張守攻：科技創(chuàng)新引領(lǐng)中國人工林培育

文/王建蘭

“在林業(yè)發(fā)展的重大變革中，科技從來沒有缺位。”張守攻深有感觸地說，“林業(yè)科技是支撐中國林業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要力量。林業(yè)科學(xué)研究中的一個(gè)個(gè)革命性設(shè)想，帶動(dòng)了一個(gè)又一個(gè)突破和創(chuàng)新，成就了中國林業(yè)發(fā)展的奇跡?！?/p>

他鐘愛落葉松，用35年人生年華，攻克重重難關(guān)，創(chuàng)立落葉松優(yōu)良種質(zhì)創(chuàng)制平臺(tái)，制定落葉松高效育種策略，研發(fā)良種產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工程技術(shù)，創(chuàng)建紙漿材和結(jié)構(gòu)材定向培育模式和良種良法配套、模式目標(biāo)協(xié)調(diào)高效培育體系，加速了落葉松人工林良種化、定向化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提升了落葉松人工林生產(chǎn)力水平；創(chuàng)新人工林生長模擬和動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)一體化模型，推動(dòng)中國森林可持續(xù)經(jīng)營理論體系和評(píng)估方法與國際接軌，為我國人工林培育、森林可持續(xù)經(jīng)營理論與技術(shù)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

他，就是中國工程院院士、中國林業(yè)科學(xué)研究院院長張守攻。

30年前，我國人工造林可供選用的良種屈指可數(shù)。為了改變這種狀況，國家針對(duì)主要造林樹種開展了大規(guī)?？萍脊リP(guān)。正是在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，張守攻開始涉足人工林良種培育研究，針對(duì)落葉松良種培育，創(chuàng)新性地提出了種內(nèi)改良與雜種利用并舉、有性與無性兼顧、常規(guī)與現(xiàn)代有機(jī)融合的育種途徑。

張守攻說：“落葉松分布和適宜于栽植在北方和亞熱帶、暖溫帶亞高山區(qū)，分布范圍涉及14個(gè)省（區(qū)、市），面積和蓄積量都排在我國用材樹種第三位，是非常重要的用材樹種。這也正是我選擇落葉松作為研究對(duì)象的主要原因之一。落葉松人工林培育技術(shù)，可以為其他人工林培育提供重要參考與借鑒?！?/p>

張守攻是將我國落葉松劃定為寒溫帶、溫帶、暖溫帶和北亞熱帶4個(gè)生態(tài)育種區(qū)的第一人，他確立了不同區(qū)域的育種策略、良種化途徑和雜種高效利用模式，營建了核心育種園和二代種子園；摸清了落葉松種、家系、無性系的生長、材質(zhì)、生根、物候等遺傳變異規(guī)律，研發(fā)出多性狀聯(lián)合選擇技術(shù)和多級(jí)選育程序，創(chuàng)建了紙漿材早期選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

張守攻培育出的3個(gè)速生優(yōu)質(zhì)紙漿材專用國家級(jí)良種，材積遺傳增益均超過20%；選育的7個(gè)結(jié)構(gòu)材專用國家級(jí)良種，材積增益超過15%，木材密度提高5%，力學(xué)性能非常好。

在研究中，張守攻首次發(fā)現(xiàn)影響落葉松大小年結(jié)實(shí)的關(guān)鍵因素，并提出以激素調(diào)控為核心的強(qiáng)化育種關(guān)鍵技術(shù)。他所培育的落葉松初果期提前了5年-8年，所組建的6個(gè)國家重點(diǎn)林木良種基地和29個(gè)試驗(yàn)示范基地，10年累計(jì)生產(chǎn)良種1200公斤，培育良種苗1.98億株。

張守攻的這一系列研究成果，獲得2010年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

創(chuàng)立人工林培育集成技術(shù)體系

落葉松配子形成復(fù)雜、人工雜交制種困難，成為落葉松優(yōu)良雜交組合大規(guī)模利用的瓶頸。為了突破瓶頸，張守攻團(tuán)隊(duì)研究確立了種子園實(shí)生應(yīng)用和無性繁殖并舉的良種生產(chǎn)創(chuàng)新技術(shù)體系。

通過研制溫室容器育苗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開展水肥管理及光周期調(diào)控，張守攻團(tuán)隊(duì)將落葉松育苗周期由2年縮短至1年，容器苗造林成活率提高到90%以上；創(chuàng)建的單干柱式采穗圃，像優(yōu)良穗條生產(chǎn)工廠，能源源不斷提供優(yōu)良穗條，而且利用他研發(fā)出的完整的綜合配套技術(shù)插穗，可以使半木質(zhì)化插穗生根率提高到90%以上。他還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破子葉胚同步化規(guī)模發(fā)生技術(shù)瓶頸，創(chuàng)建落葉松體胚同步化繁育技術(shù)，發(fā)明體胚高成胚率新工藝，使體胚同步化發(fā)生率超過93%；發(fā)現(xiàn)多胺合成代謝和逆境響應(yīng)蛋白在不定根發(fā)育中發(fā)揮的重要作用，獲得了根分生組織特征基因。

張守攻說：“為了解決落葉松人工林生產(chǎn)力低、培育模式單一、技術(shù)手段落后等問題，從1991年參與國家攻關(guān)項(xiàng)目研究，我們就開始系統(tǒng)研究針葉用材林培育理論與技術(shù)，并創(chuàng)建了示范林。通過總結(jié)分析長期觀測積累的數(shù)據(jù)，我發(fā)現(xiàn)林齡、密度和立地對(duì)纖維特性、木材化學(xué)和物理力學(xué)性能的影響機(jī)制，確立了紙漿材和結(jié)構(gòu)材性能指標(biāo)及其適宜培育的林分條件；從經(jīng)濟(jì)成熟角度，引入實(shí)物期權(quán)概念綜合分析價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)和管理柔性價(jià)值，提出不同育種區(qū)紙漿材定向培育模式，并將最佳輪伐期確定為15年-26年；通過構(gòu)建影響結(jié)構(gòu)材品質(zhì)的彈性模量和木節(jié)定量預(yù)測模型，研發(fā)定量化間伐關(guān)鍵技術(shù)，提出了不同育種區(qū)結(jié)構(gòu)材定向培育模式。按照這個(gè)模式培育的樹木，木材抗彎彈性模量一下子提高到15GP -21GP，出材率超過70%?！?/p>

張守攻的成果在13個(gè)省（區(qū)、市）速生豐產(chǎn)林和退耕還林等工程中推廣應(yīng)用，面積達(dá)700萬畝，木材增產(chǎn)超過20%，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益顯著，斬獲2002年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

創(chuàng)新生長模擬與動(dòng)態(tài) 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)一體化模型

如果無法了解人工林營林措施是否有效、有多大效益，無法分析培育收益到底有多大，就很難準(zhǔn)確地評(píng)估森林經(jīng)營和投資回報(bào)的協(xié)同效益，難以制定優(yōu)化的經(jīng)營方案。張守攻說：“優(yōu)化培育技術(shù)集成方案，是為了讓林地能產(chǎn)出最大的生產(chǎn)效益。但是，如果不能同時(shí)考慮投資效益的最大化問題，最終將會(huì)影響到森林經(jīng)營的投入產(chǎn)出比。”

針對(duì)這個(gè)問題，張守攻創(chuàng)建了林分生長模型系統(tǒng)和產(chǎn)品預(yù)估模型，首次提出生長模擬和動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型一體化方法，為多種營林措施復(fù)合效益分析和優(yōu)化經(jīng)營方案，提供了先進(jìn)、高效的解決方案。目前，這項(xiàng)技術(shù)已被應(yīng)用于落葉松和杉木優(yōu)化栽培模式研究。

也許正是應(yīng)了“能者多勞”那句老話，張守攻實(shí)在太忙碌，除了科研攻關(guān)、管理中國林科院，他還擔(dān)著多重重任。他是我國人工林培育和森林可持續(xù)經(jīng)營領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人，是中國參與“溫帶及北方森林保護(hù)與可持續(xù)經(jīng)營標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)蒙特利爾進(jìn)程”及聯(lián)合國國際森林問題談判的領(lǐng)銜專家，參與主持了全球第一個(gè)國家級(jí)林業(yè)行動(dòng)計(jì)劃——《中國21世紀(jì)議程林業(yè)行動(dòng)計(jì)劃》的編制工作；是《中國可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究》總體組核心成員和分冊(cè)主編，主持了聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）、糧農(nóng)組織（FAO）、國際開發(fā)研究中心（IDRC）、全球環(huán)境基金（GEF）等國際機(jī)構(gòu)有關(guān)中國森林可持續(xù)經(jīng)營的重大國際合作計(jì)劃，率先在東北天然林區(qū)、南方集體林區(qū)及西部水源涵養(yǎng)林區(qū)設(shè)立試驗(yàn)示范林，開展森林可持續(xù)經(jīng)營實(shí)踐。作為國家協(xié)調(diào)員，他參與了國際示范林網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，促進(jìn)我國的森林經(jīng)營規(guī)范與國際接軌，將我國森林可持續(xù)經(jīng)營與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)合的成就與經(jīng)驗(yàn)介紹給世界，在非洲和南美洲推廣應(yīng)用，在國際上產(chǎn)生了積極影響。他編撰出版《森林可持續(xù)經(jīng)營導(dǎo)論》，主持制定《中國森林可持續(xù)經(jīng)營標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和4個(gè)區(qū)域可持續(xù)經(jīng)營行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主持完成《中國森林認(rèn)證——森林經(jīng)營》國家標(biāo)準(zhǔn)，顯著推動(dòng)了中國森林可持續(xù)經(jīng)營理論體系的建設(shè)和發(fā)展，奠定了中國森林可持續(xù)經(jīng)營監(jiān)測、評(píng)估和報(bào)告的理論和技術(shù)框架，推動(dòng)了國際森林認(rèn)證的中國化、市場化和中國國家森林認(rèn)證體系的國際認(rèn)可……

張守攻的許多成果都被編入新版《森林經(jīng)理學(xué)》，促進(jìn)了森林經(jīng)理學(xué)學(xué)科的發(fā)展，成為中國森林可持續(xù)經(jīng)營部門決策的重要依據(jù)。

張守攻認(rèn)為，現(xiàn)代林業(yè)研究需要各領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)同攻關(guān)。因此，他倡導(dǎo)并組織創(chuàng)建了我國林業(yè)生物技術(shù)研究隊(duì)伍，推動(dòng)建立了林業(yè)行業(yè)第一個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和國家林業(yè)和草原局落葉松工程技術(shù)研究中心；主持制定《主要林木育種科技創(chuàng)新規(guī)劃（2016-2025年）》，明確了我國林木育種未來的重要方向和策略。

“中國林科院是林業(yè)科研的圓夢(mèng)之地”

中國林科院科研人員的創(chuàng)新發(fā)展，與中國林科院的壯大和中國現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展密不可分。張守攻說，經(jīng)過60年歷練，中國林科院不斷發(fā)展壯大、開拓創(chuàng)新，取得了豐碩的科研成果，為推動(dòng)我國現(xiàn)代林業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn)。

張守攻認(rèn)為，中國林科院是林業(yè)科學(xué)治學(xué)之地、創(chuàng)新之地，是中國林科院科研人員為祖國現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展奉獻(xiàn)聰明智慧的圓夢(mèng)之地?！皫状蒲腥藛T在60年風(fēng)雨歷練中，鑄就了特殊的林科精神，代代傳承，發(fā)揚(yáng)光大。”

中國樹木學(xué)巨著《中國樹木志》由鄭萬鈞院士任主編，經(jīng)過3代人的努力，用25年時(shí)間完成。這部巨著是林業(yè)界最重要的基礎(chǔ)參考書和不可或缺的工具書。張守攻說：“我接手第四卷組織編撰工作時(shí)，已經(jīng)是第五名具體負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的院領(lǐng)導(dǎo)。當(dāng)時(shí)，編撰工作已經(jīng)中斷5年，可是一聽說要繼續(xù)編撰第四卷，所有參與編撰的專家都非常興奮，他們找出多年前準(zhǔn)備的材料，利用最短的時(shí)間，完成了全書的編撰出版?！?/p>

不同的年代，培養(yǎng)人才的具體做法會(huì)有很大的不同。張守攻說，他剛剛?cè)肼毩挚圃毫謽I(yè)研究所不久，就得到了向大師學(xué)習(xí)的絕佳機(jī)會(huì)。“有一段時(shí)間，吳中倫院士身體不好，為了不給單位添麻煩，他拒絕單位為他提供的特別照顧，不愿雇傭家庭護(hù)理。林業(yè)研究所時(shí)任所長王世績先生就想出了一個(gè)兩全其美的辦法，安排我們新入職的年輕人，輪流陪吳院士散步聊天。每次聊天，吳院士都會(huì)將話題轉(zhuǎn)到科研工作和學(xué)術(shù)問題上，向我們介紹如何選擇研究方向，如何開展深入的研究等。通過這樣近距離接觸和貼心交流，我們不但聽懂了他帶有濃重諸暨口音的普通話，也逐漸學(xué)到了大師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神。言傳身教提攜后學(xué)，在大師身上得到完美體現(xiàn)。”

“科技是支撐林業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要力量”

“在林業(yè)發(fā)展的重大變革中，科技從來沒有缺位?！睆埵毓ド钣懈杏|地說，“林業(yè)科技是支撐中國林業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要力量。林業(yè)科學(xué)研究中的一個(gè)個(gè)革命性設(shè)想，帶動(dòng)了一個(gè)又一個(gè)突破和創(chuàng)新，成就了中國林業(yè)發(fā)展的奇跡?！?/p>

在工業(yè)用材林建設(shè)中，中國林科院是主要樹種科技攻關(guān)的牽頭單位，以盛煒彤等科學(xué)家領(lǐng)銜組成的專家組是關(guān)鍵技術(shù)突破的中堅(jiān)力量，完成了杉木和落葉松等樹種的育種和培育技術(shù)體系構(gòu)建，在林分生長和經(jīng)濟(jì)效益全要素全過程優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)、結(jié)構(gòu)化經(jīng)營技術(shù)等領(lǐng)域取得重大突破，推動(dòng)中國工業(yè)人工林培育技術(shù)進(jìn)入國際前沿。

在木本糧油發(fā)展方面，中國林科院育成多個(gè)油茶和核桃主栽優(yōu)良品種，分別創(chuàng)新研發(fā)油茶和核桃芽苗砧嫁接育苗技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良品種苗木工廠化生產(chǎn)，有力地推動(dòng)了兩個(gè)木本糧油樹種優(yōu)良品種的大規(guī)模工程化發(fā)展。

在森林可持續(xù)經(jīng)營領(lǐng)域，以蔣有緒院士為首的專家團(tuán)隊(duì)參與國際規(guī)則制定，研究制定國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開展試驗(yàn)示范，推動(dòng)了中國森林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)的發(fā)展，向國際社會(huì)展示了中國林業(yè)的成就和擔(dān)當(dāng)。

在植物生長調(diào)節(jié)劑研發(fā)領(lǐng)域，王濤院士選擇廣譜系列復(fù)合配方生長調(diào)節(jié)劑為研究方向，帶領(lǐng)科研人員，經(jīng)過不懈努力，研發(fā)出系列復(fù)合配方，適用樹種和作物種類多，功能覆蓋廣。他們研發(fā)的一系列生長調(diào)節(jié)劑，不但在林業(yè)科研和種苗培育中得到廣泛應(yīng)用，而且推廣應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，在南南合作中大放異彩。

張守攻說，在林業(yè)科學(xué)研究的各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域，中國林科院都有優(yōu)秀的科研人員在孜孜以求、默默耕耘，取得了重大突破和創(chuàng)新成就，他們是支撐中國林業(yè)科技發(fā)展的主力軍，為推動(dòng)中國林業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)?！霸诖?，向每一位為林業(yè)科研和林業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)的林科人，致以誠摯的敬意！”

人物檔案

人物簡介：張守攻，中國林業(yè)科學(xué)研究院院長，中國工程院院士，第十三屆全國人大環(huán)資委副主任委員，中國林學(xué)會(huì)副理事長、森林培育分會(huì)理事長，森林培育和森林經(jīng)理專家，長期從事落葉松、楸樹和云杉等樹種品質(zhì)改良和高效培育技術(shù)研究。獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。獲授權(quán)發(fā)明專利14件，主持制定國家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文263篇，出版專著7部。參與國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃研究（2003）、中國可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究（2003）、生態(tài)文明建設(shè)若干戰(zhàn)略問題研究（2014）等重大咨詢項(xiàng)目的研究工作，為我國人工林培育、森林可持續(xù)經(jīng)營理論與技術(shù)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。