李海霞,杨清淼,郭树平*
(1.黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨 150081;2.黑龙江省黑河市爱辉区人力资源与社会保障局,黑龙江 黑河 164300)
随着全球经济的发展,工业木材原料的供需矛盾日益突出,选择优良种源、创制新品种、加快良种繁育进程、缩短森林培育周期是解决木材供给的重要手段[1]。黑龙江省气候寒冷,优良的工业原料林栽培树种资源短缺,严重制约了黑龙江省工业原料林的发展。为了满足工业原料林基地建设对良种的需求,充分利用国内外优良的树种资源,开展大规模的优良树种引进,通过驯化及新品种创制,选育适应高寒地区生长的新品种,对扩大乡土树种的基因遗传基础、解决工业原料林良种短缺问题具有重要的意义。
20世纪70年代以来,黑龙江省根据气候、地理相似性的原则,有计划地从不同国家和地区引进了优良的工业原料林树种繁殖材料。主要树种及特性如下:白云杉[Piceaglauca(Moench.)Voss.],树干通直,树冠呈圆锥形,因其材质优良,纹理通直,是造纸、建筑、家具等用材的良好原料[2];欧洲赤松(PinussylvestrisLinn.),常绿乔木,树冠呈圆形或扁平状,自然分布区辽阔,主产地是欧洲,由于其有很强的耐寒性,可用于建筑、纸浆等用材原料[3-6];西伯利亚红松(Pinussylvestris(loud.)mayr),高达35 m,胸径可达1.8 m,主产于俄罗斯的西伯利亚地区,我国仅新疆的北疆高山上有少量分布,因木材易于刀具加工、横纹理抗剪力小、削面光滑等优点常用作家具、乐器和铅笔原料[7-9];欧洲白桦(BetulapendulaRoth.),树高可达27.0 m,胸径80.0 cm,原产于欧洲和亚洲北部,木材主要用于胶合板和纸浆材等,因树形优美也常用作绿化树种[10-12];美洲椴(TiliaamericanaL.),成树高达25 m,冠径达12 m,主要分布在于美国大部分地区,材质轻软且有弹性,是木制品的主要原料,同时也是重要的蜜源树种和绿化树种;脂松(PinusresinosaAit.),成树高达25 m,胸径达75 cm,主要分布在美国的东北部,可作为板材、杆材、造纸材和薪材[13];小干松(PinuscontortaVar.),成龄树高21~24 m,胸径可达70 cm,主要分布于北美西部,具有较强的抗寒、抗干旱和抗虫性,广泛用于结构和建筑用途[14];班克松(PinusbanksianaLamb.),成熟林可高达23~25 m,胸径60~80 cm,产于加拿大和美国北部,因其枝叶茂密,树姿优美,是观赏价值极高的绿化树种[15];美洲山杨(Populustremuloides),生长极为迅速,干形好,高达27 m,主要分布于北美的广大地区,是建筑、装饰和造纸的优质原料[16];欧美山杨(Populustremula×P.tremuloides),是由芬兰选育的优良栽培树种,是造纸及生产胶合板和刨花板的优质原料;青海云杉(PiceacrassifoliaKom.),树体高达20 m,主要分布于中国的西部,木材可作为建筑、家具及纤维工业原料[17];日本落叶松(Larixkaempferi(Lamb.)Carr.),原产日本,高达30 m,是落叶松中生长最为速生的树种,其木材可作为建筑及纤维工业原料[18];荷兰3930杨(Populuseuramericanacv.N3930),是1983年辽宁省杨树研究所由中国林业科学研究院引入辽宁的欧美杨无性系,2000年由哈尔滨港华实用技术研究所引入黑龙江省,通过选择和评价,培育出速生、抗寒的无性系-寒地1号速生杨;三角叶杨(Populus.deltoides),原产地美国,生长快,侧枝细而少,终身不修枝,适应性和抗逆性强,由于其抗压、抗弯、抗拉、抗剪等技术力学性好,是制造胶合板,纸张和住房框架的好材料。
黑龙江省引进的14种优良原料林种质资源,经过多年的驯化、区域性试验和种质开发利用,培育和选育了多个适合高寒地区栽培的新品种(系)。从引进的10个白云杉种源中选出3个较优良的种源[19];从欧洲赤松种源(7个)中选出3个苗期生长表现好的种源[20-21];针对引进的10余个西伯利亚红松种源初选出多个较优良的种源(除高山种源外)[22-24];将荷兰3930杨引入黑龙江省,选择出速生、抗寒的无性系-寒地1号速生杨;根据欧洲白桦的生长情况筛选出5个优良家系;引进美洲椴5个种源繁殖材料,筛选出2个较为优良的种源;从引进的7个脂松种源中选出3个优良种源;对引进的4个小干松单株种子筛选出2个优良单株;引进了班克松种子,营建了引种试验林,并开展了优树选择[25-26];利用引进的美洲山杨花粉,黑龙江省林业科学研究所利用其作为父本与中国山杨(PopulusdavidianaDode.)进行杂交,成功获得了中国山杨×美洲山杨的66个杂交组合种子[27],选育出的优良无性系-中美山杨(Populustremuloides×P.davidiana),其十年生木材生长量是中国山杨优良种源的2.5倍;黑龙江省林业科学研究所利用引进的日本落叶松优良品系与长白落叶松、兴安落叶松开展了长达40 a的杂交制种研究,获得了6个抗病、抗冻且在生长速度上具有明显杂种优势的新品种,包括日兴1号落叶松(Larixkaempferi×L.gmelinii“1”)、日兴2号落叶松(Larixkaempferi×L.gmelinii“2”)、日兴3号落叶松(Larixkaempferi×L.gmelinii“3”)、日长1号落叶松(Larixkaempferi×L.olgensis“1”)、日长2号落叶松(Larixkaempferi×L.olgensis“2”)、兴日1号落叶松(Larixgmelinii×kaempferi“1”),木材生长量比兴安和长白落叶松提高25%~40%[28-30];成功引进了欧美山杨杂种无性系枝条、美国三角叶杨优良育种材料、青海云杉优良育种材料,这些树种资源的引进和改良,对目前黑龙江省原料林树种的乡土化、产业化发展具有很强的现实意义。
黑龙江省林业科学研究所、东北林业大学以及多个引种单位针对引进的白云杉种子进行实生苗育苗技术和扦插繁殖配套技术研究,选出了1种适于白云杉扦插的基质;对欧洲赤松进行了常规育苗及自动控制温室集约化育苗,苗木保存率达52.29%;对引进的西伯利亚红松、小干松、班克松以及青海云杉均进行了实生苗育苗技术,西伯利亚红松生长情况好于当地红松,小干松、班克松从育苗到造林及管理技术已经配套成熟,青海云杉则表现出适应性、抗逆性均较强,苗期生长速度超过红皮云杉,能安全越冬稳定生长;针对寒地1号和美国三角叶杨进行扦插育苗,结果表现为寒地1号扦插成活率达96%以上,三角叶杨在苗期出现的冻害逐渐愈合,不影响其速生性;对欧洲白桦则进行了配套的组织培养工厂化繁育技术研究;针对引入的美洲椴和脂松进行了容器苗培育试验,其中美洲椴场圃发芽率平均为36.4%,脂松达80%以上;通过组织培养技术研究,解决了中美山杨和欧美山杨瓶外生根的关键技术问题。
引种单位根据引进树种的特点,经过多年试验,对14个优良品种资源在不同地区营造了区域试验林及种质资源保存林。其中白云杉种源试验林建在黑龙江省林科院江山娇试验林场,面积0.27 hm2,基因资源收集区有2处,分布在林口县青山林场和江山娇实验林场,面积0.64 hm2;欧洲赤松种源试验示范林有3处,分别建在黑龙江省林口县青山林场、黑龙江省林科院丽林实验林场和双峰林业局,面积共1.3 hm2,种质资源异地保存林有2处,分布在黑龙江省林口县青山种子园和双丰林业局,面积1.3 hm2;在林口县青山种子园营造欧洲赤松无性系嫁接苗基因保存林,总面积为0.17 hm2;西伯利亚红松种源试验林4.6 hm2和资源收集区3.6 hm2均建立在大海林林业局;寒地1号速生杨区域化试验林有3处,建在哈尔滨道里区、内蒙古扎赉特旗、双鸭山市集贤县,总面积达 33.3 hm2,造林成活率达90%以上;在不同生态区域内还营建了欧洲白桦子代测定林及区域化试验示范林30.0 hm2;欧美杨杂交种示范林均建在帽儿山实验林场;在伊春营造班克松林20 hm2;在林口县青山林场和江山娇实验林场有两处青海云杉试验林,面积2 hm2。
黑龙江省引进的各树种材质优良、抗逆性强、生长速度较快,适合当地的生态气候,表现出很强的适应性,针对所引进的树种与本地的优良品种进行杂交选育,培育出适应高寒地区的优良新品系,丰富了黑龙江省优良林木基因资源,解决了当地生产对良种的迫切需要,促进了黑龙江省工业原料林的可持续发展。
在未来的工作中需要重视以下几方面的问题:
(1)关于原料林病虫害的问题。引进外来树种最大的风险在于带来本国没有的病原菌或昆虫,很容易形成严重的森林病虫害,所以针对引进的树种在大面积造林后应重点监测病虫害的变化情况,防止引入的外来树种自身所带病原菌或者昆虫在适合的条件下大量繁衍,及早提出防治措施。
(2)地力衰退问题。针对所引进的优质原料树种进行大面积造林之后,所采取的营林措施可能会打破森林生态系统原本的养分平衡,而我省山地较多,地力维护较差,施肥会带来环境问题,因此如何提高原料林自肥能力,改善原料林生态系统的养分循环,维护和提高土壤肥力,并借助于现代模拟及计算机手段,筛选优化栽培模式也将是以后研究的重中之重。
(3)应加大对有关工业原料林研究的投资力度。针对引进的优质速生的优良树种,通过遗传改良、集约培育,大大加快了树木的生长,在今后林业研究方面应加大有关工业原料林投资力度,提高经营水平,及时弥补木材缺口,提高全省的经济效益。
【参 考 文 献】
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