中国林业科学技术的回顾与展望，本文主要内容关键词为：科学技术论文,中国林业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
前言
森林——作为陆地上面积最大、分布最广、组成结构最复杂、物种资源最丰富的森林生态系统，不仅对改善生态环境，维护生态平衡具有不可替代的作用，也是一个巨大的可再生自然资源库，而且是一个以社会、经济、生态作为复合经营对象的生态、社会、经济系统，森林的价值不仅决定了森林生态系统在陆地生态系统的主体地位，也决定了其与人类、社会和经济发展多渠道的关联。
林业科学是研究森林和合理利用森林的一门科学。林业科学研究使人类对森林的自然特性和社会功能的认识不断深化，同时，人类社会对森林的开发和利用又引导和推动了林业科学研究的发展，使林业科学研究的方向和领域随着人类社会的发展逐步完善。
1 近代世界林业科学技术发展沿革
世界林业科学研究是随着资本主义林业的形成而开始的。18世纪中叶，欧洲工业革命兴起，木材成为重要的原料，于是研究木材采伐和森林更新的营林体制成为林业科学研究的开端。19世纪，林业科学研究仍然围绕着木材生产而进行的木材采伐、更新、森林调查和保护。到20世纪初，林业科学研究主要特点是围绕着森林生产力开展一系列相关理论和技术的研究，林业科学研究的领域主要集中在对森林及树种的生物学和生态学特性的研究，重点是以提高木材产量为目标的林木育种和栽培技术以及森林采伐、运输和木材加工利用技术的研究，传统的林业科学研究领域逐步形成。
20世纪中叶，森林的多目标利用引导林业科学研究的领域开始拓展到森林生态系统和森林环境效益的研究，同时，由于对森林环境保护功能的重视，对森林和野生生物保护的研究也逐步发展起来。之后的几十年中，随着森林生物学向组织、细胞和分子水平的深化，林业科学产生了相关的森林生物学微观研究领域；同时，随着人类对森林的多功能、多效益的需求日益增长，林业科学又向营建和培育各类发挥环境保护及与多用途森林相关的林业应用技术领域拓展，并且开始了森林生态系统、森林景观生态和全球生态系统等超越林分层次的研究，使原有的森林营建、培育和利用的研究对象从“林分”的层次上升为“森林生态系统”的层次，从而为人类进一步科学地、合理地发挥森林的各种效益奠定理论和技术基础。这一期间，林业科学研究向微观领域的深化，向森林多用途研究的拓展和向森林生态系统研究的升华，是对林业科学研究领域传统格局的重大补充、完善和发展，为林业科学研究领域新格局的形成奠定了基础。
随着电子和信息技术的飞速发展，卫星遥感技术和电子计算机在森林资源监测、评价和管理中的应用研究，导致了森林生态系统能流和物质循环的人工模拟、林分生长与管理模拟、森林资源的遥感监测与评价、森林生态系统定位自动观测等新兴林业科学研究领域的出现和迅速发展。同时，也促进了林业信息搜集、管理和服务自动化研究的进展。
到了20世纪末，全球可持续发展战略使林业科学研究的思路和方向发生了重大变革。然而，由于这种冲击来得迅速，人们对“可持续性”概念的具体内涵和度量指标问题一时还难以准确地把握。所以围绕着林业可持续发展或森林可持续经营开辟了一系列新的研究领域，同时，在“可持续发展”的冲击下，使原有的林业科学研究领域增添了新的内容和评判标准，从而在研究方法和研究周期上也在进行相应的调整，以解决实现林业可持续发展所需的一系列科学技术问题。其主要研究领域包括以下四个方面：
(1)解决森林生产功能和服务功能的可持续性问题；
(2)解决通过森林改善地区和全球性环境问题；
(3)解决森林与社会（或当地社区）的相互作用问题；
(4)解决全球林业信息的监测、管理和服务问题。
2 现代林业科学研究领域的新格局
林业科学研究是林业发展的先导，又受到林业生产实践的推动，在世界林业经营战略发生转变的三个主要阶段，林业科学研究也相应在研究方向和重点领域不断调整和拓展，逐步形成了现代林业科学研究领域的新格局——以持续发挥森林的生产功能、环保功能和社会服务功能为中心的林业科学研究领域。其特点是：传统研究领域和新兴研究领域并存；所有研究领域在揭示规律、探索原因和研制技术中都要考虑“可持续性”这一重要因素。概括起来，当前正在形成的林业科学研究领域新格局主要包括以下5个方面：
(1)森林资源及其经营和管理研究：
①森林有机体的生物学研究；
②森林生态系统研究；
③森林景观生态学研究；
④地区与全球森林资源数量和质量的动态监测与评价；
⑤森林生态系统的可持续经营和管理的研究。
(2)森林对环境保护（或改善）的研究：
①森林对退化土地进行恢复和改造的研究；
②森林对荒漠化进行防治的研究；
③森林与水资源的循环和利用的研究；
④森林的物理防护作用及其应用的研究；
⑤森林对全球气候变化调节的研究。
(3)森林与社会相互作用的研究：
①毁林的社会学原因与对策；
②退耕还林的经济和社会基础；
③森林经营与当地社区需求和参与；
④森林与山区可持续发展；
⑤森林能源与人类社会可持续发展。
(4)森林产品的利用研究：
①木材性质的利用；
②非木材林产品的开发与利用；
③木材及其产品代用品的研制；
④建立林产品全球化贸易体系。
(5)林业信息的研究：
①全球、国家及地区森林资源信息的监测、评价与管理；
②森林生态系统的监测与评价；
③国际林产品信息系统；
④国际互联网资源的开发与利用。
综上所述可以看出，在林业科学研究领域的新格局中，传统的基础研究和应用技术研究已经接近成熟，例如森林植物（树木）解剖、生长、发育及系统分类；林木种子采收、贮藏和成熟处理、打破休眠、提高发芽率等一系列技术；森林立地分类、评价及适地适树技术等，因而这些很早就开始研究的基础领域和应用技术领域在新领域格局中就很少或没有出现。相反，许多过去从未开展的新研究领域则在林业科学研究领域的新格局中成为许多国家投入大量人力和财力的重点。例如森林可持续经营的研究，森林与环境、社会的关系，生物多样性保护，生物技术和信息技术在林业科学、生产、研究和实践中的应用等。
3 中国历代林业技术发展轨迹
我国历代对森林与林木的认识，随着社会经济的发展不断深入。早在秦代《尔雅·释木》记述树木80余种，为中国较早的树木分类；《管子·地员篇》不仅是我国的土壤学专著，也是世界最早的生态地植物学。晋代的《南方草木状》、《竹谱》，唐代的《茶经》，宋代的《桐谱》，明代的《本草纲目》、《群芳谱》，清代的《花镜》，尤其是清代吴其睿编著的《植物名实图考》收录植物1714种，为我国树木分类学奠定了良好的基础。此外，《孟子》、《荀子》中提出山林川泽资源是可更新的，北魏《齐民要术》中首次提出了农林间作和林木轮伐法，而在元代的《农桑辑要》《王祯农书》及明清的《农政全书》、《三农纪》、《种树书》等对树木的育苗、移植、保护、管理等亦有全面记载。而明代测算材积的“龙泉码”比德国学者休伯(Huber)应用树干中央断面积推算树干材积的方法早了100年，由此可见，随着社会与经济的发展，我国历代对林木的分类，栽培、管理与利用，逐步深入，在某些方面早于世界其他国家。
4 中国近代林业科技的成就(1840-1949)
从清末到民初，一些青年学子赴外国攻读林学，他们学成回国后，不少人成为了中国近代林学界的骨干。1902年在山西、湖北、山东等省先后成立高等农业学堂并开设林科。1917年中华森林会成立，出版《森林》杂志，开展了一些林业学术交流活动，中国近代林业科学技术逐渐成型。在政治、经济不稳定的背景下，虽然中国近代林业科学技术的发展十分缓慢，但在一些领域仍取得了许多成就与进展。
(1)林业基础科学 陈嵘先生1937年出版了《中国树木分类学》专著，涉及2550种（内有14个亚种、591个变种），分隶550属，111科。同期，郝景盛1946年出版了《中国木本植物属志》，刘慎谔、郑万钧、蒋英、林刚、耿以礼、干铎等对中国的树木学研究做出了突出贡献。中国在该领域取得了突出成就，其研究成果受到了国内外林学界、植物学界的重视和推崇，产生了很大的学术影响。此外，李寅恭、陈植等在森林立地学、叶培忠在树木引种和杂交育种等领域也取得了明显进展。
(2)森林培育 重点在主要树种的造林技术方面取得成就。其中陈嵘1933年出版的《造林学概要》、《造林学各论》，郝景盛1944年出版的《造林学》具有代表性，在引荐国外最新造林学技术的同时，对中国的造林技术进行了总结和发展。
(3)森林保护 对森林防火开展了较深入的研究，提出了林区防火线和种植防火林带的新思路，这一方法至今仍然被广泛采用，为从业界所重视。针对严重的森林病虫害问题，李寅恭20世纪30年代首度开设森林保护学课程，这一时期，不少学者对林木病虫害及林木其他灾害进行了较为深入和系统的研究，取得了一批成果。
(4)森林经理 这一时期，中外测树学和森林经理学相互交融，理论深入浅出，方法简便实用。特别是，树干解析法得到广泛应用，中国古代林业科技结晶的“龙泉码”材积计量法日臻完善。
(5)木材加工 随着木材用途的日益广泛，梁希、朱惠芳和唐耀等学者致力于木材学研究，梁希对木材物理性质及力学性质、朱惠芳对中国木材强度和硬度进行了试验研究，唐耀1935年出版了《中国木材学》，这一时期，中国林产化学、人造板、木材防腐等技术领域都有较大的发展。
5 近50年来中国林业科学研究成就
近50年来，中国林业科学发展迅速，基本上改变了旧中国林业和森林工业的落后面貌。在前期，中国林业科学研究主要以扩大森林资源，对森林进行合理经营和利用为主，旨在解决全国造林绿化和森林工业生产工艺过程中的技术问题。随着我国经济和社会的发展，逐步开展了森林生态系统、现有林经营保护、扩大森林资源、林木速生丰产、林木资源多效利用及软科学在林业科学决策和现代化管理中的应用及林业应用基础理论的研究。建国以来，中国林业科学成就主要表现在以下几个方面：
(1)林木遗传育种与良种繁育 中国林木遗传育种与良种繁育的研究工作50年来进展迅速，目前经过遗传改良的优良种源、家系、无性系和品种达32个主要造林树种，2000多个优良种源、家系和无性系，占人工造林树种的70%-80%，并引进了300多个树种、变种及优良无性系。在此基础上，开展了遗传基因资源的收集、保存和利用的研究。林木良种繁育技术有所突破，在全国建成一批母树林、种子园和采穗圃，提出林木种苗国家标准，提高了林木无性、有性繁殖技术、新技术及生物工程的应用在某些树种如杨树、泡桐上也有了新的进展。
(2)人工林营造 提出了中国用材林及防护林立地分类，评价系统，适地适树方案，初步建立了主要用材树种速生丰产与防护林栽培技术体系，提出了不同树种、不同立地的优化栽培模式，构建了林分生长、收获和经营模型系统及防护林效益评价体系。
(3)森林生态 50年来对中国天然林区进行了大规模调查，基本完成了森林地理学、群落学的考察研究，在全国不同气候带进行了森林生态系统定位研究，并对林木栽培生态学，林木对环境的影响，防护林生态效益进行了研究，取得了重要成果。加强了自然保护区的建设和森林种质资源保护和利用研究。
(4)森林保护 通过普查，初步摸清了全国森林病虫害的种类（约4000余种）、分布、习性及为害情况，对重要的病虫害进行了系统的研究，提出营林措施、生物防治及抗病、虫育种等有效措施，效果明显。并通过电子技术，遥感技术、航空护林，建立防火带、研制防火机械与化学药剂等措施控制林火取得了明显成效。
(5)森林经理 从50年代开始，就在森林调查中使用航空遥感技术，70年代末引进卫星技术用于森林资源调查和环境监测工作，实现了森林资源的自动统计汇总，为了实现森林资源动态管理，近年来开展了地理信息系统和资源动态管理技术的研究，使中国森林资源管理进入一个新的阶段。
(6)木材加工、林产化学与林业机械 完成了700多种主要用材林树种的材性和用途的研究，并对木材工业的制材技术、干燥技术、防腐技术和人造板、细木工生产技术及林产化学加工中的制浆化学、植物纤维水解和生物工程、木质能源和活性炭、非木质成分化学等进行了研究。取得了一批成果用于生产，多种产品打入国际市场。同时，研制成功近200种营林机械，约300种木材生产机械，在锯木理论，索道计算原理等方面取得了一批有价值的成果。
此外，对林业发展战略，林业政策，林业管理，社会林业等的研究也有了明显的进展，取得较好的成效。
6 中国主要林业学科领域科技发展水平与国外比较
世界主要发达国家的林业科技总体发展水平是比较高的，这主要受益于所在国家整体上比较发达的技术、经济水平与实力。在林业生物技术、信息技术和新材料技术等高新技术领域，其科技发展水平较高，优势较明显。
(1)林木良种选育领域：
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进展，特别是在控制木素合成基因的识别、定位、分离、克隆和基因转移等方面，以及把分离和改造过的基因分别导入到山杨、枫香、桉树、相思树、火炬松和辐射松等重要树种的试验应用方面成就突出。我国在这一领域较国际研究水平还存有差距，不少重要珍贵树种的育种以及规模繁殖技术仍处于较低的水平。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高。
(2)工业用材林培育领域：
当前国外主要根据既定材种培育目标，采用良种壮苗，选择适宜的立地，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。
在长期生产力维持技术方面，欧洲已提出了近自然林业的理论，主张以择伐代替皆伐，以混交林代替纯林，重视天然更新。美国倡导从完整的森林生态系统考虑一切经营活动，重视森林的多种价值，丰富生物多样性和增加森林的稳定性。目前，我国已开始认识到人工林长期生产力的维持问题，但还未提出地力衰退的机理和维护立地长期生产力的系统技术。而且，我国工业用材林整体生长量水平较低，基地化育苗、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仍有很大的差距。
(3)森林资源保护领域：
在森林病虫害防治领域，80年代末美国提出了“森林保健”的概念及方案，近年又提出了“有害生物可持续管理”和“有害生物生态管理”等研究方向。我国相关领域的研究已起步，目前已提出了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，其中强调了“生态控制”和“基因控制”的关键性技术，为今后森林病虫害控制的科技攻关指明了方向。
在森林防火科学技术和科学管理领域，我国与国外先进国家比较存在着很大的差距。国际上近年更注重研究的大尺度性，除了火灾的预测、规划、管理和控制研究以外，着重于森林火灾对生态系统、区域性和全球环境的影响。我国尚未实现向以航空灭火为主要方向的转变，并缺乏大载量飞机灭火喷洒技术。
(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的保护、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、农地防护林等方面已取得了突破性进展。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仍需深入研究。
(5)森林、荒漠、湿地生态效益监测：
世界上许多国家和组织都相继开展了森林效益监测研究，美国十分重视森林生态系统在自然环境保护中的作用，提出了“新林业”的概念。德国把森林效益作为制定林业生产计划的依据，将全国近一半的森林划分为森林公园和自然保护区，建立了生态环境数据库。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。
我国对森林在改善环境中的作用也曾开展过大量研究，已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，在荒漠化领域的监测研究取得了进展。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，在高新技术的应用方面也存在着相当的差距。
(6)天然林管护及可持续利用领域：
目前国际森林管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的发展方面存有差距，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。
(7)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。
(8)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水平仍然比较落后。
7 未来林业科学研究展望
随着世界各国全面实施“人类社会可持续发展”战略，森林将在保障经济稳定增长、环境不断改善和社会不断进步方面发挥越来越重要的作用。当前形成的林业科学研究领域新格局及其取得的研究进展和成果，将为初步实现向可持续发展林业转变奠定理论和技术基础。而未来的林业科学研究方向将为逐步形成完善的、稳定的和高效的林业可持续发展体系，为实现完备的森林生态系统、景观、区域、国家及全球各个层次上的森林可持续经营和管理，为继续开展相关的基础理论和应用技术研究，创立一整套林业可持续发展理论和技术体系。未来林业科学研究关注的重点领域，将主要在以下七个方面：
(1)森林有机体生物学研究向细胞、分子和基因层次不断进展和深入。未来森林有机体（包括树木和其他植物、动物、微生物）生物学研究将重点在遗传学和生理学方面的微观层次突破，主要是通过运用现代生物技术手段，揭示和掌握以树木为主的森林有机体的生长、发育、繁殖、适应性、抗逆性及其他特殊性状表达和改变在细胞、分子和基因水平的遗传学和生理学基础。在这些基础上，将逐步实现对森林有机体生物学性状人工修饰和控制，进而以人工培育出具有不同用途和适应能力的优良品种和实现对各种森林有机体生长、发育、繁殖等整个生物学过程的人工调控。所以，未来的森林有机体、生物学研究领域主要是：森林有机体、生物学和生态学特性在细胞、分子和基因层次的遗传学和生理学基础；森林有机体、新品种培育和生长、发育调控的生物技术措施；建成森林有机体基因库及其保存和利用制度。
(2)研制快速、方便、有效的森林更新和造林技术。为更好地发挥森林保护和改善环境的功能，在世界上现存的各类退化土地、荒漠化土地、退耕土地等各种需要通过林业措施改造和恢复环境条件的立地上，成功地实现造林和保护森林生态系统的生存和稳定，不断改进和更新造林技术，继续探索快速、方便和有效的森林采伐后更新和无林地造林技术。特别是研制出适用于各种气候类型和土地类型应用的多种造林技术，将是未来林业科学研究在造林技术这个传统的研究领域中的主要方向。因此，今后将在以下研究领域开展研究：不同类型造林地的工程准备技术和措施；适宜造林树种、品种及造林模型；造林和更新树种（或灌木）的多种培育方法及适地栽植技术；造林成活的保障配套技术。
(3)森林生态系统、景观及全球森林信息的自动化监测和网络化管理与服务。随着卫星遥感、计算机及网络化通讯等电子和信息技术不断发展，对森林资源、景观及全球森林各项信息的监测，例如对森林的组成、结构、生长发育、健康状况（病、虫和火灾情况），以及林产品生产力、生物多样性、环境效益和社会服务功能等进行自动化信息采集和处理，进而实现对各类信息的网络化管理和服务。建立起森林信息的自动化监测和网络化管理系统是实现森林可持续经营和管理的根本保证。为此，将在以下领域继续加强研究：遥感技术在大范围（景观、区域、国家和全球）森林信息监测中的全面应用；森林生态系统实地定位观测信息自动采集系统：生物多样性监测指标及自动监测方法；森林健康（病、虫、火灾和污染）自动监测系统；森林信息的网络化管理与服务系统；林产品及贸易信息全球网络系统。
(4)森林资源的可持续经营和管理的技术、模式和制度。森林资源可持续经营和管理相关理论和技术的研究是当前及未来林业科学研究领域的精髓。近年来，在林业可持续发展指标体系和一些育林技术（如采伐方式等）方面的研究取得了一定的进展，但是，距离建立完整的森林生态系统、景观和全球范围的森林可持续经营模式和制度，实现森林在生产功能、环境保护功能和社会服务功能的真正可持续发挥，还需要继续进行大量的研究。因此，应在以下几方面加大研究力度：①不同类型森林生态系统、景观和区域森林可持续经营和管理的评价方法；②建立完善的森林可持续经营和管理模式；③森林生态系统可持续经营和管理技术的研制，形成无环境负效应或有利于改善环境和增加生物多样性的森林营建、经营和管理、采伐技术体系；④森林生物多样性的保护、管理和利用；⑤改善森林生态系统和景观的社会服务功能及相关经营和管理技术的研究，改善森林游憩环境、增加森林组成、结构和布局的美学特性等。
(5)森林的无化学保健。对于树种单一的人工林生态系统，森林的保健往往是靠使用化学农药进行病虫害的预防和控制，这将或轻或重地造成环境污染，或是通过食物链伤害森林及其他动物。在未来的研究中，要把通过生物措施、生态措施及栽培措施实现森林无化学保健，探索出依靠人工林生态系统的自身营养级和食物链减免病虫害的发生。另外，对营建生物防火带技术的研究也将实现森林生态系统的林火自然隔离。为实现森林的无化学保健，未来将在以下方面加强研究；林木抗虫、病育种，通过生物技术育种手段，对目的树种培育出抗虫和抗病的品种；研制病、虫害的生物和生态防治以及栽培措施防治技术；建立森林生态系统病虫害综合管理制度。
(6)林产品的高效利用新途径和新技术。在充分研究森林生态系统中树木和其他非木材资源及其初级产品的物理、化学及生物学性质的基础上，发挥天然生物资源的优势，研究开发利用各种林产品的新途径和新技术，提高森林生物产品的利用价值和利用效率，使之发挥非生物材料所无法替代和比拟的特殊作用，为社会经济发展和人民生活服务。为此，要在目前林产品利用方式的基础上，探索其新的高效利用途径和技术，包括：木材的高效利用新途径及技术；非生物资源及产品的高效利用；森林无公害食品的开发和利用。
(7)森林能源利用新途径与新技术。森林能源作为重要的生物能源和可再生能源，如果用它替代煤炭等石化能源，其广泛应用将减缓大气CO[,2]的上升趋势和消除人类对石化能源开采耗尽的担忧和恐惧。因此，积极探索森林能源的有效利用途径，使其在目前替代煤炭和烧柴的基础上，进一步开发其更广泛、更有效的利用途径和技术，使其在整个世界能源供给和消费中所占的比例不断上升。因此，未来要把开辟森林能源利用的新途径作为林业科学研究的重要领域之一，森林能源取代石化能源对控制全球气候变暖和实现能源可持续利用将发挥巨大作用。
森林是人类文明的摇篮。伴随着人类文明的进程，林业科学技术历经数千年的发展，自成体系，枝繁叶茂，硕果累累。回顾历史，我们既为古代中国林业科学技术的辉煌成就而自豪，也为西方近代林业科技的后来居上而感叹，更为我国近代林业科技发展的严重滞后而惋惜；展望未来，机遇与挑战并存，追赶与跨越并行，中国现代林业科学技术一定能再创辉煌！