封树定界。柳树还是较为少见的喜水湿的树种,常栽植在水边,并且柳树还非常耐旱,即使经过5个月以上的干旱和高温,未采取任何抗旱措施仍能生长正常或稍缓慢。

  而现代人眼中的缺点飞絮,在古人眼里却有不一样的视角。谢道韫曾将雪比作“未若柳絮因风起”,足以看出在古人看来,杨柳飞絮是一种和下雪一样的美好意象,所以有絮没有问题,只要不成灾,反而对于生活和生态都有所裨益,所以千万不能“一砍了之”。

  况且春天飘絮的其实何止是杨柳啊。蒲公英这些菊科的植物,一多半都是靠绒毛帮它们传播种子。南方的木棉,也是种子炸开了开始飞絮,只不过南方雨水比较多,毛遇到雨就飞不起来了。这些都是植物千万年来演化的结果,如果毛白杨会说话,也许会因为人们怪罪于他而觉得委屈吧。

  由此可见,杨柳树的速生、绿期长、生态效益高、适种范围广、历史内涵丰富等特点,也使它在现在和将来很大一段时间,仍将是北京乃至北方绿化的主要树种。所以如果能将飘絮问题解决,扬长避短,杨树和柳树都将是一种十分优秀的树种,为了解决这个问题,北京市正在施行多种解救措施并行,标本兼治的方法治理飞絮。

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  多措并举破难题

  目前对于飞絮治理,主要采取长短期相结合的治理手段。短期应急措施四项分别为整形修剪、高压喷水、地面湿化、及时清扫,自4月4日开始飞絮以来,累计出动防治人员8.39万人次、车辆5.55万辆次,清扫湿化5.46亿平方米,整形修剪11.9万株。

  除了通过将一些多大过密的雌株树冠进行修剪,喷刷树冠,冲掉花絮,打湿地面减少二次飞絮以及及时清理等方式外,对于已经种植多年,生长良好的毛白杨雌株,还将对其注射花芽抑制剂,抑制花芽形成,减少飞絮,但是注射药剂和修剪清理耗时耗力,人工成本较大,并且需要每年注射,加大了投入,所以除了治标,更要治本。

  治本的途径在于种质创新,比如上文曾提到过的三倍体毛白杨,具有生长极其迅速,木材利用价值高等优点,其雌株由于无法正常产生种子,就如同三倍体无籽西瓜一样,也可以起到减少飞絮的作用,但是并非完全无絮,并且多为雌株品种,后续还有一些无絮杨品种培育比如北林雄株1号,北林雄株2号。这些新品种由于主要为用材树木,木材密度较大,利于用材,但是遇到强对流天气时,侧枝容易劈断以及倒伏,所以在城市绿化场景下使用较少。

  如今园林绿化及行道树对于新一代毛白杨的选择与繁育要求迫在眉睫,并且大面积早衰毛白杨以及有飘絮危害的雌株需要良种替换,因此具有乡土,抗逆,长寿,无飞絮等特点的古树繁育雄性毛白杨成为新的解决办法。

  古树繁育毛白杨 科技带来新思路

  为了探访百年毛白杨如何成为治理飞絮的良方,实际了解古树繁育毛白杨的技术细节,笔者来到重点林木良种基地,北京市园林绿化科学研究院进行实地采访。对于为何选择毛白杨的问题,北京市园林绿化科学研究院新品种培育与科普中心工程师段美红这样介绍道:

  “毛白杨(Populus tomentosa Carrière)作为北京的乡土树种,遍布北京的平原和山区,同时承载了一代代北京人的生活记忆。在绿化使用中,不仅效果好,适用绿化场景也极其丰富,荒山、城市、平原、乡村、通道、水系绿化都非常适合,适宜生长于北京全域。”

  “毛白杨还有一个难能可贵的特点,打破了人们的一个误区,那就是毛白杨既是速生树种,还是长寿树种。毛白杨每年可以保持1到1.5米的高度增加,一般寿命在100年以内,但是部分优良单株寿命能达到200年,例如圆明园澄怀园北侧的三株毛白杨,为清朝乾隆年间种植的,距今约有300年的历史。在今天河北、河南、甘肃等地也仍保存有500年以上树龄的毛白杨古树,如何利用这些长寿基因成了我们研究的目的之一。”

  “毛白杨具有繁殖困难的特性,有性繁殖采种难,难以大规模使用。无性繁殖中,扦插会受到年龄效应影响。埋条埋根嫁接等方式费时费工,难以大规模运用。如今最广泛使用的为多圃配套系列育苗技术,具有幼苗成活稳定,繁殖系数大,当年出圃等优点,但是技术环节中,需要有每2至3年更新一次采穗圃的操作,而多圃占用面积大使得育苗成本增加。因此出现部分育苗单位或个人减少育苗步骤导致苗木老化现象逐渐突出。”对于毛白杨古树的利用,段美红继续解释道:“就像家喻户晓的克隆羊多莉,只活到了6岁,而正常绵羊寿命为12岁。推测多莉的年龄并不是从0开始计算,而是从它的基因来源,一只6岁的母绵羊开始计算。毛白杨繁育也有类似的情况,直接从百年古树上采枝条扩繁可能寿命只有几十年甚至十几年,但要是让古树重返到七八岁的状态,它便有成活上百年的潜质。而如何让从古树上获得的材料年龄变小,成为我们首先要攻克的难题。”

  北京林业大学教授刘勇带领科研团队自2015年起,在北京多区寻找树龄100年以上的雄性毛白杨,开展选育和栽培实验,突破了毛白杨古树组织培养幼化技术难题,成功使得毛白杨古树“返老还童”。这样幼化的植株既可以保留原有古树的适应北京环境,不飞絮,树形开阔等多重优点,又可以拥有较长的寿命,长寿的树种也可以减少绿化更新频率,降低绿化成本。

  本次毛白杨古树繁育,主要利用的技术为植物组织培养技术,指在无菌条件下利用人工培养基对植物组织和器官进行培养,使其再生为完整植株。段美红继续讲解了组织培养的具体步骤:“首先我们跟大兴林业站合作,在古树上采集根蘖条,带回基地,经过消毒,以防止杂菌污染。这一步我们就遇到了很大困难,正常我们外植体材料用次氯酸钠溶液冲洗消毒五至六分钟就可以了,但是我们古毛白杨材料消毒10多分钟还是会被污染或者产生黏液,消毒时间过长还会杀死我们采集的材料,所以为最终获得无菌的材料,我们经过了非常大量的实验才得出合适的消毒时间。消毒过后会材料上将带小芽的茎段单独剪下,插在植物所需的营养培养基上,这个培养基中也会放入一些植物激素比如生长素和细胞分裂素,在合适的激素浓度和配比下,这个茎段才能继续良好的生长,这个浓度配比也是通过夜以继日的大量实验得出的。”笔者拿起组培间的一瓶玻璃罐进行了观察,发现瓶中植物生长得非常繁茂,仿佛一片袖珍小森林,段美红也拿起一瓶一边展示一边解释道:“我们生产时一个组培瓶中会插入5个茎段,将他们放入无菌的适宜环境,并在合适的光照温度条件下培养,让其长大为一个个完整的小植株。每个小植株上可能还可以剪成5个以上带芽的茎段,这时再次将带小芽的茎段剪下放入新的培养基上,进行下一次组培。经过这样4到5次的重复的组织培养,古树就可以返老还童,成为一颗被幼化的古树苗。因为这利用了组培会使植物幼化的这么一个特性,可能200岁的一个古树材料,经过一次组培就可以幼化到100岁,也是经过大量实验我们发现通过4至5次的组培继代,百年的古树就可以幼化到一个合适的年龄,相当于可能七八岁的程度,并且从一个芽变成五个苗,再变成二三十个苗,再变成上百个苗,这个数量是呈指数性的增长的,所以组培还要繁殖系数大这个优点,你看我们这个几十平方米的组培间现在有一万多株组培苗。”段美红接着说道:“这个过程需要4到5个月的时间,并且不受季节气候的限制。随后将经过组培技术繁育出来的植株经过驯化炼苗等步骤,就可以移栽种植进田地使其长大,两年时间就可以长至3米高。最后根据应用的需要在合适的时间出圃。从针尖大小的芽开始培养,一年就可以长到拇指粗,近一人多高,有种蚂蚁变大象的反差感。而且已经经过幼化的毛白杨也可以作为扦插的原材料进行进一步扩繁,降低成本。”

  段美红告诉笔者,作为首批示范基地,目前黄垡苗圃组培室内的1万多株组培苗,主要来源为安定镇前辛房村毛白杨古树,同时也在利用大兴区大狼垡村、荆家务村和前安定村三株古树进行繁育和组培技术攻关。“这些古树经历200甚至300多年的环境变化与磨炼,现保存下来的乡土毛白杨不仅仅对当地物候条件表现出极强的适应性,更具有超常的抗逆性与顽强的生命力。”

  北京林业大学将利用古树经过繁育出的毛白杨新品种进行了申报并命名为“雄阔”,其具有主枝与侧枝开张角度接近90度,树形开阔,郁闭度高,覆盖率大,树皮偏黑等特点。“这些树苗在经过两到三年的生长后,便可以根据需要运用进绿化工程中。目前在已经北京市得到了运用,已经逐步替代老弱病残生长势不好的毛白杨雌株20余万株,并且稳定每年产出4到5万株树苗。”段美红说道。

  北京市园林绿化科学研究院新品种培育与科普中心张恒月继续补充道:“我们基地,一是做毛白杨古树的组培繁育,二是做优良雄性毛白杨种源的收集、筛选、观测、培育、推广、应用示范这几项工作。”在经过一片白杨树林的时候张恒月介绍道:“这片是我们经过3年的筛选,从6个省选了200个无性系,包括陕西、甘肃、河北等地,主要是雄株不飞絮的,它们的长势比较好,防风固沙,树形也比较好,在这里建立了一个毛白杨的种质资源圃,对于后续进一步的育种工作打下一个基础,比如我后续想繁育一个树形不开张的类似箭杆杨钻天杨那样的树种,不容易被大风刮倒,就可以从这里收集来的树枝环抱的个体入手,或者是想拥有更抗旱更抗盐碱的特性也可以,建立资源圃后就可以不用再到处调查收集。”

  北京市园林绿化科学研究院副院长彭玉信继续深入讲解道:“就像胡杨,一株上有三种不同的叶形,靠近基部的叶形细长,有些像柳叶。因为靠近地面沙尘较大,叶形开阔会被沙石侵蚀,所以为了适应环境,植物会有相应的演化,毛白杨也一样,不同地区的毛白杨形态习性都有所差异,将他们收集起来对于进一步利用是十分必要的。”

  得益于技术的成熟和毛白杨适应范围广,古树繁育的毛白杨不只可以运用在北京,接下来还将与其他单位进行交流合作,将新优品种推广至北京周边地区以及毛白杨适宜生活的广大地区。本次古树繁育雄性毛白杨项目,通过前期科研攻关,后期精细生产,采用了组培幼化技术,结合扦插以及水肥管护,巧妙解决成年枝条直接扦插带来的寿命缩短及品种退化的问题,获得了新的高产优产毛白杨育苗技术及具有优良基因的古树新品种,同时也为乡土植物利用提供了新思路及实践经验,既可以保护优良种质资源不被遗失浪费,也可为其优质种源生态利用打下坚实基础,对于探寻具有北京市优良乡土树种具有现实的意义。

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  做好防护保安全

  近年来在所有新建和改建绿化工程中禁止栽种杨柳雌株;市园林绿化局联合北京林业大学等科研部门,在全国范围内筛选优良雄性毛白杨无性系200个,繁育不飞絮新优杨柳雄株5万余株,包括不飞絮古毛白杨后代4万余株;高接换头1500余株(柳树),更新改造杨柳雌株1.24万株,一年实施生物防治51.6万株,努力做到有絮不成灾。

  虽然我们已经获得了非常优良的解决办法,但是树种的替换和种植不是一朝一夕能够完成的,每年的杨柳飞絮仍将继续存在一段时间。

  那么,在飞絮暂时没有被根治的时候,我们应该如何减少对自己的影响?

  首先,出门要做好防护,尤其是过敏体质人群,最好同时戴上帽子、口罩等,尽量选择穿长袖衣裤,降低受影响的概率。热爱锻炼的市民朋友可以选择在户内进行,若要外出,尽可能选在杨、柳絮最少的时候,如清晨、深夜或阵雨之后。外出回家后,在进门前要把身上的杨、柳絮清理干净,避免带到室内继续受侵扰。

  其次,若飞絮不慎入眼,切不可用力揉,异物较小刺激不大,反射性流泪会将其排出。若有不适,应及时就医。有哮喘病史或过敏严重的病人,一旦出现症状,也需及时就医。

  再次,做好车辆防护,在杨、柳絮飞散的周期内,相对减速慢行,预防飞絮遮挡视线,引发交通事故。还要加强防火意识,不乱扔烟头,家长教育孩子不要玩火,出门前,要熄灭家中明火并尽量切断电源,以防意外。

  最后,多想一想杨树和柳树带给我们的美好环境,对飞絮多一些宽容,也许还能体会到古人眼中的“大雪纷纷何所似”的独特意境呢。

  文/杨晓刚

  摄影/何建勇

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