工業(yè)原料林研究現(xiàn)狀及技術發(fā)展趨勢

張東來，郭樹平

(黑龍江省林業(yè)科學研究所，哈爾濱150081)

工業(yè)原料林是指為特定工業(yè)部門提供原料而定向培育，并采用集約經(jīng)營方式達到一定標準的人工林［1］，屬于商品用材林的一部分。我國工業(yè)原料林是在速生豐產(chǎn)林的基礎上發(fā)展起來的，基本上未與林產(chǎn)加工業(yè)真正結合起來，也并沒有真正采用現(xiàn)代化手段實現(xiàn)集約經(jīng)營。因此我國的工業(yè)原料林有別于完全意義上的工業(yè)原料林［2］。

發(fā)展工業(yè)原料林，提高林地生產(chǎn)率是關鍵，要實現(xiàn)這一目標，必須采用定向培育技術。通過定向培育工業(yè)原料林，達到速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的目標，不但可以解決工業(yè)用材短缺的現(xiàn)狀，而且也能在實現(xiàn)木材商品生產(chǎn)的同時獲得較大的利潤。

1 工業(yè)原料林研究現(xiàn)狀

一直以來，人工林的培育目標得到十分重視，為了達到人工林定向、速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定的目標，主要實行遺傳控制、立地質(zhì)量評價、密度控制、防止人工林地力下降和優(yōu)化栽培模式等措施。國內(nèi)為了提高人工林林分質(zhì)量，使之成活、成林、成材，并使穩(wěn)定目標得以實現(xiàn)，幾十年來在人工造林的樹種選擇、立地質(zhì)量評價和立地類型劃分、人工林混交結構、林農(nóng)間作等方面進行了系統(tǒng)的研究，收到了良好的效果。分類經(jīng)營、定向培育已經(jīng)成為森林培育的基本原則［3］，森林培育技術的精準化已經(jīng)成為基本要求［4］。

工業(yè)原料林的培育技術研究，主要依靠近代科技的進步，特別是生物科技的進步，更重要的是可以獲得較高的經(jīng)濟效益。因此在工業(yè)原料林培育中，盡可能采用一切可利用的先進成果和技術，以達到多產(chǎn)木材，并取得高利潤的目的。我國工業(yè)原料林發(fā)展始于速生豐產(chǎn)林，當前工業(yè)原料林的培育主要圍繞定向、速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定和高效6個方面開展研究，主要包括林地選擇、遺傳控制和樹種選擇、造林密度和培育制度、多樹種搭配和混交、集約培育技術措施、篩選優(yōu)化栽培模式及實行生態(tài)系統(tǒng)管理的集約管理等［7］。另外，還應該包括工業(yè)原料林樹種材質(zhì)材性綜合評定及工藝成熟預測等方面內(nèi)容。

1.1 造林樹種選擇技術研究

造林樹種選擇的適當與否是造林工作成敗以及此后人工林效益能否正常發(fā)揮的的關鍵。是實現(xiàn)“適地適樹”的重要途徑。以前在造林樹種選擇上主要考慮樹種的速生性，對其它方面考慮較少，現(xiàn)在選擇用材林造林樹種時注意速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗性等方面［3］。對于工業(yè)原料林的培育，在造林樹種選擇上目前仍以鄉(xiāng)土速生豐產(chǎn)樹種為主，有選擇地引進外來品種。

1.2 林木良種選育技術研究

林木良種是建設工業(yè)原料林過程中至關重要的因素，決定著工業(yè)用材林的產(chǎn)量和質(zhì)量，是林業(yè)建設效果的關鍵，選用良種造林可以提高營林投資效益。已有的研究與實踐表明，樹木的很多有利性狀可以遺傳給后代，通過選育能夠得到增強。這些性狀包括樹高與直徑生長速度等很多指標［6］。依據(jù)氣候相似性原理育種專家從外地引進樹種，通過長期試驗選育優(yōu)良品系，逐步提高品系純度，生產(chǎn)力也愈來愈高［7］。選用良種造林，是發(fā)展工業(yè)原料林最快、最有效的技術手段。

1.3 優(yōu)質(zhì)造林材料擴繁技術研究

培育與應用優(yōu)良種苗，是林木集約經(jīng)營的一個重要環(huán)節(jié)，也是實現(xiàn)速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎。因此，優(yōu)質(zhì)造林材料擴繁技術的發(fā)展和應用對于人工林，尤其是工業(yè)原料林培育目標的實現(xiàn)至關重要。

國外林業(yè)發(fā)達國家對優(yōu)質(zhì)造林材料擴繁技術非常重視。良種壯苗在我國用材林基地建設上的應用是從20世紀50年代后期開始，在生產(chǎn)實踐和科學試驗中逐步提高的。通過多年的科技攻關，取得了一些重要的成果。初步建成了工廠化育苗技術體系，使我國林木育苗技術走上了一個新臺階。創(chuàng)造了一些主要用材樹種無性繁殖的新技術，加速了優(yōu)良樹種的繁殖［3］。目前，我國林木工廠化育苗技術還處于不斷發(fā)展階段，還有許多重要造林樹種沒有形成適宜于工廠化的育苗技術體系。許多主要用材樹種的無性繁殖技術還處于試驗階段，距離大規(guī)模應用還有一些差距。

1.4 立地選擇技術研究

適地適樹是營造人工林必須遵循的原則，其基礎是科學劃分的造林立地類型，并進行科學的立地質(zhì)量評價，因此，森林立地研究在整個林業(yè)科學中占有重要地位［8－9］。

國外森林立地分類的研究始于18世紀末和19世紀。綜觀世界各國對森林立地分類研究的理論和實踐，立地分類途徑大體上可概括為環(huán)境因子途徑、植被因子途徑和綜合多因子途徑三個方面。我國的森林立地分類工作始于上世紀50年代，主要采用蘇聯(lián)林型學的理論和方法。上世紀80年代末和90年代初，我國提出了一些全國性的立地分類系統(tǒng)，其中較典型的有《中國森林立地分類》［10］和全國5級立地分類系統(tǒng)［11］。

1.5 人工林密度與結構配置技術研究

密度和結構配置是人工造林群落結構的數(shù)據(jù)基礎，是提高單位面積產(chǎn)量，保持林分穩(wěn)定性的重要措施之一，又是培育工業(yè)用材林進行人工調(diào)控的科學依據(jù)，因此，是各國在發(fā)展人工林事業(yè)上普遍關心的問題。

在歐洲各國，為合理確定造林密度，根據(jù)培育目的、土壤條件、氣候因素、樹種特性，并使林分盡快郁閉，形成新的林分，而選擇造林密度。混交林與人工純林相比較具有許多優(yōu)點，因此，在人工林培育上有巨大的發(fā)展空間。目前，國內(nèi)在混交林的混交樹種選擇、混交類型、混交比例、混交方式等混交造林技術方面都做了大量的研究工作，并提倡在生產(chǎn)實踐中大量營造混交林［3］。

1.6 人工林集約經(jīng)營技術研究

集約經(jīng)營可以提高人工林單位面積的產(chǎn)量和質(zhì)量，這就要求在人工林定向培育過程中的每一個環(huán)節(jié)都要采用集約化的經(jīng)營技術。近年來，國外在人工林經(jīng)營過程中在更多的環(huán)節(jié)上采用了新的集約培育技術。國內(nèi)現(xiàn)有林經(jīng)營技術起步比較晚，但發(fā)展較快。黑龍江省對紅松、樟子松及落葉松等人工林和天然次生林進行了大量的研究工作，但經(jīng)營的目標比較單一，尤其是沒有將培育技術與木材質(zhì)量相聯(lián)系。對楊樹、桉樹、杉木、毛竹等人工林的土壤養(yǎng)分狀況及施肥措施方面進行了大量的研究，基本做到了林地土壤養(yǎng)分管理的精準化［12］。以往我國對人工林凋落物和采伐剩余物的管理不夠重視，忽視了其在養(yǎng)分循環(huán)過程中的重要作用，在很大程度上影響了林地質(zhì)量。近年來我國針對人工林凋落物和采伐剩余物開展了大量研究。目前廣東省雷州林業(yè)局已開始實施凋落物保護和采伐剩余物還田方面的研究工作［13］。我國在杉木無節(jié)材培育技術方面有初步報道［14］，但并沒有深入研究，需要進一步開展相關研究。

1.7 人工林更新技術研究

人工更新有植苗更新和直播更新兩種。但直播更新在技術上還存在一些問題，通常比較穩(wěn)妥和最常用的是植苗更新。跡地人工更新是一項比較困難和復雜的工作。采用人工更新如欲獲得成活、成林和成材，必須根據(jù)立地條件類型和樹種特性，要做到“適地適樹”，必須進行調(diào)查設計及其他各項更新環(huán)節(jié)設計。在確定采伐方式時主要考慮更新和保持環(huán)境的需要［15］。

1.8 材質(zhì)材性測定以及預測技術研究

開展早期材質(zhì)材性預測，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)育種世代縮短，提高選擇效果，從而達到林木生長與材質(zhì)材性聯(lián)合遺傳改良的目的，而且，還可以對人工林的集約經(jīng)營和天然林的更新選擇，作出準確的材質(zhì)材性預測，為林木的定向培育和自然更新提供科學合理的依據(jù)。

我國科研人員在人工林木材材質(zhì)材性預測研究方法方面取得了許多成果，與當前國內(nèi)和國外林業(yè)發(fā)展方向和木材加工的需要相適應，總的趨勢是朝著快速、準確、低成本、無損的預測方向發(fā)展。但是，我國在材性預測方面與國外還存在相當大的差距。目前我國學者在材質(zhì)材性預測方面的研究主要集中于針葉材較多，闊葉材［16～18］研究相對較少。

在國外，近紅外光譜技術——這一新的材質(zhì)材性預測方法獲得了積極廣泛的應用;在我國，中國林科院的科研工作者首先開展的相關試驗，并取得了預期的結果［19］。

2 技術發(fā)展趨勢

隨著人工林集約經(jīng)營程度的不斷提高，工業(yè)原料林的培育技術也處于不斷的發(fā)展過程中。從工業(yè)原料林培育技術研究看，培育主要圍繞定向、速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定及高效6個方面開展研究，林地選擇、遺傳控制和樹種選擇、造林密度和培育制度選擇、多樹種搭配和混交、集約培育技術措施、優(yōu)化栽培模式篩選等技術措施將是現(xiàn)在和將來一段時間內(nèi)工業(yè)原料林定向培育的主要研究領域［20］。在工業(yè)原料林造林樹種選擇上，目前仍以鄉(xiāng)土速生豐產(chǎn)樹種開發(fā)利用為主，有選擇地引進外來優(yōu)良樹種或品種。在良種選育上，主要是針對這些樹種工業(yè)原料林定向培育目標和加工利用的需要，來開發(fā)優(yōu)良家系、無性系的綜合選擇技術，以滿足對原料林形質(zhì)、材質(zhì)、速生及抗性等方面的要求。在優(yōu)質(zhì)造林材料擴繁技術上，主要是加強優(yōu)良品種的無性繁殖技術研究，尤其是開發(fā)優(yōu)良繁殖材料的組培快繁技術，逐步形成適宜于工廠化的育苗技術體系。在立地選擇上，主要是開發(fā)針對工業(yè)原料林不同培育目標和加工利用需求方面的微立地選擇與控制技術。在現(xiàn)有林集約經(jīng)營上，主要是按照定向培育的目標發(fā)展土壤養(yǎng)分管理技術、凋落物及采伐剩余物管理技術、大徑無節(jié)材培育技術，并將各種經(jīng)營技術有機結合形成各樹種優(yōu)化的配套技術體系。在材質(zhì)材性測定以及預測技術研究上，今后將開展更為深入的試驗，建立廣泛適用于我國人工林木材材質(zhì)材性測定以及預測技術。

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