工業(yè)原料林研究現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

張東來，郭樹平

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)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(yíng)方式達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的人工林［1］，屬于商品用材林的一部分。我國(guó)工業(yè)原料林是在速生豐產(chǎn)林的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，基本上未與林產(chǎn)加工業(yè)真正結(jié)合起來，也并沒有真正采用現(xiàn)代化手段實(shí)現(xiàn)集約經(jīng)營(yíng)。因此我國(guó)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(guān)鍵，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須采用定向培育技術(shù)。通過定向培育工業(yè)原料林，達(dá)到速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的目標(biāo)，不但可以解決工業(yè)用材短缺的現(xiàn)狀，而且也能在實(shí)現(xiàn)木材商品生產(chǎn)的同時(shí)獲得較大的利潤(rùn)。

1 工業(yè)原料林研究現(xiàn)狀

一直以來，人工林的培育目標(biāo)得到十分重視，為了達(dá)到人工林定向、速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定的目標(biāo)，主要實(shí)行遺傳控制、立地質(zhì)量評(píng)價(jià)、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(guó)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(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，幾十年來在人工造林的樹種選擇、立地質(zhì)量評(píng)價(jià)和立地類型劃分、人工林混交結(jié)構(gòu)、林農(nóng)間作等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，收到了良好的效果。分類經(jīng)營(yíng)、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(shù)的精準(zhǔn)化已經(jīng)成為基本要求［4］。

工業(yè)原料林的培育技術(shù)研究，主要依靠近代科技的進(jìn)步，特別是生物科技的進(jìn)步，更重要的是可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)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(jìn)成果和技術(shù)，以達(dá)到多產(chǎn)木材，并取得高利潤(rùn)的目的。我國(guó)工業(yè)原料林發(fā)展始于速生豐產(chǎn)林，當(dāng)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(gè)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(shù)措施、篩選優(yōu)化栽培模式及實(shí)行生態(tài)系統(tǒng)管理的集約管理等［7］。另外，還應(yīng)該包括工業(yè)原料林樹種材質(zhì)材性綜合評(píng)定及工藝成熟預(yù)測(cè)等方面內(nèi)容。

1.1 造林樹種選擇技術(shù)研究

造林樹種選擇的適當(dāng)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(guān)鍵。是實(shí)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(duì)其它方面考慮較少，現(xiàn)在選擇用材林造林樹種時(shí)注意速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗性等方面［3］。對(duì)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(jìn)外來品種。

1.2 林木良種選育技術(shù)研究

林木良種是建設(shè)工業(yè)原料林過程中至關(guān)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(shè)效果的關(guān)鍵，選用良種造林可以提高營(yíng)林投資效益。已有的研究與實(shí)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(qiáng)。這些性狀包括樹高與直徑生長(zhǎng)速度等很多指標(biāo)［6］。依據(jù)氣候相似性原理育種專家從外地引進(jìn)樹種，通過長(zhǎng)期試驗(yàn)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(shù)手段。

1.3 優(yōu)質(zhì)造林材料擴(kuò)繁技術(shù)研究

培育與應(yīng)用優(yōu)良種苗，是林木集約經(jīng)營(yíng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，優(yōu)質(zhì)造林材料擴(kuò)繁技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)于人工林，尤其是工業(yè)原料林培育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。

國(guó)外林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)優(yōu)質(zhì)造林材料擴(kuò)繁技術(shù)非常重視。良種壯苗在我國(guó)用材林基地建設(shè)上的應(yīng)用是從20世紀(jì)50年代后期開始，在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)中逐步提高的。通過多年的科技攻關(guān)，取得了一些重要的成果。初步建成了工廠化育苗技術(shù)體系，使我國(guó)林木育苗技術(shù)走上了一個(gè)新臺(tái)階。創(chuàng)造了一些主要用材樹種無性繁殖的新技術(shù)，加速了優(yōu)良樹種的繁殖［3］。目前，我國(guó)林木工廠化育苗技術(shù)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(shù)體系。許多主要用材樹種的無性繁殖技術(shù)還處于試驗(yàn)階段，距離大規(guī)模應(yīng)用還有一些差距。

1.4 立地選擇技術(shù)研究

適地適樹是營(yíng)造人工林必須遵循的原則，其基礎(chǔ)是科學(xué)劃分的造林立地類型，并進(jìn)行科學(xué)的立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，因此，森林立地研究在整個(gè)林業(yè)科學(xué)中占有重要地位［8－9］。

國(guó)外森林立地分類的研究始于18世紀(jì)末和19世紀(jì)。綜觀世界各國(guó)對(duì)森林立地分類研究的理論和實(shí)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(gè)方面。我國(guó)的森林立地分類工作始于上世紀(jì)50年代，主要采用蘇聯(lián)林型學(xué)的理論和方法。上世紀(jì)80年代末和90年代初，我國(guó)提出了一些全國(guó)性的立地分類系統(tǒng)，其中較典型的有《中國(guó)森林立地分類》［10］和全國(guó)5級(jí)立地分類系統(tǒng)［11］。

1.5 人工林密度與結(jié)構(gòu)配置技術(shù)研究

密度和結(jié)構(gòu)配置是人工造林群落結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，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(jìn)行人工調(diào)控的科學(xué)依據(jù)，因此，是各國(guó)在發(fā)展人工林事業(yè)上普遍關(guān)心的問題。

在歐洲各國(guó)，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?；旖涣峙c人工純林相比較具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此，在人工林培育上有巨大的發(fā)展空間。目前，國(guó)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(shù)方面都做了大量的研究工作，并提倡在生產(chǎn)實(shí)踐中大量營(yíng)造混交林［3］。

1.6 人工林集約經(jīng)營(yíng)技術(shù)研究

集約經(jīng)營(yíng)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(gè)環(huán)節(jié)都要采用集約化的經(jīng)營(yíng)技術(shù)。近年來，國(guó)外在人工林經(jīng)營(yíng)過程中在更多的環(huán)節(jié)上采用了新的集約培育技術(shù)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有林經(jīng)營(yíng)技術(shù)起步比較晚，但發(fā)展較快。黑龍江省對(duì)紅松、樟子松及落葉松等人工林和天然次生林進(jìn)行了大量的研究工作，但經(jīng)營(yíng)的目標(biāo)比較單一，尤其是沒有將培育技術(shù)與木材質(zhì)量相聯(lián)系。對(duì)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(jìn)行了大量的研究，基本做到了林地土壤養(yǎng)分管理的精準(zhǔn)化［12］。以往我國(guó)對(duì)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(guó)針對(duì)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(shí)施凋落物保護(hù)和采伐剩余物還田方面的研究工作［13］。我國(guó)在杉木無節(jié)材培育技術(shù)方面有初步報(bào)道［14］，但并沒有深入研究，需要進(jìn)一步開展相關(guān)研究。

1.7 人工林更新技術(shù)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(shù)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(xiàng)比較困難和復(fù)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(jìn)行調(diào)查設(shè)計(jì)及其他各項(xiàng)更新環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。在確定采伐方式時(shí)主要考慮更新和保持環(huán)境的需要［15］。

1.8 材質(zhì)材性測(cè)定以及預(yù)測(cè)技術(shù)研究

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

我國(guó)科研人員在人工林木材材質(zhì)材性預(yù)測(cè)研究方法方面取得了許多成果，與當(dāng)前國(guó)內(nèi)和國(guó)外林業(yè)發(fā)展方向和木材加工的需要相適應(yīng)，總的趨勢(shì)是朝著快速、準(zhǔn)確、低成本、無損的預(yù)測(cè)方向發(fā)展。但是，我國(guó)在材性預(yù)測(cè)方面與國(guó)外還存在相當(dāng)大的差距。目前我國(guó)學(xué)者在材質(zhì)材性預(yù)測(cè)方面的研究主要集中于針葉材較多，闊葉材［16～18］研究相對(duì)較少。

在國(guó)外，近紅外光譜技術(shù)——這一新的材質(zhì)材性預(yù)測(cè)方法獲得了積極廣泛的應(yīng)用;在我國(guó)，中國(guó)林科院的科研工作者首先開展的相關(guān)試驗(yàn)，并取得了預(yù)期的結(jié)果［19］。

2 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著人工林集約經(jīng)營(yíng)程度的不斷提高，工業(yè)原料林的培育技術(shù)也處于不斷的發(fā)展過程中。從工業(yè)原料林培育技術(shù)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(gè)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(shù)措施、優(yōu)化栽培模式篩選等技術(shù)措施將是現(xiàn)在和將來一段時(shí)間內(nèi)工業(yè)原料林定向培育的主要研究領(lǐng)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(jìn)外來優(yōu)良樹種或品種。在良種選育上，主要是針對(duì)這些樹種工業(yè)原料林定向培育目標(biāo)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(shù)，以滿足對(duì)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(kuò)繁技術(shù)上，主要是加強(qiáng)優(yōu)良品種的無性繁殖技術(shù)研究，尤其是開發(fā)優(yōu)良繁殖材料的組培快繁技術(shù)，逐步形成適宜于工廠化的育苗技術(shù)體系。在立地選擇上，主要是開發(fā)針對(duì)工業(yè)原料林不同培育目標(biāo)和加工利用需求方面的微立地選擇與控制技術(shù)。在現(xiàn)有林集約經(jīng)營(yíng)上，主要是按照定向培育的目標(biāo)發(fā)展土壤養(yǎng)分管理技術(shù)、凋落物及采伐剩余物管理技術(shù)、大徑無節(jié)材培育技術(shù)，并將各種經(jīng)營(yíng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合形成各樹種優(yōu)化的配套技術(shù)體系。在材質(zhì)材性測(cè)定以及預(yù)測(cè)技術(shù)研究上，今后將開展更為深入的試驗(yàn)，建立廣泛適用于我國(guó)人工林木材材質(zhì)材性測(cè)定以及預(yù)測(cè)技術(shù)。

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