工业原料林研究现状及技术发展趋势

张东来，郭树平

(黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨150081)

工业原料林是指为特定工业部门提供原料而定向培育，并采用集约经营方式达到一定标准的人工林［1］，属于商品用材林的一部分。我国工业原料林是在速生丰产林的基础上发展起来的，基本上未与林产加工业真正结合起来，也并没有真正采用现代化手段实现集约经营。因此我国的工业原料林有别于完全意义上的工业原料林［2］。

发展工业原料林，提高林地生产率是关键，要实现这一目标，必须采用定向培育技术。通过定向培育工业原料林，达到速生、丰产、优质、稳定的目标，不但可以解决工业用材短缺的现状，而且也能在实现木材商品生产的同时获得较大的利润。

1 工业原料林研究现状

一直以来，人工林的培育目标得到十分重视，为了达到人工林定向、速生、丰产、优质和稳定的目标，主要实行遗传控制、立地质量评价、密度控制、防止人工林地力下降和优化栽培模式等措施。国内为了提高人工林林分质量，使之成活、成林、成材，并使稳定目标得以实现，几十年来在人工造林的树种选择、立地质量评价和立地类型划分、人工林混交结构、林农间作等方面进行了系统的研究，收到了良好的效果。分类经营、定向培育已经成为森林培育的基本原则［3］，森林培育技术的精准化已经成为基本要求［4］。

工业原料林的培育技术研究，主要依靠近代科技的进步，特别是生物科技的进步，更重要的是可以获得较高的经济效益。因此在工业原料林培育中，尽可能采用一切可利用的先进成果和技术，以达到多产木材，并取得高利润的目的。我国工业原料林发展始于速生丰产林，当前工业原料林的培育主要围绕定向、速生、丰产、优质、稳定和高效6个方面开展研究，主要包括林地选择、遗传控制和树种选择、造林密度和培育制度、多树种搭配和混交、集约培育技术措施、筛选优化栽培模式及实行生态系统管理的集约管理等［7］。另外，还应该包括工业原料林树种材质材性综合评定及工艺成熟预测等方面内容。

1.1 造林树种选择技术研究

造林树种选择的适当与否是造林工作成败以及此后人工林效益能否正常发挥的的关键。是实现“适地适树”的重要途径。以前在造林树种选择上主要考虑树种的速生性，对其它方面考虑较少，现在选择用材林造林树种时注意速生、丰产、优质和抗性等方面［3］。对于工业原料林的培育，在造林树种选择上目前仍以乡土速生丰产树种为主，有选择地引进外来品种。

1.2 林木良种选育技术研究

林木良种是建设工业原料林过程中至关重要的因素，决定着工业用材林的产量和质量，是林业建设效果的关键，选用良种造林可以提高营林投资效益。已有的研究与实践表明，树木的很多有利性状可以遗传给后代，通过选育能够得到增强。这些性状包括树高与直径生长速度等很多指标［6］。依据气候相似性原理育种专家从外地引进树种，通过长期试验选育优良品系，逐步提高品系纯度，生产力也愈来愈高［7］。选用良种造林，是发展工业原料林最快、最有效的技术手段。

1.3 优质造林材料扩繁技术研究

培育与应用优良种苗，是林木集约经营的一个重要环节，也是实现速生、丰产、优质的物质基础。因此，优质造林材料扩繁技术的发展和应用对于人工林，尤其是工业原料林培育目标的实现至关重要。

国外林业发达国家对优质造林材料扩繁技术非常重视。良种壮苗在我国用材林基地建设上的应用是从20世纪50年代后期开始，在生产实践和科学试验中逐步提高的。通过多年的科技攻关，取得了一些重要的成果。初步建成了工厂化育苗技术体系，使我国林木育苗技术走上了一个新台阶。创造了一些主要用材树种无性繁殖的新技术，加速了优良树种的繁殖［3］。目前，我国林木工厂化育苗技术还处于不断发展阶段，还有许多重要造林树种没有形成适宜于工厂化的育苗技术体系。许多主要用材树种的无性繁殖技术还处于试验阶段，距离大规模应用还有一些差距。

1.4 立地选择技术研究

适地适树是营造人工林必须遵循的原则，其基础是科学划分的造林立地类型，并进行科学的立地质量评价，因此，森林立地研究在整个林业科学中占有重要地位［8－9］。

国外森林立地分类的研究始于18世纪末和19世纪。综观世界各国对森林立地分类研究的理论和实践，立地分类途径大体上可概括为环境因子途径、植被因子途径和综合多因子途径三个方面。我国的森林立地分类工作始于上世纪50年代，主要采用苏联林型学的理论和方法。上世纪80年代末和90年代初，我国提出了一些全国性的立地分类系统，其中较典型的有《中国森林立地分类》［10］和全国5级立地分类系统［11］。

1.5 人工林密度与结构配置技术研究

密度和结构配置是人工造林群落结构的数据基础，是提高单位面积产量，保持林分稳定性的重要措施之一，又是培育工业用材林进行人工调控的科学依据，因此，是各国在发展人工林事业上普遍关心的问题。

在欧洲各国，为合理确定造林密度，根据培育目的、土壤条件、气候因素、树种特性，并使林分尽快郁闭，形成新的林分，而选择造林密度。混交林与人工纯林相比较具有许多优点，因此，在人工林培育上有巨大的发展空间。目前，国内在混交林的混交树种选择、混交类型、混交比例、混交方式等混交造林技术方面都做了大量的研究工作，并提倡在生产实践中大量营造混交林［3］。

1.6 人工林集约经营技术研究

集约经营可以提高人工林单位面积的产量和质量，这就要求在人工林定向培育过程中的每一个环节都要采用集约化的经营技术。近年来，国外在人工林经营过程中在更多的环节上采用了新的集约培育技术。国内现有林经营技术起步比较晚，但发展较快。黑龙江省对红松、樟子松及落叶松等人工林和天然次生林进行了大量的研究工作，但经营的目标比较单一，尤其是没有将培育技术与木材质量相联系。对杨树、桉树、杉木、毛竹等人工林的土壤养分状况及施肥措施方面进行了大量的研究，基本做到了林地土壤养分管理的精准化［12］。以往我国对人工林凋落物和采伐剩余物的管理不够重视，忽视了其在养分循环过程中的重要作用，在很大程度上影响了林地质量。近年来我国针对人工林凋落物和采伐剩余物开展了大量研究。目前广东省雷州林业局已开始实施凋落物保护和采伐剩余物还田方面的研究工作［13］。我国在杉木无节材培育技术方面有初步报道［14］，但并没有深入研究，需要进一步开展相关研究。

1.7 人工林更新技术研究

人工更新有植苗更新和直播更新两种。但直播更新在技术上还存在一些问题，通常比较稳妥和最常用的是植苗更新。迹地人工更新是一项比较困难和复杂的工作。采用人工更新如欲获得成活、成林和成材，必须根据立地条件类型和树种特性，要做到“适地适树”，必须进行调查设计及其他各项更新环节设计。在确定采伐方式时主要考虑更新和保持环境的需要［15］。

1.8 材质材性测定以及预测技术研究

开展早期材质材性预测，不仅能够实现育种世代缩短，提高选择效果，从而达到林木生长与材质材性联合遗传改良的目的，而且，还可以对人工林的集约经营和天然林的更新选择，作出准确的材质材性预测，为林木的定向培育和自然更新提供科学合理的依据。

我国科研人员在人工林木材材质材性预测研究方法方面取得了许多成果，与当前国内和国外林业发展方向和木材加工的需要相适应，总的趋势是朝着快速、准确、低成本、无损的预测方向发展。但是，我国在材性预测方面与国外还存在相当大的差距。目前我国学者在材质材性预测方面的研究主要集中于针叶材较多，阔叶材［16～18］研究相对较少。

在国外，近红外光谱技术——这一新的材质材性预测方法获得了积极广泛的应用;在我国，中国林科院的科研工作者首先开展的相关试验，并取得了预期的结果［19］。

2 技术发展趋势

随着人工林集约经营程度的不断提高，工业原料林的培育技术也处于不断的发展过程中。从工业原料林培育技术研究看，培育主要围绕定向、速生、丰产、优质、稳定及高效6个方面开展研究，林地选择、遗传控制和树种选择、造林密度和培育制度选择、多树种搭配和混交、集约培育技术措施、优化栽培模式筛选等技术措施将是现在和将来一段时间内工业原料林定向培育的主要研究领域［20］。在工业原料林造林树种选择上，目前仍以乡土速生丰产树种开发利用为主，有选择地引进外来优良树种或品种。在良种选育上，主要是针对这些树种工业原料林定向培育目标和加工利用的需要，来开发优良家系、无性系的综合选择技术，以满足对原料林形质、材质、速生及抗性等方面的要求。在优质造林材料扩繁技术上，主要是加强优良品种的无性繁殖技术研究，尤其是开发优良繁殖材料的组培快繁技术，逐步形成适宜于工厂化的育苗技术体系。在立地选择上，主要是开发针对工业原料林不同培育目标和加工利用需求方面的微立地选择与控制技术。在现有林集约经营上，主要是按照定向培育的目标发展土壤养分管理技术、凋落物及采伐剩余物管理技术、大径无节材培育技术，并将各种经营技术有机结合形成各树种优化的配套技术体系。在材质材性测定以及预测技术研究上，今后将开展更为深入的试验，建立广泛适用于我国人工林木材材质材性测定以及预测技术。

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