黑龙江省杨树纸浆林发展现状与趋势研究

刘建明 高建华 祁永会

(黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨 150081)

随着我国天然林资源日渐枯竭，人工林的开发利用已显得愈来愈重要。选用适宜的速生树种，实行短轮伐期定向培育，营建纸浆用材林，发展以杨木等阔叶材的制浆造纸工业，不仅能缓解木浆原料紧缺的局面，也是迅速解决我国草浆带来环境污染问题的最有效途径和方法。

黑龙江是我国重点林区，也是造纸工业的重要生产基地。气候湿润，土壤肥沃，但生长期较短，适宜发展落叶松、杨树、桦树等纸浆林基地。科学合理规划造林地，做到树种搭配合理，适地适树，不断引入新的种质资源，扩大人工林遗传的多样性，提倡混交造林，树种轮作，增加生物多样性。另外，借助地理信息系统的应用，建立纸浆用材林基地资源管理系统，为基地规划和经营决策等提供理论依据，提高经济效益和经营管理水平，有利于实现区域的持续发展。

1 黑龙江省杨树纸浆林的发展现状

杨树属杨柳科(Salicaceae)杨属(Pcpulus)植物，是杨属植物的统称。杨树生长迅速，发育周期短，一般6～10a达到成熟，开始开花结果。杂种更早，如山杨与毛白杨杂种，3a生即可开花。在常规造林的情况下，杨树一般15～20a即可采伐利用。

杨树是我国的重要造林树种，也是工业用材林和生态防护林的主要树种。近年来由于森林资源日趋枯竭，木材供应紧张，生态平衡失调，杨树在我国林业上愈来愈占有重要的位置。我国北部及中部大面积的防风固沙林和农田防护林其主要树种是杨树，也是东北林区森林采伐后更新的先锋树种之一，而且近年来兴起的大面积的以集约方式经营的高生产力的人工用材林还是杨树。杨树已成为解决木材短缺措施的重要树种之一[1]。

目前，全世界杨树人工林总面积800万hm2，中国有660万hm2，大多数分布在“三北”地区。我国现在己成为世界上杨树人工林面积最大的国家。杨树分布广泛，生长迅速(乡土杨树在天然条件下，每年径生长可达10mm以上，北方的速生丰产新品种均在30mm以上)、繁殖容易(除山杨外，均可进行扦插无性繁殖)、种类繁多(由于杨树雌雄异株，育种容易，也非常容易产生天然杂种)、适应性强。杨木的用途十分广泛，利用杨木可以造纸、生产各种刨花板、纤维板，火柴杆、包装材、筷子以及直接用于建筑等各方面，可见在国民经济中的意义是非常重大的。

我国杨树资源十分丰富，原产53种(不包括人工杂种和引入种)，黑龙江省杨树原产12种，主要包括山地杨树与平原杨树两大类型。在黑龙江省山地杨树主要指山杨和大青杨，而平原杨树品种繁多，发展较快。特别是近年来通过人工杂交选育的新品种及引进种很多，正是由于杨树生长迅速、繁殖容易、种类多、适应性强等特点，早已成为广大城乡、公路四旁绿化、建设“三北”平原农田防护林体系的主要树种。特别是速生新品种迅速推广之后，杨树必将成为当前乃至今后一段时期内营建速生丰产林的首选树种之一，特别是在国家实施“天保”工程和退耕还林政策之后，杨树发展的空间更大，而且由于黑龙江省培育的新品种较耐寒，大量的杨树品种可引种到附近其他省区，所以说发展杨树不仅可以解决木材缺口问题，同时还要以通过开发新品种创造更多的经济效益和生态效益，前景非常广阔。

从杨树的栽培情况看，杨树一直是黑龙江省的主要造林树种之一，每年造林面积占全省的三分之一左右。西部的农田防护林，用材林以及四旁绿化，绝大部分是杨树，但过去一直推广小黑杨，形成了品种较为单一的局面。为了选育适应黑龙江省土壤及气候特点的杨树新品种，黑龙江省林业科学研究所及黑龙江省防护林研究所做了大量的工作，特别是黑龙江省林业科学研究所以刘培林研究员为首的课题组，先后承担了省科委的“杨树良种光皮小黑杨繁育推广的研究”，国家科委和国家农委的“小黑杨推广”，黑龙江省林业厅的“杨树引种新选推广品系”，黑龙江森工总局的“杨树新品种(超小黑)选育的研究”，黑龙江省科委的“黑林1号、2号、3号杨的选育”，国家“七五”攻关“山杨基因资源的保存和利用”，黑龙江省科委的“黑龙江省杨树良种区域栽培试验”，国家“八五”攻关“山杨良种选育的研究”和黑龙江省科委的“新选杨树用材与绿化品系的研究”等多项课题，历经30多年选育出一大批耐寒速生适应不同立地条件的杨树系列品种，大多数品种都经过了10a以上的实验。目前，黑龙江省乃至东北三省及内蒙古自治区经销的杨树新品种大多数是由黑龙江省林业科学研究所选育的，现今已推广到北京及河北等省，包括黑林1号、2号、3号、1344杨、黑小2号杨、B6、近期待鉴定的新品种A5杨，还包括经过选优的山杨、大青杨等山地杨树品种。此外，黑龙江省防护林研究所这两年先后推出了青山杨、DN113等杨树新品种。这些品种的上市及栽培，丰富了杨树市场，加快了杨树的发展。目前，黑龙江省的三肇、双城、呼兰、兰西、青岗、宾县、望奎、阿城、安达、尚志、绥化、明水、拜泉、泰康、宝清、依兰、铁力、海林、宁安等许多市县基本上选择杨树造林，加之林区退耕还林面积和疏林地面积的不断扩大，仅黑龙江省就有50多万hm2的土地适宜培育丰产林，尤其是建设三江平原农田防护林体系工程，规划造林总面积71.9万hm2；建设松花江中下游防护林体系工程，覆被率要达到42%；嫩江中下游防护林体系工程，造林38.9万hm2，覆被率达30%，防治荒漠化、碱化、风蚀沙土等危害面积60多万hm2，拟建设多个生态城市和生态县。在这些工程中，杨树都将大有用武之地。

从环境来看，黑龙江省属北温带和寒温带大陆性季风气候区，夏季温和多雨，大部分地区发展杨树条件优越，东部温润、半湿润和半干旱区都受季风影响，其中半温润和半干旱区虽然年降水量不多，但70%～80%集中在6—9月份，尤其是7—8月份降水最多，北方虽然年平均气温低，但生长季节的温度适宜，与杨树年生长节律相吻合，非常利于杨树生长[2]，综上所述已不难看出，发展杨树纸浆林的条件已非常成熟。

2 杨树品种的选育

中国杨树育种工作始于20世纪40年代，但真正有计划的杨树育种研究是从50年代中开始的。90年代中期以来杨树育种向创新期发展，即我国杨树良种选育研究是以产品和技术服务的社会需求和理论有所创新为指导，并在2个巨大转变基础上开展的。其一是认识到必须因材种需求有相应培育技术配套，良种的基础作用才能真正充分发挥出来，因而把育种和栽培研究结合在一起进行研究，以求为生产提出操作性强的良种与方法配套的经营体系。其二是认识到新种质引进和现代分子技术是提高育种效率、扩展育种目标的关键，所以强化了主要杨树基因资源收集和重要经济性状分子水平上操作技术的研究。杨树改良目标已由通用性向专用性育种过渡，由单一的产量指标向优质高抗多性状综合改良转变，力求育种与环境、林种和材种需求紧密统一。近20年已选育出许多与五六十年代明显不同的杨树优良新品种，新品种平均材积生长量提高10%～20%以上，木材密度提高3%以上，纤维含量增加2%以上。一大批新品种、新种质陆续投入生产。90年代后期108杨和三倍体白杨杂种更成为苗木市场的新热点。不仅乡土树种基因资源的收集和研究有了长足进展，而且在“948”国际农业引进项目资助下，从国外引进了我国十分短缺又迫切需求的美洲黑杨、欧洲黑杨等遗传种质资源，使我国杨树遗传资源研究有了新的开端。杨树基因工程育种在技术和成效上也取得可观的突破。不仅转化成功的抗食叶害虫基因工程杨树正大范围地大面积释放，抗天牛转基因杨树株系也获得成功，使我国在这一领域进入世界先进行列。杨树分子标记辅助育种研究也取得了一定的进展。获得与杨树抗叶枯病紧密连锁的分子标记，为抗病基因定位、分离及克隆奠定了初步基础；已开展的对控制杨树生长、物候、木材密度等重要性状的QTL作图研究，也为加速这些性状的早期选择做了理论和方法上的准备。

杨树由于其生长快、适应性强、木材用途广，在世界上栽培面积较大。因此，杨树的育种工作也备受世界主要栽植国的重视。长期的异花授粉使杨树的遗传性状非常混杂。过去利用常规育种的方法连获得自交系都很困难，更谈不上确定经济性状的遗传规律和了解一个种的历史；同时对必须有性繁殖的林木也很难加速稳定杂种后代的性状，以及选择时不能排除杂种优势和显隐性的干扰提高选择效率等等。单倍体育种为这些问题的解决提供了广泛的可能。花药培养是细胞工程育种的重要手段之一。通过单倍体细胞培养获得单倍体细胞或育出单倍体植株以后，再用秋水仙素处理，使染色体加倍，可以获得性状稳定纯合的二倍体植株体系，大大提高育种效率，缩短育种时，是现代植物育种中快速、高效的育种途径之一。

杨树单倍体的培育主要是通过花药培养法来获得，杨树花粉植株的培育始于20世纪60年代世界的一些国家和我国相继开展了杨树花药培养诱导单倍体植株的研究，在20世纪70年代研究达到了高潮，取得了一系列成果。单倍体育种由于具有高速、高效、基因型一次纯合等优点，现已作为一种崭新的育种手段开始应用。

随着世界经济的迅猛发展，木材的需求量越来越大，而杨树因为其生长快、周期短、繁殖及栽培技术较易推广，而受到越来越多国家的重视，在世界各地被广泛栽培。在美国、芬兰、加拿大等国家均有大面积杨树评比林和优良品种母树林。而在我国，以中国林科院为首的科研机构，通过杂交育种繁育了很多杨树品种(系)，同时也引进了一些速生杨品种，并在南方及内蒙古营建了多处的评比林，也推出了一系列速生杨树新品种，特别是在江苏与山东两省的杨树栽培面积最大。但是上述品种主要侧重速生性，而对其耐寒性指标的研究较少，很难选择出适宜东北栽植的品种，特别是黑龙江省因其气候寒冷干燥，很多引进的速生品种均因为耐寒性较差而被淘汰。

因此在杨树多品种并存的今天，收集平原杨树品种显得尤为重要，具有重要的现实和长远意义。

3 杨树定向培育技术

杨树的培育可以从造林地选择、灌溉、施肥、造林密度等方面进行研究。

由于纸浆林大多为速生丰产林,这就要求造林地的土壤条件相对较好,同时也适应杨树的生态学特性,土壤条件应土层深厚,质地较轻,以轻壤、沙壤最好,中壤、紧壤次之[3]。

杨树生长对土壤水分条件反应敏感。姜岳忠等(2004)研究发现在集约栽培条件下，于干旱季节对林木进行灌水，能提高林木生长量，还能改善杨树品种的纤维性状，建议在营建杨树纤维用材林时应把增加土壤水分作为一项管理措施。王世绩等(1991)研究了不同供水条件下Ⅰ-69杨的材性，也认为以培育纤维材为目的，在天然降水与人工灌溉量合计达800～1 000mm的范围内，可以明显提高木材的纤维产量，而不降低木材的纤维长度。说明灌水不仅有利于提高杨树生长量，还能改善杨树品种的纤维性状，在营建杨树造纸用材林时应把增加土壤水分作为一项管理措施。

有针对性的开展配方施肥，能明显提高杨树的生长量及生物产量。速生纤维用材林应重点考虑群体效应,在实现工艺成熟的基础上,只有适当加大密度,增加个体数量,才能提高群体产量。林农间种不仅能增加额外效益，还能明显改善林木树体营养状况，提高林分的生物产量。

造林密度、合理施肥、合理灌溉等栽培措施，对木材的纤维性状和纤维素含量并无负面效应，农林间作，以耕代抚，结合农作物管理进行灌水、施肥，不仅能增加额外效益，还能改善林地土壤及树体营养状况，提高林木生长量，是提高造纸用材林木材产量和经济效益的有效技术措施。选用优良品种，采用综合措施定向培育纤维用材林，实行短轮伐期经营，以高投入、高产出、高效益为基本特征，经济效益显著。

4 存在问题及发展趋势

黑龙江省虽然拥有大面积的杨树人工林，但是杨树纸浆林的发展还存在着很多问题，主要表现在：(1)良种使用率低，林分质量较差；(2)杨树人工林栽培与工业利用脱节，经营目的不明确，没有形成规模化、产业化的经营；(3)生产上使用的杨树品种单一，杨树人工林病虫害严重，杨树天牛严重威胁黑龙江省杨树人工林生产，不及时防治，后果不堪设想。

黑龙江省是我国的森林资源大省，但随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，对纸浆原料的需求将不断增加，天然林长期开发利用，森林资源将日渐枯竭。“十二五”期间，我国将大面积建设速生纸浆用材林，这是杨树产业进一步快速发展的机遇。因此，黑龙江省发展以杨树为主的纸浆用材林已成共识。

[1]张东来，等.关于黑龙江省杨树工业纤维用材林建设的探讨[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2008,21(6)：48～49.

[2]郭树平.黑龙江省杨树速生丰产林的发展前景及新品种资源[J].林业科技,2004,29(5):13～14.

[3]侯培忠，等.杨树纸浆林栽培注意六点[J].北京农业，2006，(2):12.