张伟东（右）和同事测量杉木树径。王昊昊/摄

每年春夏，大批候鸟会飞越湖南省怀化市会同县的群山。它们从南方来，往北方去，年复一年，从不爽约。

在这片林子里，还有另一群“候鸟”。他们从东北跨越2000多公里飞抵湘西的群山，一守就是60多年。

这群特殊的“候鸟”，便是中国科学院沈阳应用生态研究所（以下简称沈阳生态所）会同森林生态实验站（以下简称会同站）的科研人员。60多年来，他们像候鸟一样，每年从沈阳飞到湘西；和真正的候鸟不同的是，他们的落脚点从1960年选定那天起，就再也没有变过。

一个关乎国家命脉的战略问题

站在老站址门口，会同站原站长、沈阳生态所研究员汪思龙思绪万千，1985年初来会同的场景历历在目。

那一年，从安徽农业大学林学系毕业的汪思龙考上沈阳生态所研究生，来到会同站工作。他原计划到长白山做森林土壤研究，却阴差阳错到了这里。

“到会同站后我才知道，原来站里的专家早就盯上了我。”汪思龙说，野外科研工作强度大、驻点条件艰苦，对体力和长期野外适应能力要求较高。“当时站里更青睐体力好、能吃苦的男性科研人员，专业契合的我成为最佳人选。”

一个位于东北地区的研究所，为什么要在2000多公里外的会同建个研究站？这个问题，汪思龙当年也想过。到了会同，他才慢慢明白。

新中国成立之初，百业待兴，巨大的木材需求，快速消耗了我国东北和西南两大国有林区的森林资源。同时西方国家对我国实行全面封锁禁运，木材进口渠道几乎被掐断。20世纪50年代，我国每年进口木材只有30多万立方米，还不到20世纪30年代进口量的一半。

“脚手架、电线杆、铁轨枕木等都是木头的，老百姓家里的洗脸盆等日常用品也是木制的。”汪思龙说，后备森林资源如何跟进培育，成为一个关乎国家命脉的战略问题。

当时，沈阳生态所（彼时为中国科学院林业土壤研究所）的科学家朱济凡、刘慎谔等预见到我国天然林资源明显不足，并前瞻性地提出从国家长远需求出发，利用亚热带丰富的水热资源大力发展人工林，从根本上解决木材供应不足的问题。

“培育森林后备资源，研究所老一辈科学家首先想到的便是人工造林。东北气候寒冷，落叶松二三十年的生长量，南方杉木七八年就可能实现。他们调研后提出，人工培育森林资源，要到亚热带气温比较高、水热资源比较丰富的地方来。”汪思龙介绍。

会同地处湘西南，被雪峰山脉与云贵高原环抱，是全国杉木的中心产区之一，素有“广木之乡”的美誉。这里的杉木七八年就能长到东北落叶松二三十年才能达到的规模。于是，会同成了“候鸟”们选定的落脚点。

1960年3月，以冯宗炜、陈楚莹为首的科研人员，带着培育后备森林资源的国家任务，从沈阳出发来到会同县广坪镇，建立了我国第一个人工林定位站。

破解杉木“成长的烦恼”

种一棵树容易，造一片林难。建站之初，摆在科研人员面前的问题是如何种好杉木。

没有现成答案。当时我国人工林研究刚起步，连最基本的造林密度都没有科学依据。起初照搬苏联经验，每亩种440株。会同站科研人员经过对比观测，发现这个密度并不适合南方杉木。

“由林学、森林气象、树木生理、土壤物理等不同专业人员组成的科研团队，开展了大量的观测和试验，得出一个新答案：南方杉木人工林每亩种240株最合适。”会同站现任站长、沈阳生态所研究员张伟东说。

这个数字看似简单，在当时却是颠覆性的。密度降下来后，杉木生长空间足了，出材率大幅提高。调整密度后的杉木林，每亩蓄积量达到87.2立方米。会同站随后建起的3000多亩示范林，成为20世纪80年代全国速生丰产林样板。

栽种密度有了答案，但新问题很快又来了。到20世纪80年代，林农反映，杉木种过一轮，再种就长不好了。第一代每亩能产20立方米，第二代只有十五六立方米，第三代更少。一代不如一代，这是当时南方杉木产区最头疼的事。

为什么会这样？会同站科研团队开始了一场长达15年的攻关。

他们发现，杉木有个“毛病”，其枯枝落叶含有抑制微生物分解的芳香物质，落在地上不易腐烂，养分归还不到土壤里。杉木十几年后才大量落叶，而到20年主伐期时，叶子还没完全分解，树就砍了。砍完以后，林农习惯一把火烧掉枯枝落叶，上一代积累的有机质又损失了一大块。如此循环，地力逐年下降。

“过去说三五年就导致地力衰退，其实不准确。”汪思龙后来反思，“如果让杉木长到30年再砍，给它足够的时间分解和归还养分，退化就不会这么严重。但当时国家急需木材，等不了30年。”

经过反复定位试验、实地论证后，科研人员找到了一个简洁有效的方案，按8：2的比例营造杉阔混交林，即八成杉木、两成阔叶树。

汪思龙解释说，阔叶树的落叶分解速度比杉木快一倍多，能加速养分循环；有些阔叶树种还能固氮，把空气中的氮固定到土壤中供杉木吸收。8：2这个比例，既能保证杉木产量，又能遏制地力衰退，综合效益最好。

他们还发现，不同地区适合的阔叶树种不一样。广西林场杉木最好的搭档是火力楠，到了湖南，则是刺楸。刺楸叶子薄、分解快，养分循环迅速，生长周期短，而十几年后竞争不过杉木时，自己就“退出”了，把空间留给杉木继续生长。“刺楸前期可提高土壤肥力，促进杉木生长；后期又有自疏作用，不需要人工间伐。”张伟东说。

在此基础上，团队进一步揭示了杉木林地力衰退的三大机理——营养机理、生物学机理和毒性机理，构建了杉木土壤质量调控技术体系。2004年，时任会同站站长陈楚莹的关于在我国亚热带、热带地区建立优质高效人工用材林的建议，得到国家有关部门高度重视，成为国家林业决策的重要依据。

为一片林算清“碳账”

2003年，国家林业政策从“以木材生产为主”转向“以生态建设为主”。与此同时，杉木的市场价值也在下降——进口木材大量涌入，而杉木密度低、质地软，做地板一砸一个坑，在家具市场的竞争力大不如前。会同县的采伐指标，从20世纪90年代的每年30万立方米，降到了如今的10万立方米。

杉木从“摇钱树”回归“生态林”。会同站的研究重心也随之转为服务“双碳”目标。“老一辈科学家解决的是‘有没有’的问题，我们要解决的是‘好不好’‘可否持续’的问题。”张伟东说。

1998年开始，会同站的研究人员对这片示范林进行了气候、地形、水源、生态4个方面的连续观测。近30年的数据积累下来，他们正在算一笔精细账：这片林子每年能固定多少碳？土壤里的碳是在增加还是减少？

初步结论并不乐观。“树木生长确实固定了大量碳，但土壤碳似乎在降低。”张伟东说，植物通过光合作用吸收二氧化碳，但土壤也在通过微生物分解有机质释放二氧化碳。整个生态系统到底是碳汇还是碳源，需要把这两笔账放在一起算。

要算清这笔碳收支账，关键在于摸清土壤呼吸规律。土壤每年释放的二氧化碳量是大气碳库的3倍，与人类活动排放量相当。如果土壤释放的二氧化碳进入大气，全球变暖就会加剧。为了把碳“留”在土壤里，团队正在探索一条新路径：增强岩石风化。

“石头在从大颗粒变成小颗粒、最终形成土壤的过程中，本身就在吸收二氧化碳。”张伟东解释，把岩石粉末撒到土壤里，一方面可让它吸收二氧化碳，另一方面，岩石释放出的钙离子能让土壤里已有的碳变得更稳定，分解得更慢。目前，相关研究成果已发表，逐步探索后有望进一步推广。

另一条路径是增加物种丰富度。团队在杉木林下引入刺楸、闽楠、栲树、青冈等阔叶树种，营造多树种混交林，通过更复杂的群落结构让土壤固定更多碳。比如，刺楸前期提高土壤肥力、后期自疏让位；闽楠作为珍贵用材树种，长好了可以弥补杉木价格低的短板；栲树、青冈等树种，则可促进生态系统功能的恢复。

杉木林的意义已不止于一亩能出多少方木材，而是能为国家“双碳”目标贡献多少碳汇。

研究的接力棒也在传递。目前，会同站的固定科研团队有近30人，站里还有“90后”“00后”的学生常驻。

“优秀人才引进仍有难度，不是招不到人，而是愿意长期扎根野外台站的人不多。”张伟东表示，老一辈“候鸟”们在艰苦的年代守住了这片林子，很好地解决了国家重大需求，而时代考题几经更迭，不变的是这片山林，是会同站科研“候鸟”们的坚守。“年轮不息，研究不止。我们将持续解码森林碳循环的秘密，在湘西南群山之间，做好这片杉木林的科学接力。”