國外林業科研機構都在關注什么

文/王燕琴

林業科技工作者要加強對森林作為戰略資源的實證研究和理論支撐。要通過科技手段，改善森林經營措施，提高森林的生長量和單位面積產量，“在有限的林地里，長出更多的木頭”。

德國杜能研究所

杜能研究所是德國聯邦食品和農業部（BMEL）下屬綜合性研究機構，擁有14個專業研究所，其中有4個研究所從事林業研究，即木材研究所、國際林業和林業經濟研究所、森林生態系統研究所和森林遺傳研究所，在木材生產和林木育種等方面為BMEL提供決策支持。

一、重點研究領域和方向

杜能研究所下屬的4個林業研究所根據德國林業發展需求，專注于不同研究領域，服務于林業主管部門的森林經營管理。

1.木材研究領域

木材研究是杜能研究所最重要的林業研究領域，重點關注木材緩解氣候變化相關研究。主要研究方向包括：1.以木材和木制品質量評估、木材材種與來源鑒定為重點研究方向，特別是實木與復合木材結構性狀關系、新利用木材與人工林木材及新型復合木材質量、木材纖維圖集制作這三個方面的研究；2.生物質資源與材料研究，重點關注木質可再生原料使用效率、木質生物質材料性能以及生物質資源與材料的環境影響，特別是多功能材料、利用生物材料替代不可再生材料、林副產品加工和材料使用、可回收資源保護和材料設計等；3.木材利用對環境和氣候的影響，即開展生命周期評估，量化評估木材利用對環境和氣候的影響，以溫室氣體排放評估和木材產品生產周期評估為主要方向；4.健康與消費者保護，主要研究木材產品的碳排放，防腐處理木材中生物殺滅劑，蟲害和真菌監測，各類天然、改性和防腐木材對健康的影響。

2.國際林業和林業經濟研究領域

重點開展林業軟科學研究，主要集中于4個方向：1.德國林業：持續追蹤法規、經濟和社會條件變化對德國林業企業的影響，分析德國近自然林業和經濟領域的關鍵數據；2.國際林業：在熱帶地區開展森林可持續經營研究，特別是退化森林的恢復、市場選擇的激勵措施和阻礙因素、熱帶森林可持續經營成本等，試點可行的森林可持續經營社會經濟途徑；3.林產品市場：追蹤研究國內外木材市場發展效益、就業、產品結構、競爭力等，重視開展可再生能源、氣候變化和環境保護相關研究；4.森林與社會：針對森林的生態和社會功能開展經濟價值評估和可持續性評估，分析其成本效益及森林可持續提供多種服務的機會。

3.森林生態系統研究

以森林生態系統為目標和內容，重點開展以下方向的研究：1.森林資源與氣候保護：開展森林資源和碳清查，研判德國森林發展趨勢，監測森林氣候保護活動的實施；2.森林和土壤調查：開展森林狀況調查（一類調查）和森林土壤調查，分析森林和土壤狀況變化的原因和趨勢；3.森林生態與生物多樣性：將成熟方法學與新技術相結合，識別和監測影響森林生態系統、林分和樹木的因素；4.野生生物生態學：開展野生生物信息監測，維護國家野生生物信息系統門戶網站，提供與狩獵和野生生物相關的建議。

4.森林遺傳研究

重要研究方向包括：1.種源與育種研究：研究樹木種群在遺傳和表觀遺傳水平上對氣候變化的適應性，優化不同樹種生物量和高價值木材生產，加強速生樹種育種研究，評估森林遺傳資源；2.抗病性與種子品質研究：研究樹木對常見及新型有害生物和非生物危害因素的抗性；3.生態遺傳學研究：研究自然和人為環境因素對樹木和灌木種群及其相關生物的遺傳組成和適應性的影響，特別是氣候變化、林業措施和森林破碎化的影響，識別木材和林木繁殖材料的地理起源，以及使用基因標記來識別物種；4.基因組研究：使用分子生物學、生物技術和生物信息學方法來鑒定基因組存儲的信息與特征及其相互關系，開發用于評估森林遺傳資源以及進行遺傳鑒定和克隆鑒定的分子標記，開發能夠檢測樹木和木材遺傳變化的方法。

二、未來科研重點方向

作為部屬研究機構，杜能研究所的研究重點與BMEL的關注領域高度吻合，很多課題服務于政策制定。2008年頒布的《2020年林業戰略》是德國長期林業政策的基礎性文件，指明了未來林業科研的方向，要求通過森林環境的長期監測，提供客觀的數據分析和決策參考，同時強調隨著森林在氣候保護中的地位凸顯，需要在氣候變化、生物多樣性等領域開展開創性研究，從而填補現有的知識空白。

為此，杜能研究所未來將在以下領域重點開展研究：1.氣候變化對森林的影響以及提高森林和木材的氣候保護能力的方式；2.氣候變化對森林生態系統生物多樣性的影響；3.森林環境監測和生物多樣性監測；4.制定更有效的森林經營方法來保護和可持續利用生物多樣性，闡明生物多樣性與森林經濟和生態功能之間的聯系；5.對未來木材需求以及可持續木材供應持續進行科學估算，包括森林以外具有生物量生產潛力的林木；6.創新木材產品，開發更高效的生產方式。

美國林務局研發中心

美國林務局研發中心是美國最重要的林業科研機構，下設7個研究站所，管理著81個實驗林和草場。其工作任務是為林業政策和土地管理決策提供科學知識，支持基于科研證據的決策制定。

一、重點科研領域和方向

林務局研發中心結合國家林業發展戰略，圍繞森林健康維護，針對森林生態系統保護及利用，確定了近年來林業研究優先領域，即生物質和生物能源、氣候變化、納米等先進木材技術、流域管理和恢復、城市自然資源管理、森林清查與監測以及森林干擾，并實施了七大戰略科研計劃，引導科研人員根據重點研究方向開展研究。

1.入侵物種研究計劃

通過入侵物種威脅評估、生物分類學等研究，確定預防入侵物種的威脅；為控制管理入侵物種，開展生物防治、基因學和抗性育種等研究；從景觀評估管理、基因學、流域管理、氣候變化適應和林火影響等視角開展生態系統恢復研究；入侵物種生物學研究，特別是物種的環境耐性及資源競爭。

2.清查、監測和分析計劃

利用清查數據開展生物能源原料供應、森林碳匯、森林可燃物負荷、森林生態系統服務價值和森林健康及其趨勢等評估工作；追蹤報告森林可持續發展核心指標實現情況；開發和提供模型、技術、工具和分析服務；圍繞城市環境、生態系統服務、氣候變化等方向開展多學科交叉研究。

3.戶外游憩研究計劃

開展游憩體驗和決策支持研究；社區合作及合作伙伴關系研究；游憩與生態系統互動關系研究，特別是游憩與荒地-城市地區管理、入侵物種防控、脆弱環境保護等方面的相互作用。

4.資源管理和利用研究計劃

對混農林、林產品、景觀科學、資源管理與經營作業及城市林業開展研究，開發數據和工具，提供自然資源管理利用決策參考。

5.水、空氣和土壤研究計劃

研究水、空氣和土壤在自然界的活動進程及相互影響；評估氣候變化及污染對空氣、水和土壤的影響；研究極端天氣事件的影響，特別是極端天氣事件頻度強度、不利影響、過火生態系統恢復等。

6.荒地野火和可燃物研究計劃

開發土地利用以及水、空氣和土壤等相關資源管理的工具和技術；提供管理活動影響預測的工具和技術；根據使用者的反饋，改善工具和技術；開展公眾教育，開發自然資源管理相關的學校教材。

7.野生動植物和魚類研究計劃

開展物種與生態系統研究，特別是物種棲息地和種群規模監測、物種分布和豐度預測；研究傳統及新型資源利用的影響、人類活動的干擾、自然資源管理對物種的影響等；威脅因素研究，特別是預測在氣候變化下物種棲息地和分布的變化情況。

二、林業科研發展趨勢

通過分析研究2015-2018年林務局578項重點林業科研活動，可以看到林務局林業科研呈現以下趨勢。

1.氣候變化成為林業科研的熱點問題

氣候變化是林業科研最重要的研究方向。研發中心32%以上的科研活動把氣候變化作為重要研究內容和目標，主要集中在三個方面：1.氣候變化與森林生態系統的相互影響，特別是森林對未來氣候變化的影響；2.森林生態系統包括樹木、入侵物種、野生動植物等適應氣候變化，特別是樹種選擇及樹木分布變化相關研究；3.林木緩解氣候變化的途徑，其中生物能源和CLT木建筑是兩個最熱門的研究領域。模型因此成為重要的研究方法和工具。

2.越來越強調多學科交叉研究

以森林健康為目標，強調森林是一個生態系統，重視森林與氣候、土壤、野生動植物、土壤及土壤微生物、水供應與利用、野火和人工火燒等關系和相互作用的相關研究。同時應用基因技術、遙感技術、納米技術等多學科技術手段，從多個角度、多個領域進行跨學科研究。特別是對森林中的雪、森林水供應、野生動物和魚類等的研究，豐富了林業科研的內容，凸顯森林生態系統整體效益。

3.以解決實際問題為首要任務

以解決森林經營實際問題為導向開展研究，提出解決方案。利用基礎研究成果，開發森林健康保護相關工具、指南和模型。重視林業科研成果的轉化和應用，建立廣泛合作伙伴關系，將研究成果轉化為能為森林經營管理者所用的知識產品。每年大約有16%的重點科研活動與林業科研成果轉化和推廣相關。

4.研究領域及研究經費將會有所收縮。

美國林務局2021年預算已將林業科研總預算從2020年的3.05億美元縮減到2.49億美元。鑒于此，林務局將取消野生動植物和魚類與游憩研究項目，并關閉位于加利福尼亞州的太平洋西南研究站及國際熱帶林業研究所。與此同時，將加強森林清查和分析項目及野火研究。可以預見，美國林務局將更強調林木本身及森林與相關干擾因素相互作用的研究，大幅減少森林動物及其棲息地研究活動。

日本森林綜合研究所

日本國立研究開發法人森林研究與整備機構是日本最大的國家林業科研機構，下設1所4中心。其中，森林綜合研究所（以下簡稱森綜所）作為綜合性研究機構，負責森林、林業和木材產業的研發工作，在推進國內外森林、林業和木材產業研發方面發揮了重要作用。

一、重點科研領域及方向

近年來，森綜所從日本國民的各種需求出發，林業科研重點從林業生態體系研究逐漸轉變到林業管理生產體系研究，服務于日本國產材高效利用、經營作業效率提升及智慧林業發展等政策目標。為此，森綜所確定4個林業研究重點課題，以推進相關研究活動。

1.開發森林管理技術，增強森林多種服務與功能

提高森林生態系統治山技術，開發防災減災技術，加強山地災害對策研究是主要研究方向。其中山地災害風險預測和森林防災功能評估、水源涵養功能技術、森林氣象風險評估方法、森林生態系統中放射性物質的動態和預測模型為研發重點。其他研發工作還包括開發氣候變化影響評價及氣候適應和減緩技術，評估氣候變化對森林的影響，研發基于生態系統功能的氣候變化適應和減緩相關技術。圍繞生物多樣性保護研發森林經營技術以及森林病蟲害防治技術，特別是森林多種功能評價管理技術和環境低負荷型綜合整治技術。

2.開發可持續性林業系統，保證國產材的穩定供給

持續高效的森林作業及林業生產技術、促進森林資源有效利用的木材供應系統是主要研發方向。在生產技術方面，根據地區特點和生產目標，開發森林經營技術、高效的森林經營方法和先進的林業生產技術。在木材供應系統開發方面，重點研究促進木材供應的政策機制，建立森林可持續經營和木材高效流通加工等體制，以及木質能源高效利用系統。

3.發木材及木質資源利用技術

符合資源狀況及需求的木材利用技術開發、加強未利用木質資源的利用技術開發是兩個重點研究方向。主要研究工作包括開發新型木質材料利用技術、結構利用技術及其耐久性技術，促進大徑材等稀少木質資源的利用；開展原木特性評價，開發能提高鋸材質量的干燥技術，研發高性能、高附加值材料；開發功能性成分提取與利用相關技術，促進木質材料的利用。

4.加強多品種林木育種及育種基礎技術開發，提高森林生物利用

利用生物多樣性和森林生態系統多功能性，開發可提高森林資源有效利用的新技術，以樹木生物學及其新機能的有效利用、蘑菇和微生物生物學機能及其有效利用方法兩個方面為重點。增強育種基礎技術，開發多種優良樹種及高速育種等育種技術，同時通過林木遺傳資源、生物技術和國際合作等開發推廣育種應用技術。

二、林業科研發展趨勢

根據日本森林研究與整備機構制定的《2016-2021年中長期五年計劃》，森綜所將繼續加強科研項目研究，重點工作包括：1.將繼續研發四大重點課題，實現開發成果最大化目標；2.加強林業科研信息與成果的廣泛宣傳，利用多種形式以及各種活動，促進開展國民綠化運動，普及森林整備技術；3.推進林業科技人才的多樣化培養，加強研究力量。

此外，為配合林野廳的智慧林業政策，森綜所未來將在以下方面加強研究：1.推進森林信息收集，利用激光測量技術與無人機輔助造林，提高造林質量；研究開發能夠進行自動采運和遠程操作的林業機械裝備；2.有效利用信息與通信技術（ICT），加速構建可以共享生產管理和供需相關數據的供應鏈；3.建立森林信息數據庫，實現地方政府與民營企業的數據共享目標；4.推進速生樹種的選擇與利用，實現“縮短輪伐期”目標，同時加強低密度栽培和機械化作業研究；5.推進纖維素納米纖維和改質木質素等木材新材料的制造工藝及新產品的開發。

新西蘭皇家研究院林業研究所

新西蘭皇家研究院林業研究所（SCION）是新西蘭最重要的林業科研單位。前身是新西蘭皇家林業研究所，1992年改制為新西蘭林業研究有限責任公司，并于2005年改名為“SCION”，其核心目標是通過科研機構的市場化促進科研單位與企業緊密合作，推動新西蘭林業科技的創新和發展。

一、重點科研領域與方向

SCION科研繼續立足于林木價值的提高，同時將生物質和生物產品作為重點研發領域。主要科研創新工作集中于3個領域，即森林與景觀、高價值木材制品與林產品以及生物技術與產品。

1.森林與景觀

研究內容涵蓋適宜的森林生態系統、加速種子傳播、建立造林制度、樹木生長模型、抵抗生物和非生物威脅、森林和景觀經濟回報（如生態系統服務支付、發展林下經濟及提高擇伐收入）以及社會認可度。近年來的科研創新重點任務包括恢復并保護森林生態；開發基于國家生態系統服務的森林投資框架以及相關的實施計劃（FIF）；與毛利人合作，共同制訂鄉土樹種繁育計劃和《毛利人林業發展路線圖》，將該族群文化價值與FIF框架相結合，指導土地利用決策制定；將森林土壤研究作“適地適樹”研究的創新熱點，作為SCION的核心科研方向。

2.高價值木材制品與林產品

科研重點包括在遺傳學改良、造林模式和可持續管理領域開展深入研究，創新森林管理方法和林業實踐工具，開發以提高木材和非木質林產品價值為目標的綜合土地利用框架，推廣人工林的重要價值，尤其是生態系統服務價值。重點研究活動包括：研發木質林產品創新材料，為控制并加強商用木材質量與穩定性，開發木材改性工藝，包括木材的耐久性、穩定性、抗蟲性以及顏色特征，其中，輻射松優質基因DNA標記與繁育技術是重點研發方向；研發新的生物技術與遺傳解決方案，研發植物材料（例如種質資源）和有競爭力的林業產品；創新森林管理與實踐工具，以支持實現國家林業發展目標。

3.生物技術與產品

科研攻堅集中在使用現有技術（例如擠壓成模或注塑成模）和新興技術（例如3D打印或靜電紡絲技術）研制具有可再生成分的新型聚合物材料產品；深挖轉基因林木作為替代性原料在生產高價值化學品及生產加工木材纖維和生物能源方面的潛力；開發特定商業生物精煉合作模式，基于SCION在高價值生物產品、具有成本效益的商品纖維和生物能源技術平臺以及短輪伐林木系統的新標準等創新成果基礎，與商業伙伴合作開發示范項目。

二、林業科研發展趨勢

根據2018年發布的《SCION面向2030年發展戰略》，SCION到2030年將推進新西蘭林產品、木材衍生材料及其他生物材料的研究，提升林木的環境和社會及生態效益，為新西蘭創造更高的經濟價值。針對于此，SCION將更為重視“適樹”的研究和商業應用，將重點放在松木病蟲害防治、軟木向硬木木質改性、基因篩選良種培育、生物能源林優質材培育、利用3D打印技術加強廢料利用、生物精煉等多個領域，并在市場制度激勵下進一步橫向挖掘具有高價值轉化潛力的應用科學創新技術，繼而支持國家保障生態安全、應對氣候變化的治理需求，提升本土產品的市場競爭力，以實現到2050年通過林業科研的力量使森林和制造業的GDP增長翻倍、零碳排放、土地使用的水質問題得到緩解、所有地區實現可持續社區和經濟等目標。

未來10年，SCION在國家林業機制體制建設領域，將著重完善并推動FIF作為地方發展的重要統籌工具，推進林業產業、林主、中央和地方政府均采用SCION提供的減輕有害生物、火災和颶風等自然災害風險相關的新工具、方法和技術，以適應不斷變化的氣候、貿易和旅游環境。在高價值木制品創新方面，繼續引領以輻射松等鄉土樹種為代表的DNA遺傳標記與改性技術，帶動區域林業產業技術的升級，打造對外貿易木材產品優勢。在生物基礎領域，進一步推廣林業生物技術與遺傳解決方案，提升植物材料（例如種質資源）和利基木產品的商業價值和競爭力。

加拿大林務局

加拿大林務局隸屬加拿大自然資源部，是加拿大最大的林業研究機構，旨在通過對加拿大的森林進行科學研究，在國際科研合作、生物多樣性、森林認證、遙感技術等方面對加拿大林業科研產生深遠影響。

一、重點科研領域和方向

加拿大林務局林業科研工作以森林可持續經營發展為目標，主要涵蓋六大主要領域，即加拿大森林、氣候變化、林火、林產工業、病蟲害防治及遙感技術。其中，加拿大森林、氣候變化和病蟲害防治是項目集中的重點研究領域。

1.加拿大森林：以植物分類學、森林可持續經營、森林培育和森林采伐等為重點研究方向，促進加拿大森林的可持續發展；同時，森林經營管理體系與機制等也是此領域的重要研究內容。

2.氣候變化：研究主要樹種在氣候變化條件下的分布變化、適應能力、保持生產力的能力及對生態系統的影響，分析確定在這一進程中的風險和不確定性；重點研究方向是碳核算、森林碳匯、樹種與氣候變化的影響、氣候變化適應等。

3.林火：重點研究方向是火災生態學、社區火災防護和林火特征等，其目標是利用林火研究促進森林健康，保護森林社區的安全與健康。

4.林產工業：以生物質、生物能源和生物制品為重點研究方向，同時強調基因組研究，包括環境、森林、落葉蟲害、針葉林和樹木適應性等基因組研究，結構與功能基因組研究以及轉基因樹種及其環境影響研究等。

5.病蟲害防治：研究棕色云杉長角甲蟲、山松甲蟲及云杉蚜蟲等主要林木害蟲的生物學和致病性，主要研究方向是病蟲害經濟影響及對森林生態系統的影響、具有較高抗病性的樹木物種培育、致病性昆蟲解剖學和生物學等。

6.遙感技術：以利用高分辨率的空間遙感圖像分析及遙感技術開展森林可持續經營和森林清查為主要研究方向，開發“生態空間”等用于生物多樣性監測的地球觀察數據庫，利用超高分辨率圖像對單株樹進行半自動分析以提高采伐效率和出材量，并利用遙感技術開發全球毀林監測系統。

二、未來林業科研重要領域與方向

加拿大林務局在《2019-2029年森林保護研究議程》中提出了林業多重成效、林業應對氣候變化、森林蟲害、森林可持續經營和荒地野火五大優先科研領域，并將作為科研工作的指導，將進一步確保加拿大林業科研的領先水平。

為提高林業多重成效，林務局將重點研究放在森林生態系統多重成效的風險及其影響，以及森林多重成效的社會經濟因素分析、數據和工具開發、管理技術開發及檢測、對馴鹿及其棲息地的影響等方面。為提升森林應對氣候變化的能力，將加強森林可持續經營、生物和循環經濟、健康和氣候適應性社區建設等相關研究以及科學技術和工具的開發工作，特別是森林碳匯和溫室氣體排放追蹤、森林社區和產業適應氣候變化以及氣候變化緩解和適應綜合方案等。

為實現多重成效和森林應對氣候變化兩個目標，提出加強對森林蟲害、森林可持續經營和荒地野火的研究。森林蟲害風險科研計劃強調進行森林蟲害的經濟和生態風險評估、森林蟲害的預警與監測以及防控政策與戰略措施三方面的研究。森林可持續經營研究關注遙感技術和可視化技術在森林數據收集與森林監測報告中的作用，以及模型等研究方法在森林生態系統研究中的利用。荒地野火科研計劃則提出六大研究方向，即基礎性的林火研究、社區火安全研究、林火對森林生態系統的影響、林火創新管理方案的制定和降低林火影響的方式等。