張林媚

（榆林市林業(yè)科學(xué)研究所，陜西 榆林 719000）

1 研究背景

榆林是生態(tài)過渡地帶，也是生態(tài)脆弱地區(qū)。建國(guó)以來，榆林人民長(zhǎng)期堅(jiān)持“南治土北治沙”，歷經(jīng)70 年艱苦卓絕的努力，林業(yè)建設(shè)取得巨大成就，但新挑戰(zhàn)仍然嚴(yán)峻。

一方面，如何使現(xiàn)有森林資源的防護(hù)效能和生產(chǎn)能力得到長(zhǎng)期保持甚至不斷提高？像德國(guó)的“恒續(xù)林”體系一樣實(shí)現(xiàn)無間更新，既能使土地持續(xù)處于森林群落的覆蓋之下，又能不斷地發(fā)揮其防護(hù)效能和生產(chǎn)能力，避免林地裸露導(dǎo)致“二次沙化”或“再次水土流失”[1]。要實(shí)現(xiàn)這樣“青山常在、綠水長(zhǎng)流”的新夢(mèng)想，就必須創(chuàng)建符合當(dāng)?shù)鼐唧w情況的森林更新（復(fù)壯）理論和技術(shù)體系。另一方面，如何提高新建森林資源的防護(hù)效能和生產(chǎn)能力？不斷提升森林資源質(zhì)量、長(zhǎng)期發(fā)揮森林資源效能，避免森林早衰。這需要?jiǎng)?chuàng)建適合當(dāng)?shù)鼐唧w情況的森林營(yíng)造理論和技術(shù)體系。

基于以上想法，該實(shí)驗(yàn)室將針對(duì)榆林的具體情況，不斷創(chuàng)新現(xiàn)有森林資源保持（提升）、新增森林資源培育理念，形成適合當(dāng)?shù)厍闆r的森林資源保育理論和技術(shù)體系，包括良種應(yīng)用、高效栽培、合理經(jīng)營(yíng)、科學(xué)更新等內(nèi)容，為持續(xù)發(fā)揮現(xiàn)有森林資源的多種功能以及提升森林資源培育質(zhì)量提供支撐。通過2 年的建設(shè)，將該實(shí)驗(yàn)室打造成榆林森林資源保育的科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)（成果轉(zhuǎn)化）、人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流平臺(tái)。

2 研究方向、主要研究?jī)?nèi)容及預(yù)期目標(biāo)

2018 年榆林市委、市政府提出“保治補(bǔ)用”國(guó)土綠化行動(dòng)方針，實(shí)施了三北工程、退耕還林、天然林保護(hù)、京津風(fēng)沙源治理等“國(guó)字號(hào)”工程，開展了“三年植綠大行動(dòng)”“林業(yè)建設(shè)五年大提升”。榆林林木保存面積達(dá)到2157 萬畝，其中常綠針葉林180 萬畝，林木覆蓋率達(dá)到33%，沙區(qū)860 萬畝流沙全部得到治理，榆林地區(qū)生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，缺林少綠較為突出，生態(tài)底子薄弱的現(xiàn)狀仍未得到根本性改善，與建設(shè)生態(tài)文明仍有巨大差距，生態(tài)不優(yōu)的短板仍然困擾著全市長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。①300 多萬畝防護(hù)林，嚴(yán)重老化退化，防護(hù)效能降低；②對(duì)林木資源的管護(hù)不到位，已有森林資源的保護(hù)和新林木資源開發(fā)之間的矛盾還未得到合理有效的解決；③從整體上來看，林木產(chǎn)業(yè)的集約化程度不夠高、抗風(fēng)險(xiǎn)能力不足、持續(xù)發(fā)展缺乏后勁制約了林業(yè)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展水平等問題[2]。日益嚴(yán)峻的生態(tài)危害、資源危機(jī)，使人們不得不認(rèn)真反思以往的種種做法，努力尋求新思維、新方法和新技術(shù)，科學(xué)、持續(xù)地進(jìn)行森林資源保育及利用。森林資源保育與利用已成為當(dāng)前生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、環(huán)境學(xué)、管理學(xué)等多學(xué)科交叉研究的前沿領(lǐng)域之一。

2.1 現(xiàn)有森林資源的保持

根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署公布的數(shù)據(jù)顯示，從20 世紀(jì)末以來，地球上的森林面積正以每年約0.152 億hm2的速度在消失。由于森林面積的大幅下降，導(dǎo)致森林作為“地球之肺”的功能受到弱化。許多國(guó)際機(jī)構(gòu)對(duì)于森林的保育日益重視。當(dāng)前要恢復(fù)森林資源，可以采取如下幾種方法：①基于生態(tài)學(xué)s 潛在自然植被及群落演替的基本理論，遵循近自然法，通過混交、異齡、浮層等手段種植一些適生鄉(xiāng)土且少需人工管理的植物類型，從而以超常的速度且低造價(jià)的方式盡可能地營(yíng)造物種豐富，群落結(jié)構(gòu)完整且生物量高的植被類型；②通過對(duì)土壤進(jìn)行改造，對(duì)水分條件等進(jìn)行控制，充分利用當(dāng)?shù)氐奶烊秽l(xiāng)土物種，在短時(shí)間內(nèi)重建適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻捻敿?jí)群落；③最大限度地按照生態(tài)系統(tǒng)退化前的物種種類及多樣性，在忽略先鋒物種的情況下，大量種植演替成熟階段的物種，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)；④以恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的基本框架為目的，在天然林的附近，種植植物群落中的演替早期階段物種，或者是演替中期階段物種，從而建立一個(gè)或一群物種。

2.2 新建森林資源的培育（高效造林）

為實(shí)現(xiàn)新建森林資源的高效培育，需要注意如下幾方面問題：①在選擇肥料時(shí)，要采取因地制宜的原則，在造林地土壤缺肥的前提下，選擇適用的肥料品種及數(shù)量，避免過量施肥燒死苗木，減少肥料的流失、浪費(fèi)及對(duì)環(huán)境的污染；②首先生物防治的方式治理林木的病蟲害問題，必要時(shí)候選擇藥效高，但低毒低殘留且污染小的農(nóng)藥進(jìn)行藥劑防治，最大限度保護(hù)林木的種類及數(shù)量；③在傳統(tǒng)人工計(jì)算和控制造林密度的基礎(chǔ)上，將信息技術(shù)，極端就仿真模型等手段充分運(yùn)用進(jìn)去，從而精準(zhǔn)地確保造林密度，對(duì)指導(dǎo)人工進(jìn)行樹種比例的選取及調(diào)節(jié)，以創(chuàng)新的方式實(shí)現(xiàn)營(yíng)林造林工作的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 主要樹種（草種）良種選育與擴(kuò)大繁殖

國(guó)外許多國(guó)家在林業(yè)生產(chǎn)中，大規(guī)模采用良種選育的方式，美國(guó)東南部就是典范。在這一地區(qū)，通過良種選育的方式，已經(jīng)將濕地松、火炬松的遺傳改良從初級(jí)升到第三帶種子園。瑞典最早開始進(jìn)行林木育種，歐洲赤松和歐洲云杉是其打造的最為成功的案例，其中歐洲赤松造林苗木已全部實(shí)現(xiàn)由無性系種子園提供種子。挪威和芬蘭對(duì)云杉?xì)v來都采用的是無性繁殖；對(duì)歐洲赤松進(jìn)行種子園繁殖良種。澳大利亞、新西蘭等在林木育種和良種繁育方面都走在世界的前列。

目前，國(guó)外林木育種研究領(lǐng)域最重要的特征是：隨著以細(xì)胞遺傳學(xué)、分子細(xì)胞生物學(xué)等新興學(xué)科的不斷發(fā)展及相關(guān)理論的不斷成熟，生物技術(shù)相關(guān)理論與實(shí)踐的結(jié)合更為緊密。生物技術(shù)的方法與手段也不斷更新，從而形成現(xiàn)代生物高科技技術(shù)。加之基因工程及細(xì)胞工程等技術(shù)的不斷滲透，讓育種的可預(yù)見性增強(qiáng)，而且育種的時(shí)間周期得以縮減，突破了常規(guī)遺傳育種方法的缺陷，促進(jìn)了傳統(tǒng)生物技術(shù)的跨越式發(fā)展，使新生物育種平臺(tái)為新種質(zhì)及新材料的規(guī)模化繁殖和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)前以美、日、德，加拿大、法國(guó)、新加坡為主的林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)組培技術(shù)進(jìn)行了大量運(yùn)用及推廣，使育苗變得大規(guī)模而工廠化。加上體胚誘導(dǎo)技術(shù)、細(xì)胞雜交技術(shù)等尖端技術(shù)取得了不斷發(fā)展與突破，幾十種樹種都實(shí)現(xiàn)了林木遺傳轉(zhuǎn)化，個(gè)別重要的物種更是已獲得轉(zhuǎn)基因植株。此外，這些國(guó)家進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作模式的林業(yè)項(xiàng)目也有幾項(xiàng)典范，其中林木細(xì)胞工程，集約化培育，基因工程等就是代表。

再加上西方國(guó)家在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)這方面的悠久經(jīng)驗(yàn)，基于跨國(guó)集團(tuán)科研和產(chǎn)業(yè)化的一體化發(fā)展，使林木育種產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。在“知識(shí)資本”和市場(chǎng)資本逐步融合的背景下，國(guó)與國(guó)之間、企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)的注重技術(shù)及組織機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新，科技在其中創(chuàng)造的效益愈發(fā)的被人們所關(guān)注。林業(yè)經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展相結(jié)合的布局，將在科技與經(jīng)濟(jì)高度融合的趨勢(shì)下，得以增強(qiáng)。因此，我們?cè)诹帜居N方面，要想擁有核心競(jìng)爭(zhēng)力，就得不斷地研究和把握新時(shí)期的育種新技術(shù)及新的發(fā)展方向，并了解市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制的規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)，從而有效利用科技育種服務(wù)，形成創(chuàng)新型的育種機(jī)制，促進(jìn)林木育種的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[3]。

2.4 主要開展研究?jī)?nèi)容

2.4.1 現(xiàn)有森林資源的保持（恒續(xù)利用）

通過主要森林（草本植物）群落演替動(dòng)態(tài)及其優(yōu)化更新技術(shù)研究，恒續(xù)利用森林（草本植物）群落的覆蓋作用、防護(hù)效能和生產(chǎn)能力，避免林地裸露引起“二次沙化”或“再次水土流失”。

（1）主要森林（草本植物）群落的演替動(dòng)態(tài)。

（2）主要森林（草本植物）群落的恒續(xù)更新。

（3）主要森林（草本植物）群落復(fù)壯的節(jié)水灌溉、配方施肥。

（4）低效（低產(chǎn)）林改造。

2.4.2 新建森林資源的培育（高效造林）

通過密度調(diào)控、撫育管理、合理混交、復(fù)合經(jīng)營(yíng)等技術(shù)和理論研究，提高新增森林資源的質(zhì)量、防護(hù)效能或生產(chǎn)能力，避免群落早衰。需要更新時(shí)，可采用上述恒續(xù)更新技術(shù)。

（1）主要樹種（草種）密度調(diào)控（基于植被水分承載力）。

（2）主要樹種（草種）撫育管理（基于水肥效應(yīng)）。

（3）主要樹種（草種）的混交模式（基于種間關(guān)系及防護(hù)效能或生產(chǎn)力）。

（4）主要樹種（草種）的農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式（基于生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益及種間關(guān)系）。

2.4.3 主要樹種（草種）良種選育與擴(kuò)大繁殖

通過主要樹種（草種）良種選育及其擴(kuò)繁應(yīng)用研究，改善林分遺傳結(jié)構(gòu)、提升遺傳增益以及森林防護(hù)效能（或生產(chǎn)力），同時(shí)提高營(yíng)造林過程中的良種使用率。

（1）主要樹種（草種）優(yōu)良個(gè)體、優(yōu)良群體選擇與遺傳評(píng)價(jià)。

（2）主要樹種（草種）良種基地建設(shè)與管理。

（3）主要樹種（草種）優(yōu)良品種引進(jìn)與適應(yīng)性評(píng)價(jià)。

（4）優(yōu)良遺傳材料的擴(kuò)大繁殖與推廣應(yīng)用。

3 結(jié)語

綜上所述，針對(duì)榆林市當(dāng)前森林資源的基礎(chǔ)、保育現(xiàn)狀及全新挑戰(zhàn)，本文在探討森林資源保育研究的目標(biāo)及一些具體策略方針后，提出建設(shè)森林資源保育研究實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)想，希望通過該實(shí)驗(yàn)室能吸引更多的人才，投入森林資源保育的科學(xué)研究與交流，從而更好地發(fā)揮森林資源的社會(huì)公益價(jià)值。