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“十三五”期间林草科技十大进展

本文发布于:
2022-03-21
来源:
学术部
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为贯彻落实习近平总书记对科技创新的重要指示精神,提升科技对林草事业的支撑能力,梳理和总结我国林草事业“十三五”期间取得的最新优秀科技成果,加快推进林草业现代化建设,中国林学会林业科技管理专业委员会组织开展了“十三五”林草科技十大进展的遴选工作。经广泛推荐与专家提名、形式审查、专家评审凝炼、评审委员会终审等程序,共遴选出以下十大林草科技进展。

1. 林木全基因组与功能基因解析取得重要突破

绘制出油松、鹅掌楸、白花泡桐、银杏、榕树、毛竹、梅花等10余种木本植物高质量基因组图谱,揭示了林木适应性进化与遗传结构变异机制;解析了抗逆、材性、花香等目标性状的形成机理,挖掘出油松抗冻、松脂合成、银杏胁迫响应、杨柳性别决定等一批具有重要育种价值的功能基因;实现了杨树、柳树、榕树等早期性别鉴定,建立了基于叶片形态遗传变异的粗皮桉花粉污染子代鉴别以及基因组结合转化体系等育种核心技术。对于科学认识林木与环境关系,充分发掘利用林木生物学与生态学特性,建立精准高效的分子育种技术体系,提升我国林木种业科技创新能力、国际影响力和竞争力具有重要意义。

2. 构建了重要用材树种高效培育技术体系

攻克了杉木、杨树、桉树等速生树种良种壮苗工厂化育苗及降香黄檀、楠木和楸树等难生根珍贵树种组培快繁技术体系;建立了中心产区杉木大径材成材的立地、密度及轮伐期控制技术、落叶松纸浆材及大径材培育技术、马尾松材脂兼用林培育措施优化组合技术;提出了杨树与泡桐大径材集约栽培及精准水肥管理技术,提出了桉树大径材及纸浆材定向培育模式,大径材比例提高20%;发现了乙烯和H2O2在降香黄檀心材形成中的促生机理。主要速生用材树种及珍贵树种高效培育技术集成提升了我国森林质量,有效支撑了国家速丰林、储备林工程建设及绿色发展战略实施。

3. 推动主要经济林树种高产优质宜机化新品种、新技术快速发展

破解20种经济林树种染色体水平高质量基因组,阐明其驯化机制,搭建特色经济林功能基因组数据库和生物信息学分析平台,揭示主要成分和健康功能成分生物合成机理及调控,挖掘关键基因和调控因子,构建调控网络,极大提升了经济林基础研究水平;突破主要经济林树种远缘杂交技术体系和多倍体育种技术体系,研发分子辅助育种技术,选育高产、优质、极早熟、高抗、宜机化良种100余个,建立了配套的良种快繁技术体系,实现了良种规模化生产;建立全程机械化栽培模式,研发保花保果剂,油茶采果机等。新品种和新技术突破,对粮油安全和乡村振兴战略实施具有重要意义。

4. 创制典型森林、湿地生态系统功能提升理论与技术

揭示了乡土珍贵树种与松、杉、桉混交诱导地下空间生态位分化和微生物功能群变化提升多功能的生态耦合机制,提出了基于树种多样性及特定功能树种组配提升森林生态系统多功能的理论和技术体系,提高了南方森林经营的科学性、针对性和可操作性。揭示湿地关键脱氮微生物类群及其作用机制、低温反应及“基质-水”界面磷的吸附解析过程,研发无死区无堵塞的净化新技术,突破长期稳定净化的难题,提出时空不连续保护、以汇水面山及其湖滨带和退化湿地综合修复为核心的形态结构修复理论和技术,为人工净化湿地的建设和退化湿地的恢复提供了科学依据。

5. 创制典型草原生态系统保护恢复技术和一批特色草新品种

青藏高原高寒草地生态系统保护恢复理论与技术、青藏高原特色牧草种质资源挖掘与育种、羊草抗逆基因资源发掘等方面的研究取得新进展,研发了青藏高原退化高寒草地多元化恢复技术体系,构建了高寒草地多尺度生物多样性保护体系;建立了青藏高原多年生牧草的育种理论与技术体系,选育出适应青藏高原严酷生境的牧草新品种14个;克隆和验证了12个羊草抗逆基因(包括耐盐、抗冷等特有新基因),培育的中科5号羊草品种广泛应用于北方草原生态修复。

6竹藤资源高效培育与精深加工利用技术快速发展

编撰了《世界竹藤名录》和《中国竹类植物图鉴》,首次发布全球1642个竹种和631种棕榈藤,建成了种质资源数据库,是竹藤分类研究的里程碑;构建了竹资源精准育种、生态培育、健康保护和高效监测技术的竹资源培育关键技术体系,进行了大面积的示范推广;突破了高性能竹木重组材料制造关键技术并实现大规模产业化,产品在冬奥会场馆等重大工程建设中得到应用并出口到欧美发达国家。研究成果在竹藤资源保护和开发利用,保障木材供应安全,促进精准扶贫、助力乡村振兴过程中发挥了重要作用。

7. 研制新型生物质热化学转化、高值化利用技术与产品

解析了生物质分级定向可控转化、绿色溶剂促进林木生物质精炼等基础科学问题,创立了有效破解生物质抗解聚屏障和快速分离木质素及精炼纤维素的方法;突破了生物质热解产物分离精制、新型储能/高效催化/VOCs治理碳材料创制、混合材高得率清洁制浆产业化等关键技术;创制了生物质热解多联产等产业化技术体系,研发出高端新型碳材料、林源药物中间体、功能性饲料添加剂、高品质燃料油等高值化新产品。打破了国外对高性能纤维、新型碳材料产品技术的长期垄断,提升了我国在芳樟醇和山苍子油等林特资源国际市场定价机制中的话语权,部分技术与产品引领国内外产业链的发展趋势。

8. 人造板产业绿色转型升级技术加快推进

突破植物纤维承载单元力学体系构建与秸秆资源材料化利用、无醛植物蛋白胶黏剂制备与绿色人造板生产、人造板有害挥发物分级与承载限量评价、防火抗菌功能化人造板与涂饰、连续平压与全自动化生产等重大关键技术及核心装备,在20多个省市建成无醛人造板、秸秆刨花板、超薄纤维板等多条规模化生产线,实现了绿色功能性人造板的高效低碳节能制造,产品应用于G20峰会、世博会等重大工程,产生了重大经济、社会和生态效益,对实现“双碳”目标和乡村振兴国家战略及保障我国木材安全具有重大意义。

9. 智慧林业技术提升森林资源监管水平

攻克多尺度森林资源信息智能获取技术、基于多源遥感数据的复杂林分树种智能识别技术、单木分割与森林结构参数遥感精准估测技术;开发竹林碳汇多尺度联合监测技术体系,实现竹林碳汇时空动态的快速准确计测;创建高分遥感林业应用技术体系与云构架下的森林资源协同管理和林业专题产品生产流程定制技术;建设国家智慧林业体系和“互联网+”国家森林资源智慧管理平台,实现全国林业资源时空集成化管理与服务。有效推动我国森林资源监测体系步入世界前列,为实现我国森林质量精准提升和森林碳汇精准估测提供重要科技支撑。

10. 重大林业病虫害防控技术取得重要突破

揭示了一些重大病虫害的成灾机制,在入侵生物精准检测、病虫灾害遥感智能监测、害虫引诱剂开发与应用、天敌高效利用技术方面取得一系列突破,提升了病虫害监测和生态调控技术体系水平;开发了病害防控专用绿色药剂新产品,突破了精准减药的技术难题,创立了“平衡给药”的注干施药和成膜施药技术;攻克了“高射程”、“强穿透”、“高附着”和“精确对靶”等安全环保的施药关键技术,研制了多功能集成的林用施药装备并实现产业化。新技术的推广应用,取得了显著的防灾成效,对提升灾害防控水平、保障绿水青山具有重要意义。

(中国林学会林业科技管理专业委员会 发布)

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