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林 学一、国内外发展状况 (一)国际发展现状及趋势 世界上主要发达国家受益于其整体上比较发达的技术经济水平与实力,林业科技总体发展水平是比较高的?在林业生物技术、信息技术和新材料技术等高新技术领域,优势较明显。我国在主要林业学科领域科技发展水平上还存在着不同程度的不足和差距。 1林木良种选育领域 主要林业发达国家在分子遗传育种等林业生物技术领域取得了显著的进展。我国在这一领域尚未有常用树种基因工程育种的成功范例,而重要珍贵树种的育种以及规模繁殖技术更是处于较低水平。在分子标记应用方面,我国所用分子标记种类少,遗传图谱上有用标记不多,所制作的图谱密度不够。 2森林资源保护领域 在欧美等国家,已建立了一整套受害森林的监测、评价技术体系。而我国则缺乏长期定位监测的研究,且多为个体层次;在生态系统层次上,研究受害森林生态系统的养分平衡并在此基础上揭示森林的受害机制的研究较少。 在森林病虫害防治领域,继美国近年来提出的“有害生物可持续管理”和“有害生物生态管理”等策略和研究方向,目前我国也提出适合我国国情的森林有害生物可持续控制的策略及其实施方案。在森林防火科学技术及科学管理上我们也有很大差距。 3工业用材林培育领域 当前国内外主要根据既定材种培育目标,采用良种壮苗,选择适宜的土地,通过优化的栽培措施,缩短培育周期,取得目的材种的最高产量和最大经济效益。我国人工林整体生长量水平仅为发达国家的12左右,林地稳定性更差。基地化育林技术体系尚未形成,与国际工业用材林优质高产培育技术相比有很大差距,也远远不能满足我国工业用材林建设的需要。 4林业生态工程建设领域 美国、日本、法国等发达国家发展了快速工程绿化技术,致力于形成以森林为主的流域治理森林工程体系。其发展趋势是生态环境治理与水土资源保护、改良、合理利用相结合,森林的多目标经营已成为各国主要研究内容。我国在该领域的科学研究不断深入,在防护林体系效益评价、立地类型划分、集流抗旱造林技术、防护林结构配置、农地防护林等方面的研究示范已取得了很大进展。但是,我国人口众多,水土流失、荒漠化、干旱和洪涝灾害严重,生态环境建设任务艰巨,林业生态工程建设所需的一系列技术科技含量较低。 5森林、荒漠、湿地生态效益监测及林木种质资源保护领域 世界上许多国家和组织都相继开展了森林效益监测研究,美国提出了“新林业”的概念,德国建立了世界上独一无二的生态环境数据库。日本在70年代初对全国的森林生态效益进行了计量评价,对森林的保水机理、防止土壤侵蚀的机理进行了系统研究,从侵蚀控制、景观生态、生活环境等方面对森林进行了分类和评价,并对不同类型防护林分别采取了不同的经营管理措施。 我国对森林在改善环境中的作用也曾开展过大量研究,并建立了中国森林植被生态效益监测站网,取得了一系列成果。随着我国林业生态环境的建设和发展,仅仅依靠现有的野外监测技术设备和监测手段,远远不能完成林业生态环境监测的任务,难以在全国主要区域建立长期定位监测网络并开展定位监测。 6荒漠化预防与综合治理领域 在荒漠化监测方面,美国、法国、澳大利亚等发达国家利用其先进的空间技术,对非洲一些国家和地区的荒漠化土地进行了大尺度的监测评价;在荒漠化土地利用方面,以色列的技术力量具有先进性和代表性,形成了一整套完善的持续利用及荒漠化土地集约经营技术和管理制度。我国在相关领域的研究取得了进展,但在高新技术的应用方面仍有相当的差距。 7天然林保护及可持续利用领域 目前国际森林保护与可持续经营研究的发展趋势表现在三个方面:一是把森林作为一个生态系统来经营管理;二是研究可持续经营的定量评价与验证和可持续森林经营技术;三是在森林经营中应用高新技术。作为一种崭新的森林经营思想,我国在森林生态系统管理的理论框架和方法体系方面存在差距,还需要不断地发展与完善,特别是对于中国复杂多样的森林生态系统管理技术和示范模式更需要大量的研究和实践检验。 8信息技术领域 信息技术是现代林业经营管理的重要手段和途径。一些国土面积和森林面积较大的发达国家,都将遥感系统、地理信息系统和全球定位系统(3S技术)作为森林资源和灾害调查、监测的手段。我国虽然在“3S”应用方面形成了一批成果,但多限于单项技术,未能系统集成和产业化。 9林产品高效利用领域 采用高新技术提高木材综合利用率和市场竞争力,是世界主要林业发达国家木材高效利用研究领域的一个主要发展方向,包括适树适用,适材适用。开展多层次多品种综合加工,提高出材率和附加值,进行功能性改良提高使用性能以及延长使用寿命等。在这一领域,我国的研究水平和技术仍比较落后。 (二)国内基础与存在的问题 近几年,我国林业获得国家级奖励的科研成果中,高等院校主持的项目超过半数,成为林业科学研究中具有创新实力的重要力量。高校在产出重大科研成果的同时,也为我国林业行业培养出了绝大多数的科研人才,为今后中长期科技发展规划的实施奠定了坚实基础。 但是我国林业整体科技水平仍十分落后,各个分支学术领域与国际前沿水平的差距已在前谈及,存在的主要问题是:森林覆盖率低、良种利用率低、林地生产力低、经营管理水平低,森林培育的集约化、机械化、自动化程度比较落后;对人工林与天然林地力衰退和长期生产力维持的理论与技术的研究力度不足;高新技术与传统学科的结合有待加强。这里应特别指出的是林业基础研究和应用基础研究十分欠缺,是林业科技储备不足和科技含量低下的根本原因。 温家宝副总理在2001年6月召开的全国林业科技大会上指出,就目前实施的六大林业重点工程建设而言,还存在一系列亟待研究解决的重大科技难题,主要包括林木遗传育种及良种培育技术问题、森林生态群落的稳定性规律问题、复合农林(果、牧)生态系统建设理论问题、重大病虫害防治及林火管理与控制问题、森林植被与环境的关系问题、荒漠化控制与治理及退化天然林恢复与重建问题、以木材为主的林产品加工利用技术问题等。温总理的讲话不仅仅提出了当前林业科技研究迫切需要解决的问题,而且也为未来林业中长期科技发展规划指明了方向。二、发展战略与目标(一)发展战略 由于全球性生态环境恶化日趋严重,已对人类生存构成了威胁,也极大地制约了我国社会与经济的建设与发展。同时林业生产的国家需求已从木材生产为主转变为以生态环境建设为主的方向上来。我们的林业科技发展规划战略应当以保护和发展森林资源,改善生态环境的科技需求为目标,用现代高新技术改造落后生产技术,以基础理论研究的突破实现林业科学技术的创新,为林业的可持续发展和跨越式发展提供科技保障。(二)发展目标 1.2010年目标 经过10年左右的研究,在森林基础生物学上加大抗逆生理的研究,构建我国主要造林树种的基因图谱;从我国主要抗逆灌木中克隆出一批具有自主知识产权,可开发利用的抗旱、抗盐、抗虫的基因;构建我国主要造林树种的基因图谱;选育出一批抗逆性高、材质优的乔灌木新品种,为西部开发生态建设提供适生良种;在森林资源管理方面,建立数字林业的技术平台;对天然林退化生态系统的保护和重建,揭示其基本机理;提供一套有效防治、监测重大森林病虫害等灾害的新技术。培养一批高水平的林学科学研究和森林资源管理人才的同时为我国林业六大生态工程提供高新技术支撑。 2.2020年目标 经过20年左右的努力,力争我国在森林生物学基础研究上形成接近国际先进水平的技术平台和人才队伍;在森林资源管理上建立全新的数字林业管理系统;在困难立地条件的造林技术达到国际先进水平,在森林生态系统保护的理论上有深入的揭示,为建立可持续发展的林业生态体系和林产品加工体系提供全套高新技术支撑,使其科技含量和生态效益、经济效益、社会效益达到发达国家的先进水平。三、发展重点(一)森林生物科学基础及应用研究 基础研究是林业科技工作的源头和根本,对于提高林业持续创新能力、增强科技发展后劲具有十分重要的意义。 1林木育种的分子生物学基础研究 构建我国主要造林、育种林木基因图谱,以现代高新生物技术收集、了解、发掘、利用对我国林业发展起关键作用的典型林木的基因组资源,构建主要造林树种的基因组图谱。 加强林木功能基因组时空表达调控规律的研究。深入了解典型抗逆林木的抗逆基因组成员及调控机理,充分认识功能基因组成员调控植物生长发育的表达顺序和空间表达特征,基因表达相互作用及其诱导承启规律,以便在筛选抗逆优良品系的同时更充分开发利用基因资源转导培育新的抗逆良种,为林业建设提供优良抗逆种质。 开展用于环境污染修复的林木育种基础研究,包括林木抗污染的分子机理研究,抗污染相关基因克隆和林木转基因研究,林木抗污染的功能基因组研究。 2林木、花卉遗传和良种选育技术 加强抗逆、优质、速生林木生物技术的研究,以林木特有的重要生物功能基因的发掘利用为基础,进行林木基因资源的高效重组,从而获得符合国家经济建设急需的林木新品种和新材料,满足生态环境、再生资源、工业原料、生活必需品的需求。 在花卉资源研究基础上,运用常规育种与现代高科技育种技术(基因工程、转基因技术、分子育种技术)培育具有自主知识产权的,既符合世界审美情趣也迎合国人消费习惯的具有很高商品价值的花卉新品种,以适应我国加入WT0的要求和我国花卉产业化的需求。 3野生动物基础研究 针对中国野生动物领域发展的现状,结合国际前沿,积极开展物种遗传品质收集与保存、物种鉴定、物种濒危机制、经济物种饲养繁育、饲养动物疾病防增、营养与饲料加工、动物产品深加工、产品标准制定、产品检验标记及质量监督、野生动物产业建设、产业化试验示范、生态旅游、产品流通管理、外来物种管理、动物福利等方面的研究,争取在原创性研究及高新技术研究上有所突破。 4林地生物资源高效利用的基础理论研究 合理发掘、保护、利用林地生物资源是传统林业向现代林业发展的方向之一,也是利用现代高新林业生物技术、木材能源利用、林产品精细化工、木材改性等理论研究和高新技术成果的基础。 (二)森林培育科学的研究 1森林资源保育与植被恢复的研究 天然林退化和恢复机制不清,保护和重建技术不力;人工林地生物多样性缺乏,稳定性差,生产力低下;全球环境恶化,造林技术有待突破,这些科技问题是国内外林业生产的共同难题。开展天然林生态系统管理的理论与技术、干扰对天然林生态系统的影响、天然林生态系统经营模型尺度转换与耦合、天然林生态系统适应性经营的关键调控因子的确定方法、天然林保护与恢复的目标结构及其表达形式、天然林生态系统适应性经营的技术体系和经营模型、森林生态系统与社会经济系统的复杂性描述及表达方法等研究。 人工林生产力提高理论和技术研究。我国森林资源采伐利用中人工林采伐利用仅占10左右,主要问题是人工林林分质量差、生产力低、生产周期长。这也是影响我国林业经济与生态环境可持续发展的关键问题。因此,通过森林遗传控制、立地控制、密度控制、优化栽培模式和地力维持,提高林分质量和生产力、缩短培育周期,使我国的人工林培育向速生、丰产、优质、定向、高效和稳定的方向发展。 开展西部地区生态环境建设中的困难立地森林营建理论与技术、抗旱造林新技术、新材料开发应用研究、干旱半干旱地区植被恢复机理研究;中东部地区用材林基地建设中有关人工林定向培育、现代化种苗培育技术集成、森林植被与土壤水分和养分的耦合机制、城市植被生态系统的结构与功能及其合理配置和结构优化等研究。 从我国和世界范围来看,防护林建设中均存在着亟待研究解决的一些问 题。其中防护林体系工程持续发展与经营技术问题是研究中最为薄弱的环节,为保证防护林体系工程持续稳定地发挥其生态、社会、经济等多种功能效益,建议开展以下研究:防护林体系工程持续经营技术研究;近天然植被快速恢复与重建技术研究;抗逆植物选育及快速扩繁技术研究;防护林体系建设工程地区生态-经济-环境-人口持续发展关键技术的研究;西北干旱沙漠地区的沙产业开发技术研究。 开展以生态环境整体恶化为毋因的病虫灾害频繁发生、生物多样性与调控病虫灾害的功能、人为调控措施的持续控灾功能、重大林木病虫灾害的生态控制技术、环境协调性农药和生物制剂的开发及其高效施药技术、重大林木病虫害的生物防治技术研究、重大林木病虫害的监测预警系统及重要林木鼠害控制技术的研究。建立科学合理的有害生物风险评估体系,实施严格的检疫措施,防范和杜绝外来森林有害生物的入侵。 重大森林火灾发生机理、评价技术和预防与控制理论与技术研究,包括林火在森林经营管理中的应用研究,国家森林火险等级系统的研究,北方林区生物防火林带建设技术的研究。通过研究,全面、定量揭示林火在森林生态系统中的自燃作用,形成规范的基于生态评价的全面营林用火技术和评估体系,建立完善的可燃物模型(包括可燃物各种响应过程的机理描述,国家可燃物划分标准技术,国家森林火险等级系统),选择出若干防火树种,确定最佳林带营造技术。 竹产业是我国最具特色、最具优势和最具发展潜力的林业支柱产业之一,也是经济、社会、生态三大效益较为协调的竹种,尤其适合山区发展。关键技术有:竹资源培育与可持续发展,竹笋保鲜与加工,竹材精深加工。 经济林栽培在我国欠发达山区的经济建设中具有重要作用,主要关键技术有:经济林的育种、栽培,乡土树种挖掘,低产林改造等。 2城市林业的研究 城市林业是融林学、园林学、城市学于一体的新型科学。针对我国城市人居环掉的改善和农村城镇化的发展需求,开展城市化过程对生物多样性的影响及城市化过程对物种兴衰及群落动态的影响,为我国广泛而迅速的城市化过程的影响做出科学判断与评价;进行城市林业的森林生态功能与效能及城市林业树种多样性对C02控制的影响研究。 3数学林业的研究 数字林业是林业信息管理中的数据组织、数据处理、分析评价、预测预报、规划计划、决策控制、系统仿真、经济分析等现代信息处理理论、模式、方法和技术以及它们各个环节的耦合。 研究森林资源与环境信息管理系统的基本模型、体系结构、各种资源与环境信息的获取、组织、存储、分析、评价、控制和决策中的计算机应用及系统集成技术与方法等。(三)森林生态科学的研究 通过原始林、次生林、人工林、湿地及野生动植物资源在不同人为干扰梯度样带中(不同土地利用与覆盖)气候环境因子监测与森林生态、湿地和野生动植物定位研究,评价全球变化对森林生态系统的组成、结构、动态、功能、生产力、生态过程及生物多样性的影响效果;探索森林生态系统对全球变化的反馈作用机制;建立湿地和野生动植物保护的机制;制定适应全球变化条件的林业经营管理对策与生态环境建设对策。以此建立起长期稳定高产的森林生态系统以满足人口增长对资源的需求,同时可以应对未来环境的突然变化。 以生物多样性保护、调控技术和利用途径为研究重点,加强对可利用植物物种的前景分析、可持续利用的阈值与模式,制定既能保护又能利用的评价指标体系。基于林木生长的长期性和资源开发强度大的尖锐矛盾,大力开展人工栽培,是野生植物资源的保护与利用的途径。 积极开展资源专项调查、资源监测数据库、濒危物种就地保护恢复、濒辱物种异地保护、物种再引入与野外放归、野生种群疾病防治、栖息地保护与恢复、自然保护区与湿地建设、人类活动对野生动物影响、资源评估与可持续利用、国际公约履约、野生动植物法制建设和管理的研究。 (四)水土保持与荒漠化防治科学的研究 水土保持与荒漠化防治学科是一个多学科结合的边缘性、综合性交叉学科,与国家生态环境安全密切相关,在保护、改善和合理利用水土资源,促进国家社会、经济可持续发展中起着极其重要的作用。 1土壤侵蚀与水土保持研究 土壤侵蚀数学模型及其预测预报。紧紧围绕国家在生态环境建设中的重大问题,按照国家知识创新体系的需求,建立我国独特的土壤侵蚀物理过程模型。 室内模拟实验与相似理论。利用风洞、烟洞及配套设备,研究农田防护林的防风效益、地表覆盖对土壤风蚀的影响、风沙工程的作用功效、沙粒起动与运动机理、风沙流结构特征与蚀积原理、风沙地貌的形成规律、环境沙尘扩散机制、风沙作用与植物生理过程变化等。模拟人工降雨,研究雨滴对土壤的击溅作用以及坡面侵蚀形成原因、影响因素、发生发展规律,确定水土流失方程;研究滑坡的形成机理。模拟自然河道,研究不同比降、不同幅宽河段含沙水流的运动规律及对河岸的侵蚀作用;研究泥沙、洪水、泥石流的成灾机制与危害特征;研究河道工程的作用与效果。 水土保持流域管理数字化。随着国内外“数字地球”概念的兴起,“数字水土保持”作为“数字林业”和“数字水利”的构成和延伸,将充分利用遥感、全球定位系统、地理信息系统的3s技术和计算机模拟技术,通过高精度监测仪、数据存储、宽带网络等最新科技成果,把用传统方式保存的各种水土保持信息通过统一的数据格式分类建立数据库,并将通过定量化描述、规划设计、分析、评价、预测预报等系列模型,建立起快速查询、存储、处理、分析、决策、输出为一体的信息管理系统,并通过互联网络系统,实现信息的网络化、智能化、实时化和共享,最终实现最大限度地利用水土保持信息资源,为水土保持的决策和治理服务,为生态环境建设服务。 2西部环境承载力的研究 在我国西部干旱半干旱地区,由于自然条件和严重水土流失、土地沙化所形成的恶劣生态环境,使这一地区开展的林业生态工程建设和生态恢复工作面临极大挑战。但是,我们缺乏对于这一地区在水分供应不足的条件下,自然植被的第一净生产力分布的系统研究,因此,也就没有可以作为适度植被生物量分布的参考依据。水分环境容量问题在我国北方早农研究领域已有深入发展。与干旱、半干旱地区对农作物的类似研究相比,在林业和水土保持研究领域,不仅研究的植物种类、植被范围有限,而且所获得的数据量与研究的深度相对都要小得多。各种防护林主要树种耗水特性的研究需多年观测和验证,目前还没有足够的试验数据来支撑形成较系统的理论体系。从另一个角度说,我国西部的环境承载力问题或水分环境容量问题,仍然是我国防护林生态环境建设基础理论领域最薄弱的环节之一。 3植被退化和恢复过程中土壤质量演变规律与调控 就世界范围内林业发展的近况来看,土壤立地质量退化几乎是世界范围内面临的重要问题,世界上林业发达的国家都在着手研究建立人工林土壤质童量演化指标、评价、监测及预报系统。 我国森林土壤学在未来面临三方面的研究任务: (1)揭示人工林土壤立地质量退化机理,找出有效的防治技术途径; (2)为我国不良立地条件地区的森林植被恢复提出合理的土壤承载力容量和调控技术; (3)为我国天然林保护提供森林土壤质量演变方面的科学依据和适用技术。 (五)林产工业科学的研究 1木材科学与技术研究 与钢铁、水泥、塑料等源于矿产资源的材料相比,木材和木质纤维是历史最长,应用范围最广,惟一既可再生,可再利用,可循环利用,再生周期短,可自-然降解,可固碳,强重比高,环境友善,加工耗能较低,集生物材料、能源材料、信息材料以至天然复合材料于一身的绿色环保材料,在人类发展进程中占有重要的地位。木质材料科学与工程作为新材料技术的一个重要组成部分,正在世界经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用。 (1)加大基础研究力度,为木质材料的科技创新提供坚实基础。在木质纤维构造、特性、特征、木质纤维素不同组成及相互间所形成的复合物在转化过程中结构特征的变化,木质素、纤维素和半纤维素的分子结构等方面的研究;在分子水平上木材品质的优良化、功能性改性方面的研究;在木质刨花、纤维单元重新组合以及与合成纤维、金属纤维复合材料的界面效应和特性方面的研究。 (2)加强应用研究在继续完善现有较为成熟的木质材料产品的同时,开发科技含量高、附加值高、质量高的新型木质材料,为我国的经济发展提供新的增长点。 (3)发展利用机器人、计算机辅助设计和制造、计算机数控加工中心-敏捷制造技术、柔性生产技术等先进制造技术,初步实现木质材料和木制品加工生产的高度精密化、自动化、智能化和清洁化。 (4)加强木质环境学的研究以及生物质复合材料环境学特性的研究。 (5)加强木材及生物质材料性能无损检测的研究。 (6)发展木质建筑体系的结构和材料设计。 (7)研究和开发多功能环保木材胶黏剂。 (8)发展木材生物技术如木质材料腐朽、变色的生物防治技术;木素的生物降解技术等。 (9)对木质植物纤维和木材加工剩余物等生物质资源进行液化处理,获取可替代石油、天然气的液体燃料和化工原料。 2林产化学加工的研究 林产化工研究与发展关系到林业的发展,也与人民文化水平的提高密切相关。学科的研究水平与相关工业发展密切相关,结合林业发展的特点,加强理论基础,拓宽专业面,研制出高科技成果,促进学科迅速发展,以适应为未来林业现代化建设的需要。 (1)林产化工的绿色化学技术研究:绿色化学技术,绿色化学的核心研究为新反应体系,包括研究新的合成方法和路线、寻求新的化学原料即物质资源、探索新的反应条件、设计和研制绿色产品。对天然植物有效成分的提取新技术;对林化产品的深加工新技术;进行功能设计,研制功能性纤维素和木素新产品,从植物资源中探索出真正绿色、无毒、无环境污染的功能性高分子。 (2)天然植物高分子化学基础研究:寻找替代石油的其他资源,成为21世纪的高分子化学研究中的一个迫切需要解决的问题。天然植物高分子的利用是解决原料问题的根本途径。天然植物高分子化学基础研究包括植物高分子化学的方法创新研究,植物高分子的纳米化材料研究,植物高分子化学与生物技术的融合技术。 3机械设计与理论研究 (1)林业人机环境与安全工程。这是一个工学与生命学交叉研究领域。从提高操作者的安全性、舒适度和工效出发,研究机械的参数优化,人机系统优化、作业管理优化以及噪声、振动的测试与控制技术。特别是林业人类工效学的研究,建立适合民族特性的国家级机械产品圾其系统韵人性化设计理论和数据库,以及形成包括林业生产在内的机械行业生产安全预测模型与事故防范系统,提高产品的国际竞争力。 (2)林业与园林机械。干旱半干旱地区机械化节水植被恢复技术及其系列装备的研究。 (3)森林火灾防御技术。应用信息技术对森林火灾进行综合管理,研究森林火灾的扑救方法和设备。 (六)林业软科学的研究 1我国林业发展的政策和法律体系的研究。林业既是国家以提供生态服务为主的重要部门,也是国民经济发展的一个重要产业部门,因此林业的多功能性决定了它在发展过程中表现为更强的政策性特征,特别是在林业各种利益关系的协调和处理方面,林业资源的宏微观布局方面,在林业长期目标和短期目标协调方面,更需要政策和法律体系的保障。 2在与市场经济相适应的林业经济运行和调控等方面,开展系统的、深入的和具有超前性的理论研究。 3加大对目前关键的林业问题的攻关及协调研究,重点解决我国林业六大工程和跨越式发展过程中的重要政策保障、生态管理模式、经济运行机制、可持续发展协调关系等方面的研究,以保证林业六大工程跨越式发展目标的实现,为这一目标的实现提供软科学支撑,并通过攻关研究,建立起一种有效的研究协调模式,以弥补软科学研究单一化的不足。 (1)森林资源资产核算与评估研究。推进森林、林木、林地使用权流转的前提是对森林资源资产价值进行准确的核算和正确的评估,因此建立合理的核算体系和科学的评估方法是紧迫的,1998年修订的森林法第15条明确规定商品林森林、林木、林地可以流转,但至今流转缓慢甚至没有真正流转的根本原因在于森林资源资产价值的确定还没有科学的根据。 (2)国有林区森林资源管理体制研究。实现国有林区森工企业生产经营权与森林资源管理权分离,建立垂直分立的森林资源监督管理体制是确保国有森林资源合理开发、有效保护的基础,是实现国有林区森林资源可持续经营的关键,因此应加强此类及相关问题研究。 结合国家经济建设、社会可持续发展以及十六大提出的国民经济发展的重要战略目标,在相关领域开展关联性研究,从政策、经济和生态环境等角度研究林业与农业,与国民经济可持续发展,与区域经济可持续发展的关系。解决好林业发展的定位问题,林业与国家政策的协调问题,生态机制与经济机制的协调问题。 (3)国有林区可持续发展能力建设研究。在林业新定位和林业满足社会第一需求是生态需求的认识的基础上,作为以提供木材为主要目标而建立起来的国有林区森工企业已不适应这种转变的需要,现有的管理体制、经营模式、运行机制、经济布局等均需要进行相应的调整,因此需要在新定位、新思维、新观念的基础上,研究、探索实现国有林区可持续发展的能力建设。 (4)主要林特产品的安全生产与标准化。食品的安全生产事关人民的生命安全和产品的国际、国内市场竞争力。绿色壁垒将是产品进入国内外市场的主要限制因素。只有制定和实施标准化生产技术,才能确保林特产品的安全。关键技术有:主要林特产品安全质量标准及其检测、监测认证;主要林特产品的标准化生产;林业信息标准化。 (七)精准林业科学理论与技术研究 林业与高新技术的融合是林业科技发展的必由之路。精准林业(precision forestry)是采用现代信息技术、生物技术和工程装备技术,对土地资源的数量和变化进行实时监控,准确定位,合理分析,从而为有效地防止水土流失、土壤退化、节水灌溉、合理施肥减少污染和提高经济效益的林业新技术。目前在国内外罕见报道。当务之急是加强相关技术的储备,加强有关学科的融合和渗透,并选择技术条件和社会经济条件良好、自然条件相对一致的林场和苗圃进行试验并逐步推广。四、重大研究项目(一)农、林植物抗逆功能基因组时空表达调控规律及应用研究全球和我国的农地中盐碱土壤皆约占10,干旱地区的比例更大,严重制约农林业的发展和效益,特别是我国西部开发,生态植被恢复要先行。但是,国家生态环境建设造林成活率很低,根本原因是树种抗逆性差,难以在干旱、盐碱地上成活,奇缺抗逆植物材料已成为世界性难题,而常规育种周期长、效率低,难以解决当前之急需。因此,抗旱、抗盐植物材料的选育已成为国际上植物界研究的热点,目前的研究主要集中在有关草本植物的耐盐性研究上,在树木抗旱、抗盐、抗寒等抗逆性研究上还有很大的研究空间。 目前,单基因转导技术已日渐成熟,基因是否掺人导人植株是可以检测的,但是如何定量评价导入基因的生理功能表达能力和水平仍是国际上的难题。开展功能基因组表达规律的研究,可以揭示和解决这个技术难题,它将对于抗逆基因转导技术走向生产应用,转化成生产力起到关键的作用。 通过本研究解决基因组功能表达的规律性问题,必然加速林木抗逆性高新技术的育种并克服目前仅能使用单基因转导难以提高抗逆性的缺陷。 1主要研究内容 我国特有重要林木基因图谱的构建;林木功能基因组定时定位表达调控规律的研究;抗逆、优质、速生林木生物技术育种研究;林地生物资源高效利用生物工程研究(生物发酵、生化制浆、生物漂白、微生物复合肥料)。 2成果展望 培育转基因植物的生物技术在农业上已日渐成熟,棉花抗虫基因的导入, 转基因大豆等农作物已大规模用于生产。整个生物技术研究已进入后基因组时代,但林木的生物技术育种亟待加强,特别是林木抗逆性育种技术十分落后,极大地限制了林业生态建设的发展。物抗逆性是受多基因调控的理论已成为共识。研究功能基因组的时空表达规律是开展生物技术育种的先决条件,构建功能基因组的表达载体也是一个十分新颖和有望加速抗性定向育种的新思路。 3已有工作基础 林业高校在树木生理、生物化学、林木遗传育种学等基础学科领域中具有优势,经过数十年几代人的努力,已形成国内公认领先的林木抗性研究的人才队伍群体;具有国际领先、国内惟一的植物抗性信号传导、同位素内标法的质谱测定技术,植物抗旱、抗盐能力的定量评价技术。承担着林木抗逆转基因生物技术育种的“863”和“973”课题。 (二)农、林植物耐旱机理及生命需水信号调控节水灌溉技术研究 水资源紧缺已成为世界性危机,我国水资源短缺尤其严重,走节水道路是基本国策。而农林业生产中的灌溉用水的70左右没有被植物吸收利用,而通过土壤渗漏、地表蒸发而浪费掉,更何况人们并不能掌握植物何时缺水而“干渴”,更不能根据植物“干渴”的程度给予适量节水灌溉。目前所谓的“节水”技术,皆是用塑料管的喷灌、滴灌,只节省了水在田间运输中土垄沟的跑、冒、滴、漏的浪费,根本达不到掌握植物“干渴”程度进行按生命需水信号给予及时、节约、定量供水的集约程度。这种“节水技术不但造成了水源的浪费还降低了土壤肥力,污染了环境,提高了农林业生产成本,最终进一步加剧了水资源的危机。 通过此项目的研究,有望在近10年内提出多种主要植物种类耐早极限值、不影响生长的最低供水量及保证产量的最低供水量等指标体系,这样按生命需要及时适量供水,真正是从生命需求出发实现真正节水灌溉的技术。 1研究内容 研究各种植物不同的耐旱机理,揭示干旱胁迫的信号传导规律;探索定量评价植物耐旱能力的生理指标体系和测定技术平台;测定各种植物干旱胁迫致死点,即评价植物耐旱能力的极限值;探索林木保障正常生长或作物保障最高产量的最低需水量的评价技术,及植物需水信号变化的时空规律,建立植物饥渴信号调控的即时定量节水灌溉调节系统。 2成果展望 目前,已开展大量植物抗旱机理的研究,并发现有关干旱胁迫的信号传导,并初步开展了植物体内水分亏缺的测试评价指标和技术的研究。再经过10年的研究,有望提出多种主要植物种类耐旱极限值,和不影响生长的最低供水量及保证产量的最低供水量等指标体系。到完成中长期规划的时候,有可能实现某些主要农林树木和作物按生命需求及时、适量供水,建立真正从生命需求出发的节水灌溉技术。 3已有研究基础 我国林业高校已有一批来自多学科的多年从事抗旱机理研究并在国内处于领先地位的学术队伍团体,并发明了活力测定仪、水势测定仪,获国家发明奖和科技进步奖,积累了大量有关研究成果和经验;已初步建立了国际先进的植物死活判断技术、耐旱能力定量评价理论和技术,获国家2002年科技进步二等奖;目前正在开展林木抗旱、优质、速生良种筛选的国家“863”节水项目,具有承担此方面研究的人才和设备。(三)森

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