§§§第一节 森林频现危机

    森林的生活越发艰难了：它的面积在逐年减少，它发现头顶上的天空越来越浑浊，空气越来越难以呼吸，森林里的朋友们也越来越少，鸟儿不再唱歌，松鼠不再蹦跳，更可怕的是自己的同类，每天都在一阵电锯声中轰然倒下。几百台拖拉机、推土机隆隆作响，不计其数的林木倒在地上，动物吓跑了，土地被推平。接着火焰四起，浓烟弥漫，鸟儿哀鸣，猴子嚎叫……这是南美亚马孙河流域热带森林被破坏的一个场景。据说，这里每天有上百万棵大树被毁掉。

    拉丁美洲人民将亚马孙河当做自己的骄傲。它千回百转，极为壮观，蜿蜒流经秘鲁、巴西、玻利维亚、厄瓜多尔、哥伦比亚和委内瑞拉等国，被它滋润着的土地多达800 万平方千米，它孕育了世界最大的热带雨林，亚马孙河流域是世界上公认的最神秘的生命舞台。在亚马孙河的两岸，是莽莽密林，充沛的雨水、湿热的气候和长时间的强烈日照，这些都是亚马孙河流域地区的植物生长得天独厚的条件，因为这些条件，这一地区成为了世界最大的热带雨林区，森林面积达3 亿公顷，占世界现存热带雨林的1/3，其中87％在巴西境内。这里有极为丰富的自然资源，物种繁多，生态环境纷繁复杂，生物多样性保存完好，被人们誉为“生物科学家的天堂”和“地球之肺”。

    然而，亚马孙热带雨林却并没有因为它的富有而得到人类的厚爱，人们从16 世纪起便开始开发森林，毫无节制地开发已对当地的自然环境造成了极大破坏。随着巴西本国经济的发展，大量移民涌入亚马孙雨林边缘地带。1970 年，巴西总统为了解决东北部的贫困问题，又做出了一个最可悲的决策：开发亚马孙地区。

    人类为了自己的经济利益，想方设法地使用各种手段和工具，夺林造田。随着不断延伸的公路和铁路干线，使得农民能更容易地深入到原始密林中砍烧垦殖。在垦荒过程中，人们把重型拖拉机开进森林，人们将树木砍倒，然后放火焚烧。烧荒耕作、过度采伐、过度放牧和森林火灾等是热带雨林减少的主要原因，其中首要原因就是烧荒耕作，烧荒耕作在整个热带森林减少的面积中占了45％的比例。热带雨林的减少意味着森林资源的减少，同时也意味着全球范围内的环境在恶化。因为热带雨林像一个巨大的“造氧机器”，每年吞噬全球排放的大量二氧化碳，同时制造出大量毁林造田的氧气，亚马孙热带雨林由此被誉为“地球之肺”。如果亚马孙的森林被砍伐殆尽，地球上维持人类生存的氧气将减少1/3。由于林区的生态环境非常脆弱，大多数养分储存于活着的植物中，而并不在土壤里。大部分养料会在森林被烧光后随风散去。在清理出来的土地上耕种，过不了多长时间，土壤或是肥力耗尽，或是被雨水冲走，只剩下一片寸草不生的沙砾。跨国大企业则是看中当地丰富的铁、铜、铝土和其他矿产资源，不惜投入重金，大肆开采。

    这一系列的行为使该地区每年约有8 万平方千米的原始森林遭到破坏。1969 ～ 1975 年，巴西中西部和亚马孙地区的森林被毁掉了11 万多平方千米，巴西的森林面积同400 年前相比，整整减少了一半。

    巴西人滥伐亚马孙的森林，只填饱了他们的肚子，却没有给自己带来更多的财富。然而，他们滥伐森林却给大自然带来了永远的创伤和难以弥补的伤害。森林的过度砍伐使得土壤侵蚀、土质沙化，水土流失严重。因为热带雨林像一个巨大的抽水机，大量的水分会从土壤中被植物吸取，然后通过蒸腾作用散发到空气中。另外，森林土壤的渗透性十分优异，大量的降水能被吸收和滞留。亚马孙热带雨林储蓄的淡水占地表淡水总量的23％。巴西东北部帕拉州、阿玛帕州的一些地区由于大肆砍伐林木，生态环境遭到了严重破坏，从而使这些地区变成了巴西最干旱、最贫穷的地方。

    由于森林被砍伐，生态被破坏，本来风调雨顺的地区，却变成了天灾人祸不断的不祥之地。其他有些国家也因为对亚马孙的破坏而受到了惩罚。在秘鲁，由于森林不断遭到破坏，60 年间，较大的泥石流竟爆发了4300 次，193 次滑坡，直接死亡人数达4.6 万人。目前，每年仍有0.3 万平方千米土地的20 厘米厚的表土被冲入大海。

    不仅如此，森林里的基因数量也极为庞大，地球上约有1000 万个物种，其中生存于热带、亚热带森林中的就有200 万～ 400 万。在亚马孙河流域的仅0.08 平方千米的取样地块上，就可以得到4.2 万个昆虫种类，亚马孙热带雨林中每平方千米不同种类的植物达1200 多种，地球上有1/5的动植物都在这里生长。然而，由于热带雨林被砍伐，那里每天都至少有一个物种消失。有人预测，如果热带雨林不停地减少，数年后，面临灭绝的动植物将达50 万～ 80 万种。雨林是一个巨大的基因库，如果将其丧失掉，无疑是人类最大的损失之一。

    对此，巴西政府清楚地看到雨林被破坏的严重性，于是，他们先后制定了多项环保政策，采取多种措施加强对林区环境的保护与监测。巴西政府先后颁布了全国环境法和亚马孙地区生态保护法。在1988 年所颁布的新宪法中，还加入了有关环境问题的条文，规定亚马孙地区是国家遗产，国家负责为该地区的持续发展寻找出路。同时发布了保护生态平衡的相关细则，提出了政府和公民在保护环境方面的权利与义务。巴西国家林业发展局也制定有关法律法规，对毁林烧荒给亚马孙森林造成严重灾害的个人或机构，将以破坏生态环境罪予以起诉，给予严厉的法律制裁和巨额罚款。与此同时，巴西政府加大了相关资金投入。1991 ～ 2002 年，政府为保护亚马孙地区生态和自然资源，累计投资近1000 亿美元。

    牛群漫步在广阔碧绿的原野上，由于人口急剧增长，森林资源的过度利用，环境污染加剧，森林生物多样性急剧减少。目前，热带森林面积每年以减少1.2％递减，换言之，每天就有2740 公顷原始森林从地球上消失。估计近30 年左右，由于砍伐热带森林导致占世界总物种数的5％～ 10％灭绝，即每天50 ～ 150 个物种被灭绝。生物多样性最丰富的热带森林是地球上生境损失和破坏最为严重的地区，也是森林生物多样性减少最为严重的地区。如果没有森林，我们该怎么办？

    森林与人类息息相关，是人类的亲密伙伴，是全球生态系统的重要组成部分。如果没有森林，陆地上绝大多数的生物会灭绝，绝大多数的水会流入海洋；大气中氧气会减少、二氧化碳会增加；气温会显著升高，水旱灾害会经常发生。破坏森林就是破坏人类赖以生存的自然环境，破坏全球的生态平衡，使我们从吃的食物到呼吸的空气都受到影响。难怪一位著名的生物学家说：“人类给地球造成的任何一种深重灾难，莫过于如今对森林的滥伐破坏！”

    全球森林面临的危机

    亚马孙热带雨林

    亚马孙热带雨林位于南美洲的亚马孙盆地，占地700 万平方千米。雨林横越了8 个国家：巴西（占森林60% 面积）、哥伦比亚、秘鲁、委内瑞拉、厄瓜多尔、玻利维亚、圭亚那及苏里南，占据了世界雨林面积的一半，森林面积的20%，是全球最大及物种最多的热带雨林。

    时不时能看到一些繁密的灌木丛，偶尔也会有一些光秃秃的树干直刺苍穹。这是现在亚马孙河流域东部的典型景象……

    （1）全球森林与全球气候变化。原始森林对于稳定全球气候、净化和涵养水源等方面起着关键的作用。全球森林碳储藏着大于未来45 年人类燃烧化石燃料和生产水泥所造成碳排放量的总和。所以如果这些森林被破坏，它们释放出来的碳将严重地加剧全球气候变化。

    目前，全球森林被破坏所造成的温室气体排放约占全球温室气体排放总量的1/5。以印度尼西亚为例，该国已经成为继美国、中国之后的第三大温室气体排放国，而泥炭地森林的破坏是印度尼西亚二氧化碳高排放量的主要原因。保护全球森林资源可以大幅度减缓气候变化，对于遏制全球气候变暖至关重要。

    （2）全球森林与生物多样性、濒危物种。全球森林被破坏导致栖息森林被过度砍伐破坏森林也会导致全球气候变暖地和生态系统加速退化，其造成物种灭绝的速度非常惊人。截至2004 年年底，世界自然保护联盟的科学家估计全世界有23％的哺乳动物、12％的鸟类、61％的爬行类、31％的两栖类以及46％的鱼类处于濒危状态。这些物种大多栖息于地球上仅存的原始森林，但是这些数据并没有涵盖在全球森林生态系统中发挥重要作用的数以万计的植物和昆虫。

    森林面临的危机

    8000 年前，全球森林覆盖地球近一半的陆地。今天，全球森林中，残存的原始森林只占地球陆地面积的7％。全球森林在过去几千年中一直为数以百万计的动植物物种提供栖息地，并且给那些以森林为生的原住民提供住所和生活所需的全部资源。但是在20 世纪90 年代末，世界资源研究所表示，通过卫星图像显示全球的原始森林已经所剩无几，残存的部分大多也处于工业发展的威胁或蚕食之中。

    酸雨中所含的硫和氮是植物生长不可或缺的营养元素，弱酸性降水可溶解地壳中的矿物质，供动物、植物吸收。然而，如果降水的酸度过高，如pH 值降到5.0 以下，就会产生严重危害。我们所说酸雨污染的危害也主要是指酸度超过了适当的范畴而给世界带来的恶劣影响。

    酸雨污染的危害极大，它可以破坏植被，直接使大片森林死亡，农作物枯萎，还会对植物的新生芽叶造成伤害，从而影响其发育生长。在土壤盐基饱和密度低的地区或土层薄的岩石地区，酸雨降落到地面后得不到中和，就会使土壤、湖泊、河流酸化。酸雨会抑制土壤中有机物的分解和氮森林“艾滋病”：酸雨的固定，淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化，导致陆地生态系统的退化。酸雨可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类，造成水生生态失衡，并对饮用者的健康产生有害影响。酸雨会加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程，酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等，古建筑、雕塑像也会受到损坏。当然，酸雨污染还会影响人体的健康。酸雨污染已经对包括我国在内的整个世界构成了巨大的危害。

    酸雨也会对森林植物产生很大危害。酸雨损伤树叶，阻碍植物的光合作用、使树叶枯黄脱落。全欧洲约有14% 的森林受酸雨危害，德国高达50%。德国人常自豪地称自己的国家为“黑森林王国”，可是由于酸雨肆虐，现在黑森林已变成了黄森林，墨绿的树叶泛黄脱落，许多树冠完全脱光，只剩下光秃秃的枝，在凄风苦雨中呻吟挣扎。所以，德国人把酸雨称作“绿色的鼠疫”。美国的世界观察研究所在一份研究报告中指出，因酸雨引起的世界范围的森林毁灭，就木材的损失估计，每年超过100 亿美元。

    遭受酸雨腐蚀的森林

    根据国内对105 种木本植物影响的模拟实验，当降水pH 值小于3.0 时，可对植物叶片造成直接的损害，使叶片失绿变黄并开始脱落。叶片与酸雨接触的时间越长。受到的损害越严重。野外调查表明，在降水pH 值小于4.5的地区，马尾松林、华山松和冷杉林等出现大量黄叶并脱落，森林成片地衰亡。例如，重庆奉节县的降水pH值小于4.3 的地段，20 年生马尾松林的年平均高度生长量降低50%。重庆南山风景区约3 万亩马尾松发育不良，虫害频繁；20 世纪80 年代约有1 万公顷马尾松枯死，几经防治，毫无效果。四川万县有华山松97 万亩，其中60 万亩受到不同程度的伤害；而奉节县有9 万亩华山松，90% 枯死。四川名胜峨眉山，风景绮丽，全靠山深林秀。但近10 年来，冷杉林成片死亡；七里坡接引殿一带，有4% 的树木枯死；金顶附近600 亩树林几乎全部死亡，光秃秃，景观面目全非。

    酸雨对森林的影响，在很大程度上是通过对土壤的物理、化学性质的恶化作用造成的。在酸雨的作用下，土壤中的营养元素钾、钠、钙、镁会释放出来，并被雨水淋溶掉。所以长期降酸雨会使土壤中大量的营养元素流失，造成土壤中营养元素的严重不足，从而使土壤变得贫瘠。此外，酸雨还能使土壤中的铝从稳定状态中释放出来，使活性铝增加而有机络合态铝减少。土壤中活性铝的增加，会严重地抑制林木的生长。

    酸雨会抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性。土壤中的固氮菌、细菌和放线菌等也明显受到酸雨的抑制。酸雨还可使森林的病虫害明显增加。在四川，重酸雨区的马尾松林的病情指数为无酸雨区的2.5 倍。

    酸雨对我国森林的危害主要是在长江以南的省份。根据初步的调查统计，四川盆地受酸雨危害的森林面积最大，约为28 万公顷，占林地面积的32%。贵州受害森林面积约为14万公顷。根据有关研究显示，仅西南地区由于酸雨造成森林生产力下降，共损失木材630 万立方米，直接经济损失达30 亿元。对南方11 个省的估计，酸雨造成的直接经济损失可达44亿元。

    现在许多专家认为，森林的生态价值远远超过它的经济价值。虽然对森林的生态价值的计算方法还有一些争议，计算出来的数字还不能得到社会的普遍认可，但森林的生态价值超过它经济价值，这一点，几乎已达成共识。根据计算结果，森林的生态价值是它的经济价值的2 ～ 8 倍。如果按照这个比例来计算，酸雨对森林危害造成的经济损失是极其巨大的。

    印度尼西亚有着十分丰富的森林资源，但这个国家每年发生的森林火灾也多到让人叹为观止。这其中有很大一部分原因都是人为因素。这里的民众缺乏防范火灾的意识以及农村地区肆意的烧荒行为使得这个国家频繁发生火灾，民众为此付出的代价也是巨大的。

    印尼属于热带地区，全国有1.81亿公顷的土地面积，其中有1.1 亿公顷的森林，森林覆盖面积达到60％以上，在这里，四季如春。加里曼丹是印尼1.7 万个岛屿中面积最大的一个，同时这里也是世界上最大的热带雨林区。在首都雅加达和其他一些大城市，清洁工或家庭雇工往往会为了省事而将落叶就地焚烧，不但让空气遭到严重污染，造成市内烟雾弥漫，而且成了引发火灾的隐患。在远离都市的乡村，农民们习惯在每年7 月、8 月、9 月的农耕季节烧荒。而烧荒活动每年都要引发森林大火。

    初夏是加里曼丹岛烧荒的季节。烧荒是岛上居民的传统做法，是为了开垦土地而把大片的森林砍倒烧掉。按常规，在进入旱季的6 月份砍倒树木，或用推土机把树木推倒，让旱季火辣辣的阳光把木头晒干，进入8 月份后就可以放火烧荒了，到了10 月份雨季来临后，荒火就会自然熄灭。然而，1997 年的气候发生了反常现象。厄尔尼诺现象带来的全球气象异常，印尼的初夏天气极为异常，其表现为持续的异常干燥，雨季大大推迟。森林大火在印尼多个岛屿上相继蔓延，久久不熄。浓烟还随着季节风一路上升，飘扬过海，整个东南亚都笼罩在一片烟雾中。9 月末，印尼全国由于呼吸系统障碍而住进医院的人有4 万之多，其中17 人死亡。在雾中，可视度极低，各个机场接连被迫关闭，仅9 ～ 10 月间被取消的航班就有3372 个。9 月26 日，印尼航空公司的一架飞机坠毁，机载人员234 人，全部丧生。同一天夜里，马六甲海峡也发生了海难。进入雨季后，大火暂时被抑制住了，但由于火种并没有因此而熄灭，而是进入了地下泥潭层，到了第二年4 月份，又死灰复燃，一直烧到5 月才彻底熄灭。

    这场大火烧毁的森林面积高达2900 平方千米。森林大火引起了粮食不足、交通堵塞和观光旅游客的锐减，使得印尼的经济恶化更为严重，印尼1700 万人再度陷入了贫困。印尼频发的森林火灾，在危害本国居民的同时，也给周边邻国造成了灾难。由于受西南风影响，印尼农民烧荒形成的烟雾和灰尘弥漫到邻国马来西亚，使得马来西亚也被浓烟所包围。另外，森林大火也极大地破坏了原生林中的动植物。很多猩猩由于找不到食物而被饿死；成群的大象由于失去了食物的来源而不得不离开常年居住的地方；有的野生动物为寻求食物而袭击村庄里的家畜……

    印尼的森林火灾多由烧荒引起。

    自从20 世纪90 年代后期以来，苏门答腊和加里曼丹岛以及马来西亚的一些地方，每年旱季当地农民经常放火烧荒，用这种廉价的办法清理灌木丛，开垦耕种土地，但却往往引起森林火灾。1997 年火灾发生的主要原因是由于气候干燥和大规模的森林砍伐。在东南亚为建设农庄而一次烧荒几百公顷的烧荒景象屡见不鲜，也是引起森林火灾最根本的原因。

    森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最有害，具有毁灭性的后果。森林火灾不只是烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的更新能力，引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用，甚至导致生态环境失去平衡。尽管当今世界的科学在日新月异地向前发展，但是，人类在制服森林火灾上，却依然尚未取得长足的进展。

    这一点在美国发生的几次森林火灾上可以得到证明。2002 年6 月初，科罗拉多州发生了大火，被烧毁的林地达100 万英亩（ 约40.46 万平方米），被迫离开家园的人数达数千人之多，出动了2800 名消防人员，有8起森林火灾被控制了。在灭火战斗中还动用飞机在着火区大量投放化学灭火剂。

    一旦发生森林火灾就极容易造成重大损失，包括生命和财产安全都无法得到有效的保障，所以要加强防止火灾发生的防范措施，在火灾发生的源头上就加以控制，不让火灾发生。森林防火社会性、群众性强，这就要求大家在防范火灾上要一起行动！大力开展森林防火宣传教育是做好森林防火工作的前提和基础。

    历史上较大的森林火灾

    ① .1871 年发生在美国的威斯康星州和密歇根州，烧毁森林152万公顷；② 1915 年发生在西伯利亚，5 个月烧毁森林1200 万公顷；③ 1976 年发生在澳大利亚，烧毁森林及草原1.2 亿公顷，这次大火灾曾有“世界火海”之称；④ 1998 年4 月澳洲东南部的森林大火，烧毁森林150 万公顷。⑤ 1997 年夏季被称为“世纪灾难”的印度尼西亚的森林大火也烧了几个月，烧毁森林30 多万公顷，直接经济损失达1250 万美元（约合人民币7500 元）。

    美国建国才200 多年，短短的两个世纪里，美国的森林减少了2.03 亿公顷。1934 年5 月12 日，一场巨大的风暴席卷了美国东部与加拿大西部的辽阔土地。风暴从美国西部土地破坏最严重的干旱地区刮起，狂风卷着黄色的尘土，遮天蔽日，向东部横扫过去，形成一个东西长2400 千米，南北宽1500 千米，高3.2 千米的巨大的移动尘土带，当时空气中含沙量达40 吨/ 立方千米。风暴持续了3 天，掠过了美国2/3 的大地，3 亿多吨土壤被刮走，风过之处，水井、溪流干涸，牛羊死亡，人们背井离乡，一片凄凉。

    这就是震惊世界的“黑风暴”事件。“黑风暴”的主要原因就是美国东北部和中部的近1.3 亿公顷的原始林被砍光，以及对中部的天然牧场盲目滥垦，破坏了天然植被，于是失去了天然屏障和“绿色外衣”的草原愤怒了，终于导致了这场灾难。

    无独有偶，苏联在“向大自然要粮”的号召下，1954 ～ 1963 年之间，在中亚等地开垦了600 万公顷荒地。大批青年响应“把红旗插上荒原”的号召，来到中亚，他们把树根挖得干干净净，杂树野草烧得精光，剩下裸露的黑土，种上小麦。最初的几年他们获得了好收成，可是不到10 年，垦荒区却频频爆发了“黑风暴”。黑风暴来临时，天空像个倒扣的黑锅，大地一片昏暗，狂风一刮就是几天几夜，贪婪地吞噬着失去森林草原保护而干旱的土地。狂风所过之处，地面被“啃掉”十几厘米，遍地是沙砾和尘土，原来绿油油的田野也被染成了黄褐色，造成了惨重的灾难。

    更大的灾难——干旱发生了。1984 年举世震惊的特大干旱袭击了森林破坏也会引发黑风暴灾害

    遭受干旱袭击非洲大地，2 亿人挣扎在死亡线上，虽经世界各国紧急援助但仍夺去了几百万人的生命，其根本原因可以用重灾区之一的埃塞俄比亚说明：20 世纪初，它的森林覆盖率还在40％以上，现在还不到4％。

    毁林的直接恶果是，自然灾害剧增，像1998 年中国的洪灾只是众多自然灾害中的普通一件。森林消失，导致水土流失严重，历史上曾是“翠柏烟峰，清泉灌顶”的中国黄土高原，现在被流水切割得支离破碎，下雨就泛洪，天晴就干旱。雨季黄河水含沙量极大，旱季连年断流。

    由于森林减少导致沙漠化土地日益扩大，全世界目前已有25％的耕地退化，75％的草原牧场出现不同程度荒漠化。全世界有90 多个国家不同程度地受到荒漠化的危害，正威胁着人类的生存，据联合国环境规划署统计，全球每年约有600 万公顷的土地沦为荒漠。我国荒漠化土地以平均每年2100 平方千米的速度扩展，全国受荒漠化影响的人口达1.7 亿左右，每年因荒漠化造成的直接经济损失达200 亿元以上。我国荒漠面积比40 年前几乎扩大一倍，14 万公顷耕地和l/3 的天然草场受到不同程度的影响。

    科学家惊呼，如果再不制止荒漠的蔓延，21 世纪将有半个地球都要荒漠化。森林的破坏使土壤流失日益加剧，造成江河淤积。闻名于世的巴拿马运河，是沟通太平洋和大西洋的重要国际航道，由于运河周围的森林被大量砍伐，使加通湖和马登湖被大量泥沙充填，蓄水量减少，使巴拿马运河航道的供水面临危机。

    §§§第二节    高科技与森林保护

    强风是沙尘暴产生的动力，沙、尘源是沙尘暴物质基础，不稳定的热力条件利于风力加大、强对流发展，从而夹带更多的沙尘，并卷扬得更高。除此之外，前期干旱少雨，天气变暖，气温回升，是沙尘暴形成的特殊天气气候背景；地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统；有利于风速加大的地形条件即狭管作用，是沙尘暴形成的有利条件之一。

    《圣经·旧约》中有这样一个故事：人类的始祖因偷吃禁果被逐出天堂伊甸园，后来始祖的儿子该隐又因妒忌诛戮了自己的弟弟亚伯，从此揭开了人类历史上互相残杀的序幕。上帝耶和华见此情景不禁为之震怒，决心把这个堕落的人间世界毁于一旦。

    当时，耶和华认为，唯有诺亚是个重情义的人，决心让他免于灾祸。于是，上帝便对诺亚说：“这个世界已经完全违背了我当初造物的本意，因此，我要将这个罪恶的世界一举毁灭。你要造一只方舟，等方舟造好了，你的全家老小和这些飞禽走兽统统登船后，这个世界就将下起大雨。到那时江河湖海一起暴涨，除了方舟上的生灵幸免于难外，世界万物统统遭到洪水带来的灭顶之灾。”这个故事会给我们一些什么警示呢？

    当今人类在机器轰隆声中制造了供人类享乐的众多商品，也在不知不觉中破坏着人类的居住环境。烟囱冒着滚滚浓烟，工厂肆无忌惮地倾倒有毒垃圾，汽车张着血盆大口排出化学烟雾。人类几个世纪以来肆意妄为地砍伐森林，过量开发地下水资源，使地球上其他动植物生存面临极大威胁。

    生物学家说，目前地球上物种灭绝的速度至少大于史前的1000 倍，许多植物物种的消失就像夜空中的流星那样转瞬即逝。人类与动植物唇亡齿寒的依存关系尤为重要。

    目前，人类面临着能源、资源、农业、人口和环境五大危机，生物技术的崛起，为解决这些危机提供了方法和途径。那么什么是生物技术呢？它就像《西游记》中的各路神仙，能把从前听起来纯属“天方夜谭”的故事变成现实。

    植树造林使用试管苗，这是一种用植物组织培养的方法培育出的苗木，是从试管里培养出来的，所以叫试管苗。试管里怎么才能长出小树苗呢？科学家揭示了其中的奥秘。原来植物身上的每一个细胞，在一定条件下能够培养成和母体一模一样的新植株。植物细胞的这种特性，称之为植物细胞的“全能性”，现代的生物技术使这些植物细胞的“全能性”发扬光大，只要一个芽就可生产100 万株小植株。将林木的一部分器官或组织，如胚、叶片、茎尖、子叶、项芽等，甚至细胞、花粉在无菌的环境中进行培养，就能获得所要的苗木。

    植物组织培养有很多好处。例如，遭到火灾和人为破坏的森林资源，迅速恢复它的原貌需要大量的优质苗木。特别是优良母树遭到破坏，难以采到足够的种子育苗，即使能采到种子，也会因良莠不齐，品质不一，难以保证造林的良种化。对于那些难以发芽出苗的树种，利用植物组织培养技术，可以使树木高效快速繁殖。同时，由于组织培养作为一种无性繁殖的方式能较好地保持母体的特性，所以采用优良的材料进行组织培养能快试管苗用植物组织培养技术快速繁殖树木速繁殖，并将大大提高森林的质量。而且，这种方法不受季节限制，可以风雨无阻地在室内生产苗木。

    既然一个细胞就能长成一棵植株，能不能用两个不同种类的植物细胞进行杂交来获得新种呢？ 20 世纪70 年代初美国科学家卡尔首先使不同种类的烟草细胞进行杂交获得成功。这种技术被称为细胞杂交技术，它属于生物工程之一的细胞工程。另外还有基因工程、酶工程和发酵工程，统称现代生物四大工程。

    今天，科学家们正在用生物技术这杆画笔描绘一个离我们并非遥远的森林前景，人类正在把梦想逐渐变为现实。现在，已有200 多种树木用这种方法获得了苗木，尚有大量的树木需要进行进一步研究。

    生物技术

    生物技术是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。它主要包括发酵技术和现代生物技术。

    人们都知道种瓜得瓜，种豆得豆，这种从上一代传到下一代的现象叫遗传性。科学研究已证明，动植物的遗传性是由神奇的“基因”来决定的。基因工程就是用生物技术方法，将人们所需要的基因从一个生物体转移到另一个生物体中，使基因重新组合以培育新的品种。基因工程的兴起，就像划破夜空的闪电，迅速地引起了各国科学家的极大重视，成为当今世界转基因“森林”上最有希望的科学。它以神奇的力量威慑着几千年来远缘物种之间不能自由杂交的传统观念，大大加快了生物进化的过程。通过基因工程，我们有可能在很短时间内创造出新的品种，为解决农林业和人类面临的重大难题开辟新途径，真是太美妙了！基因工程犹如一根神奇的魔杖，按照人类的理想和需要使梦想成真。

    基因工程中我们最常听到的就是转基因抗虫棉了，就是指棉花细胞染色体上整合有外源抗虫基因的棉花品种。这种转基因抗虫棉培育的成功，将有效地解决困扰棉花生产的虫害难题（比如棉铃虫、红铃虫、卷叶虫等），并具有减少农药投资，保护环境，提高棉花产量等优点。那么，能不能把这种新型技术用到森林保护上，这样一来森林病害就解决了。

    树木得病招虫，是十分令人烦恼的事情，喷药不但污染环境，而且有了抗药性的病虫更使你束手无策。最近科学家发现苏云金杆菌中有一种杀虫毒素——蛋白，将这种蛋白的基因组装到树木上，就可得到抗虫新品种。又如我们都知道的杨树，分布很广，它的幼苗期生长受到杂草的威胁。如果采用化学除草剂，杂草会同杨树同归于尽。于是，科学家设计了一个抗除草剂的杨树，选用土壤中的一种沙门氏细菌，这种细菌含有抗除草剂的基因，它能解除除草剂的武装。科学家把这种基因导入杨树细胞中去，培养出一种抗除草剂的杨树新品种。同样，把具有固氮菌的基因通过基因工程导入林木，或者将某些枝和豆科植物“相亲相爱”的特性加以改变，让这些固氮基因也选择树木为伴，这样树木就有了固氮能力，可使树木获得更多营养而生长加快。

    利用基因工程技术改造植物和培育新品种已不再是海市蜃楼了。基因工程的鬼斧神工，在我们面前打开了一个可能从未想象过的神话般世界。

    基因工程基因工程又称基因拼接技术和DNA 重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA 分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。

    基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

    大家都知道自然界的农作物，播下的是种子，收获的是比播种更多的种子。可是，你听说过“人工种子”吗？如今“人工种子”像一场旋风波及世界上许多国家，令人倾倒。那么“人工种子”究竟是什么呢？

    我们知道，自然界中天然种子从授粉发育成种子，再由种子长成小苗，最后长成一棵大树需要几年甚至几十年、上百年时间。人工种子是细胞工程中最年轻的一项新兴技术，它也可以播种到苗圃地中，与天然种子一样萌发，长成小苗、大树。天然种子繁殖时间长，而且含有多种类型，步调不整齐；人工种子都选自同一优良“材料”，繁殖快，步调一致。

    人工种子“培育”森林

    人工种子由三部分组成：由组织培养得来的类似于天然种子的“胚”，具有保护性外壳的人工种皮以及供胚发育营养的人工胚乳。外形上就像一颗乳白色半透明的鱼卵或圆球状的鱼肝油丸。

    人工种子可以按照人类的需要向人工胚乳中加入各种不同的物质，如加入抗毒素、农药，以防治病虫害；加入除草剂可除杂草；添加生长调节剂可控制幼苗生长和开花等，这样就可以使人工种子比天然种子具备更多的优越性。人工种子便于储藏和运输，可以用同一样式的播种机进行播种。

    据预测，到2050 年，露天育苗将由大型温室所取代，采用计算机控制温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度，使苗木在最理想的环境下生长发育。工作人员只需将计算机硬件、软件和温室传感器联结起来，就可以实现对温室的自动控制。

    人工种子技术有着诱人的前景：第一，它同微繁殖技术一样，培养条件可以人为控制，免遭大自然灾害性气候的不利因素，且具有省地省工可直接在田间播种等优点。第二，在人工种子制作中，可加入营养物质、植物生长调节剂、固氮菌、杀虫剂等，这是微繁殖难以达到的。第三，用于制作人工种子的体细胞胚，可利用生物反应器大规模培养，大大提高了效率。第四，一些难以得到天然种子的珍稀植物或脱毒苗、基因工程植株，均可利用人工种子技术加速用于生产。

    但是人工种子的贮藏问题还没有解决，这也阻碍了人工种子的大规模应用。我们根据天然种子形成过程中生理生化的特性，在胡萝卜悬浮细胞培养中，采用调控培养法获得了具有高活力的静止状态的胚。所谓静止状态，即控制了体细胞胚根的生长。这种胚在贮藏中无需采用特殊的条件抑制其萌发。静止状态胚比正常培养的胚粗短、含水量少、干物质及活性物质积累多，因此具有耐脱水和抗逆力强的特点，可贮存较长时间。如果此法能用于其他植物的体细胞胚培养，也许可为人工种子的贮藏开辟一条新途径。

    人工种子的不足之处：目前，科学工作者已制成模式性人工种子的植物十余种，但距离实际应用还有很大距离。主要有三大难题有待克服：①许多重要植物还不能培养出大量的高质量的体细胞胚。②现有的人工胚乳和种皮还不够理想，不能有效地防止微生物的腐蚀。③人工种子的贮藏有待进一步完善。制成透水透气又能防菌的人工种子。

    人工种子的出现

    人工种子最初是由英国科学家于1978 年提出的。他认为利用体细胞胚发生的特征，把它包埋在胶囊中，可以形成具有种子的性能并直接在田间播种。这一设想引起人们极大的兴趣。日本学者于1985年首先将人工种子的概念延伸，认为使用适当的方法包埋组织培养所获得的具有发育成完整植株的分生组织（芽，愈伤组织，胚状体和生长点等），可取代天然种子播种的颗粒体均为人工种子。

    很多植物怀有“分身术”的绝技，只需用它身体上的一部分组织就可进行繁殖，如扦插、压条、嫁接及组织培养等，即能形成新的植株，这种繁殖方法叫无性繁殖。现在流行的一个新词“克隆”即是英文单词“Clone”的音译，也就是无性繁殖的意思。诗句“无心插柳柳成荫”中的“插柳”就是无性繁殖的一种方法。

    那么，什么是无性系呢？就是由同一株树上借无性繁殖方法得到的树木群体的总称。无性系林业就是采用选择的无性系繁育的苗木，进行人工造林。它有什么优点呢？

    第一，它能把母株的优良特性全部保存下来，并能提高产量。用种子繁育的苗木，由于是自由授粉的后代，会出现很大差异。有的可能成为“鹤立鸡群”的优树，有的则成了弯腰驼背的“小老头”树。第二，可按人类需要造林，如城市绿化可选择树形优美的无性系苗木，想多产纸浆可选择长纤维的无性系苗木等等。第三，无性系育苗不必等待树木开花结果，可以从树木幼年期就选拔“好苗子”来进行无性系育苗。也可人工组装基因等新技术，开辟树木无性繁育的新领域。

    无性系林业在植树造林中具有广阔的前途。德国和欧洲中部的主要造林树种欧洲云杉，开花结果需20 年以上，即使结了果实，优良种子也不多。怎么解决“燃眉之急”呢？只有用无性繁殖才能加速造林良种化速度，他们选择“超级苗”进行无性繁殖，很快得到了大量苗木。巴西1907 年首次从澳大利亚引进桉树，一直进行采种育苗，不能满足人工造林需要。后来开展了无性系育苗造林，培育出了生长速度快、材质优良的桉树，使“森林王国”巴西出现了意想不到的奇迹。巴西栽植的桉树每天就能生长2 厘米，不到3 年树高可达20 米，使巴西在很短的时间内，就由一个纸浆输入国变为输出国。

    紫椴属椴树科椴树属 ， 它是我国东北林区珍贵阔叶树种之一。多年来由于大量的采伐和利用 ， 紫椴种群的数量和质量逐年下降。 为了及时挽救这一珍贵树种的危机局面 ， 大力提倡营造优质、高产、高效益人工紫椴纯林和混交林 ， 乃是当前林业发展的重要任务之一。并且，目前国际、国内对紫椴的市场需求急切，走传统的培育林木的路子其速度显然无法满足目前人们的迫切愿望 ， 急需走一条简捷快速之路 ， 而无性系林业正是通过优良个体的组培、嫁接、扦插等无性繁育技术培育优良无性苗木用之造林 ， 是快速培育林木的一种先进方法。

    无性繁殖桧柏

    桧柏是原产我国的重要观赏乔木，从辽河到长江的广大地区内，被普遍应用于城乡绿化、园林工程中，栽培历史悠久，种内变异幅度大，种质资源丰富，绿化价值优劣悬殊。为了提高绿化效果，实现桧柏良种化，应用无性系育种原理，采用人工选择手段，进行了桧柏无性系选育研究。经无性系测定，证明了桧柏无性系后代具有较强的遗传稳定性，使无性系后代的应用建立在可靠的基础上。

    森林是浩瀚的绿色海洋，分布、长势在不断变化之中，而且森林火灾和病虫害也在不断地侵扰着它。人们怎样才能迅速知道森林里的变化呢？如今随着科学技术的发展，人们给森林安上了“千里眼”和“顺风耳”，那就是先进的航天遥感技术。林业工作者可以通过遥感图像，卫星照片，很快就能知道森林里各种各样的变化，而且能绘制出森林图像。

    遥感的意思是遥远的感知，现在已广泛用于森林的火灾预测预报、森林群落分类、森林资源清查、森林病虫害预测预报及沙尘暴情况等方面。

    1. 监控森林火灾

    巡视在地球上空920 千米的人造卫星，每18 天遥测整个地球一遍，可以提供整个地球表面的遥感图像和卫星照片，可以监测森林的变化，使我们及时掌握全国森林面积的增减。卫星图像还能准确知道森林火灾的情况、火势走向、火的强度及蔓延程度。控制火灾可采用人工降雨、化学灭火等等，森林火灾给人类造成的巨大灾难，将会大大减少。

    遥感图像还能有效地监测森林的长势和健康状况。利用植物反射红外光能力强弱可反映出树木的健康情况。一旦森林遭到病虫灾害和其他自然灾害，森林反射光的能力将会很快出现变化。美国利用计算机图像分析，可准确分辨出树种以及森林火灾等等。

    2. 进行森林群落分类

    随着电子计算机技术的迅速发展，遥感技术也在飞速发展，而且被逐渐应用于各个领域。地物波谱特征是遥感技术的基础之一，尤其森林植被的波谱特征更是世界各国争先研究的课题。研究森林植被群落波谱特征，就可以根据不同来源（航片、卫片）、不同形式（图像、数据）的遥感信息提取出森林专题信息，为划分森林类型、绘制林相图、清查森林资源、预测预报森林病虫害及森林火灾、合理利用和保护森林资源奠定理论基础。

    遥感与森林火灾

    目前，应用遥感技术进行森林群落分类的处理方法很多，下面只简要叙述分类的基本步骤：首先，结合各种地学基础资料（地形图、资源调查图件和文字资料等），通过地面实地调查、验证，确立各种植被类型的影像特征，建立TM 影像的判读解译标志。其次，利用假彩色合成TM 卫片以及地形图等地学资料，进行目视解译，并做出目视解译图。第三步，通过实地抽样调查验证，修改目视解译图，形成各种植被类型分布图。第四步，根据各种资料以及植被类型分布图确定森林群落的分类状况。

    在一望无际的大森林里迷失方向，是一件非常危险的事情，先进的科学技术为森林迷路者带来了福音。只需要一台并不复杂的卫星定位仪就可以为你进行准确定位，从而使迷路者脱离险境。

    加拿大森林防火技术

    加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度，当检测出某一林区局部温度上升到150 ～ 200℃，红外线波长达3.7 微米时，便是火灾前兆，立即测定具体温度，采取措施及时防火. 同时，加拿大林区采用多架配备先进的直升机轮流监测森林火灾，飞行费每小时需3万～ 3.6 万元。

    通过遥感技术预测森林火灾

    3由于人口急剧增长，森林资源的过度利用，环境污染加剧，森林生物多样性急剧减少。目前，热带森林面积每年以减少1.2％递减，简而言之，每天就有2740 公顷原始森林从地球上消失。估计近30 年左右，由于砍伐热带森林将导致占世界总物种数的5％～ 10％灭绝，即每天50 ～ 150 个物种被灭绝。生物多样性最丰富的热带森林是地球上生境损失和破坏最为严重的地区，也是森林生物多样性减少最为严重的地区。

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