我國人工林面積位列世界第一，但人工喬木林存在蓄積量低、生產(chǎn)力不高等問題，成為影響我國林業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益的瓶頸，難以滿足國家木材安全和生態(tài)安全的迫切需求。今年啟動(dòng)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“林業(yè)資源培育及高效利用技術(shù)創(chuàng)新”重點(diǎn)專項(xiàng)中，“林木次生生長(zhǎng)的分子調(diào)控和環(huán)境脅迫機(jī)制”“人工林生產(chǎn)力形成的結(jié)構(gòu)與環(huán)境效應(yīng)”這兩個(gè)項(xiàng)目，力求在提升人工林質(zhì)量與生產(chǎn)力等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究方面取得新突破，為提升我國林業(yè)資源培育水平、實(shí)現(xiàn)林業(yè)現(xiàn)代化扎牢創(chuàng)新根基。

　　讓人工林優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)

　　林木可提供木材、紙漿及纖維制品、能源與化工產(chǎn)品等。隨著國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)木材及其多元化產(chǎn)品需求越來越大，而我國由于森林資源缺乏，加之天然林的全面保護(hù)，導(dǎo)致木材供應(yīng)不足，木材短缺漸成我們所面臨的重大問題。

　　發(fā)展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)人工林是解決這一問題的有效途徑，但我國大部分人工林生產(chǎn)力低下，且結(jié)構(gòu)單一、穩(wěn)定性差，只有探究這些問題的根源，才能尋求有效的解決方案。

　　“林木次生生長(zhǎng)的分子調(diào)控和環(huán)境脅迫機(jī)制”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國林業(yè)科學(xué)研究院林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員李全梓認(rèn)為，林木良種缺乏和立地條件差是制約高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)人工林培育的兩個(gè)重要因素，創(chuàng)制出適合不同造林地區(qū)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種，才能滿足木材產(chǎn)量和材質(zhì)多元化的需求，但傳統(tǒng)育種主要依賴表型選擇，育種周期較長(zhǎng)、效率不高，不能快速滿足現(xiàn)實(shí)需要，只有采用現(xiàn)代分子育種技術(shù)，才能加速遺傳改良進(jìn)程。

　　“有效提升人工林的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性，是我國人工林面臨的核心問題。”“人工林生產(chǎn)力形成的結(jié)構(gòu)與環(huán)境效應(yīng)”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所所長(zhǎng)肖文發(fā)研究員分析了另一方面的原因。他認(rèn)為，結(jié)構(gòu)決定功能，環(huán)境影響功能，提升人工林的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)在于科學(xué)認(rèn)知人工林生產(chǎn)力形成的結(jié)構(gòu)與環(huán)境效應(yīng)。

　　“林木次生生長(zhǎng)的分子調(diào)控和環(huán)境脅迫機(jī)制”“人工林生產(chǎn)力形成的結(jié)構(gòu)與環(huán)境效應(yīng)”兩個(gè)項(xiàng)目，將圍繞人工林結(jié)構(gòu)單一、穩(wěn)定性差的基礎(chǔ)性問題開展研究和攻關(guān)，為發(fā)展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)人工林提供有力的科技支撐。

　　分子育種提升林木育種水平

　　“闡明林木產(chǎn)量和品質(zhì)形成的分子基礎(chǔ)是分子育種的前提。”李全梓介紹，“林木次生生長(zhǎng)的分子調(diào)控和環(huán)境脅迫機(jī)制”項(xiàng)目設(shè)置了6個(gè)課題，將揭示林木次生生長(zhǎng)的遺傳調(diào)控機(jī)制和關(guān)鍵調(diào)控因子的功能，該項(xiàng)前沿基礎(chǔ)研究對(duì)提升我國林木育種水平、促進(jìn)林木種業(yè)科技創(chuàng)新、保障我國木材安全與生態(tài)安全具有重要意義。”

　　李全梓表示，未來5年，項(xiàng)目組將重點(diǎn)解析樹木次生生長(zhǎng)的基因組學(xué)基礎(chǔ)及群體變異遺傳機(jī)制、樹木維管分生組織活性及木質(zhì)部分化調(diào)控的遺傳機(jī)制、樹木生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境脅迫的適應(yīng)機(jī)制等3個(gè)核心問題，以實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的“經(jīng)驗(yàn)育種”到定向、高效的“精準(zhǔn)育種”的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)林木精準(zhǔn)育種和人工林高效培育。

　　李全梓介紹，項(xiàng)目有望在基于大數(shù)據(jù)計(jì)算的樹木復(fù)雜遺傳互作機(jī)理解析理論研究上取得重大突破，如鑒定影響木材產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵代謝調(diào)控與代謝途徑2-3個(gè)；獲得樹木分生組織及木質(zhì)部分化的關(guān)鍵調(diào)控因子15-20個(gè)；構(gòu)建樹木生長(zhǎng)和響應(yīng)逆境脅迫的關(guān)鍵調(diào)控網(wǎng)絡(luò)2-3個(gè)，確定關(guān)鍵因子15-20個(gè)。

　　這些創(chuàng)新將沖破原有林木遺傳育種技術(shù)的瓶頸，突破干旱、半干旱和鹽堿地造林難的制約，推動(dòng)建立完善的林木基因組分析、林木全基因組關(guān)聯(lián)分析等一系列技術(shù)路徑，發(fā)掘具有育種價(jià)值的高效等位基因，并確定樹木生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)的診斷基因，創(chuàng)新林木新種質(zhì)。

　　根據(jù)預(yù)期目標(biāo)，該項(xiàng)目選育的速生、優(yōu)質(zhì)與抗逆林木優(yōu)異種質(zhì)，一旦成功示范推廣，將為速生豐產(chǎn)林建設(shè)、困難立地造林、“三北”防護(hù)林工程建設(shè)等提供優(yōu)良林木種源，有效帶動(dòng)林木種苗產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

　　探索人工林可持續(xù)經(jīng)營

　　分子育種解決了種質(zhì)方面的問題，林木生長(zhǎng)過程中的結(jié)構(gòu)及環(huán)境因素則對(duì)樹木成材產(chǎn)生重要影響。

　　肖文發(fā)與項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將從結(jié)構(gòu)與環(huán)境方面深入研究。他表示：“科學(xué)地認(rèn)知人工林生產(chǎn)力形成的結(jié)構(gòu)與環(huán)境效應(yīng)，將更好地解決蓄積率低于國際平均水平這一重大問題。”

　　同樣歷時(shí)5年，“人工林生產(chǎn)力形成的結(jié)構(gòu)與環(huán)境效應(yīng)”項(xiàng)目將深入研究3個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題，即生產(chǎn)力維持與提升的林分結(jié)構(gòu)量化方法和穩(wěn)定性維持機(jī)制，生產(chǎn)力形成過程中地上地下生態(tài)學(xué)過程及其協(xié)同效應(yīng)與產(chǎn)物分配調(diào)控機(jī)理，生態(tài)系統(tǒng)、景觀和區(qū)域尺度木材生產(chǎn)與生態(tài)功能權(quán)衡/協(xié)同關(guān)系與結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略。

　　人工林的可持續(xù)經(jīng)營所涉及的問題多且復(fù)雜，項(xiàng)目一經(jīng)啟動(dòng)，科研成果備受期待。肖文發(fā)表示，圍繞人工林生產(chǎn)力形成與穩(wěn)定提升這一核心問題，項(xiàng)目將系統(tǒng)揭示主要速生用材樹種及珍貴用材樹種生產(chǎn)力形成與分配的生理及環(huán)境控制機(jī)制，明晰物質(zhì)循環(huán)主要過程及其對(duì)結(jié)構(gòu)與環(huán)境的響應(yīng)與適應(yīng)規(guī)律，闡明經(jīng)營管理措施對(duì)人工林地力維持的影響機(jī)制，解析人工林生產(chǎn)功能與主要生態(tài)功能的協(xié)同發(fā)展途徑、區(qū)域結(jié)構(gòu)優(yōu)化機(jī)制并提出調(diào)控對(duì)策，促進(jìn)林學(xué)和生態(tài)學(xué)等學(xué)科的發(fā)展。同時(shí)，項(xiàng)目還將建立長(zhǎng)期科學(xué)研究試驗(yàn)基地10-15個(gè)，并提出人工林區(qū)域發(fā)展及經(jīng)營戰(zhàn)略報(bào)告。

　　國家科技計(jì)劃改革以來，我國林業(yè)基礎(chǔ)前沿科研項(xiàng)目聚焦國家戰(zhàn)略，從基礎(chǔ)研究上探索新途徑，必將為支撐林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展、保障我國木材安全與生態(tài)安全開拓一片新天地。