他鐘愛落葉松,用35年人生年華,攻克重重難關(guān),創(chuàng)立落葉松優(yōu)良種質(zhì)創(chuàng)制平臺,制定落葉松高效育種策略,研發(fā)良種產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工程技術(shù),創(chuàng)建紙漿材和結(jié)構(gòu)材定向培育模式和良種良法配套、模式目標協(xié)調(diào)高效培育體系,加速了落葉松人工林良種化、定向化和產(chǎn)業(yè)化進程,提升了落葉松人工林生產(chǎn)力水平;創(chuàng)新人工林生長模擬和動態(tài)經(jīng)濟評價一體化模型,推動中國森林可持續(xù)經(jīng)營理論體系和評估方法與國際接軌,為我國人工林培育、森林可持續(xù)經(jīng)營理論與技術(shù)發(fā)展,作出了重要貢獻。
他,就是中國工程院院士、中國林業(yè)科學(xué)研究院院長張守攻。
張守攻在新疆天西林業(yè)局卡西管局調(diào)研
制定人工林高效育種策略
30年前,我國人工造林可供選用的良種屈指可數(shù)。為了改變這種狀況,國家針對主要造林樹種開展了大規(guī)模科技攻關(guān)。正是在這個關(guān)鍵時期,張守攻開始涉足人工林良種培育研究,針對落葉松良種培育,創(chuàng)新性地提出了種內(nèi)改良與雜種利用并舉、有性與無性兼顧、常規(guī)與現(xiàn)代有機融合的育種途徑。
張守攻說:“落葉松分布和適宜于栽植在北方和亞熱帶、暖溫帶亞高山區(qū),分布范圍涉及14個省(區(qū)、市),面積和蓄積量都排在我國用材樹種第三位,是非常重要的用材樹種。這也正是我選擇落葉松作為研究對象的主要原因之一。落葉松人工林培育技術(shù),可以為其他人工林培育提供重要參考與借鑒。”
張守攻是將我國落葉松劃定為寒溫帶、溫帶、暖溫帶和北亞熱帶4個生態(tài)育種區(qū)的第一人,他確立了不同區(qū)域的育種策略、良種化途徑和雜種高效利用模式,營建了核心育種園和二代種子園;摸清了落葉松種、家系、無性系的生長、材質(zhì)、生根、物候等遺傳變異規(guī)律,研發(fā)出多性狀聯(lián)合選擇技術(shù)和多級選育程序,創(chuàng)建了紙漿材早期選擇評價指標和技術(shù)標準。
張守攻培育出的3個速生優(yōu)質(zhì)紙漿材專用國家級良種,材積遺傳增益均超過20%;選育的7個結(jié)構(gòu)材專用國家級良種,材積增益超過15%,木材密度提高5%,力學(xué)性能非常好。
在研究中,張守攻首次發(fā)現(xiàn)影響落葉松大小年結(jié)實的關(guān)鍵因素,并提出以激素調(diào)控為核心的強化育種關(guān)鍵技術(shù)。他所培育的落葉松初果期提前了5年-8年,所組建的6個國家重點林木良種基地和29個試驗示范基地, 10年累計生產(chǎn)良種1200公斤,培育良種苗1.98億株。
張守攻的這一系列研究成果,獲得2010年度國家科技進步二等獎。
檢查苗木生長情況
樹干解析調(diào)查
創(chuàng)立人工林培育集成技術(shù)體系
落葉松配子形成復(fù)雜、人工雜交制種困難,成為落葉松優(yōu)良雜交組合大規(guī)模利用的瓶頸。為了突破瓶頸,張守攻團隊研究確立了種子園實生應(yīng)用和無性繁殖并舉的良種生產(chǎn)創(chuàng)新技術(shù)體系。
通過研制溫室容器育苗技術(shù)標準,開展水肥管理及光周期調(diào)控,張守攻團隊將落葉松育苗周期由2年縮短至1年,容器苗造林成活率提高到90%以上;創(chuàng)建的單干柱式采穗圃,像優(yōu)良穗條生產(chǎn)工廠,能源源不斷提供優(yōu)良穗條,而且利用他研發(fā)出的完整的綜合配套技術(shù)插穗,可以使半木質(zhì)化插穗生根率提高到90%以上。他還帶領(lǐng)團隊突破子葉胚同步化規(guī)模發(fā)生技術(shù)瓶頸,創(chuàng)建落葉松體胚同步化繁育技術(shù),發(fā)明體胚高成胚率新工藝,使體胚同步化發(fā)生率超過93%;發(fā)現(xiàn)多胺合成代謝和逆境響應(yīng)蛋白在不定根發(fā)育中發(fā)揮的重要作用,獲得了根分生組織特征基因。
張守攻說:“為了解決落葉松人工林生產(chǎn)力低、培育模式單一、技術(shù)手段落后等問題,從1991年參與國家攻關(guān)項目研究,我們就開始系統(tǒng)研究針葉用材林培育理論與技術(shù),并創(chuàng)建了示范林。通過總結(jié)分析長期觀測積累的數(shù)據(jù),我發(fā)現(xiàn)林齡、密度和立地對纖維特性、木材化學(xué)和物理力學(xué)性能的影響機制,確立了紙漿材和結(jié)構(gòu)材性能指標及其適宜培育的林分條件;從經(jīng)濟成熟角度,引入實物期權(quán)概念綜合分析價格風險和管理柔性價值,提出不同育種區(qū)紙漿材定向培育模式,并將最佳輪伐期確定為15年-26年;通過構(gòu)建影響結(jié)構(gòu)材品質(zhì)的彈性模量和木節(jié)定量預(yù)測模型,研發(fā)定量化間伐關(guān)鍵技術(shù),提出了不同育種區(qū)結(jié)構(gòu)材定向培育模式。按照這個模式培育的樹木,木材抗彎彈性模量一下子提高到15GP -21GP,出材率超過70%。”
張守攻的成果在13個省(區(qū)、市)速生豐產(chǎn)林和退耕還林等工程中推廣應(yīng)用,面積達700萬畝,木材增產(chǎn)超過20%,經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益顯著,斬獲2002年度國家科技進步二等獎。
庫都爾落葉松人工林
可持續(xù)經(jīng)營針闊混交示范林
創(chuàng)新生長模擬與動態(tài)
經(jīng)濟評價一體化模型
如果無法了解人工林營林措施是否有效、有多大效益,無法分析培育收益到底有多大,就很難準確地評估森林經(jīng)營和投資回報的協(xié)同效益,難以制定優(yōu)化的經(jīng)營方案。張守攻說:“優(yōu)化培育技術(shù)集成方案,是為了讓林地能產(chǎn)出最大的生產(chǎn)效益。但是,如果不能同時考慮投資效益的最大化問題,最終將會影響到森林經(jīng)營的投入產(chǎn)出比。”
針對這個問題,張守攻創(chuàng)建了林分生長模型系統(tǒng)和產(chǎn)品預(yù)估模型,首次提出生長模擬和動態(tài)經(jīng)濟評價模型一體化方法,為多種營林措施復(fù)合效益分析和優(yōu)化經(jīng)營方案,提供了先進、高效的解決方案。目前,這項技術(shù)已被應(yīng)用于落葉松和杉木優(yōu)化栽培模式研究。
也許正是應(yīng)了“能者多勞”那句老話,張守攻實在太忙碌,除了科研攻關(guān)、管理中國林科院,他還擔著多重重任。他是我國人工林培育和森林可持續(xù)經(jīng)營領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人,是中國參與“溫帶及北方森林保護與可持續(xù)經(jīng)營標準與指標蒙特利爾進程”及聯(lián)合國國際森林問題談判的領(lǐng)銜專家,參與主持了全球第一個國家級林業(yè)行動計劃——《中國21世紀議程林業(yè)行動計劃》的編制工作;是《中國可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究》總體組核心成員和分冊主編,主持了聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)、糧農(nóng)組織(FAO)、國際開發(fā)研究中心(IDRC)、全球環(huán)境基金(GEF)等國際機構(gòu)有關(guān)中國森林可持續(xù)經(jīng)營的重大國際合作計劃,率先在東北天然林區(qū)、南方集體林區(qū)及西部水源涵養(yǎng)林區(qū)設(shè)立試驗示范林,開展森林可持續(xù)經(jīng)營實踐。作為國家協(xié)調(diào)員,他參與了國際示范林網(wǎng)絡(luò)建設(shè),促進我國的森林經(jīng)營規(guī)范與國際接軌,將我國森林可持續(xù)經(jīng)營與地方經(jīng)濟發(fā)展結(jié)合的成就與經(jīng)驗介紹給世界,在非洲和南美洲推廣應(yīng)用,在國際上產(chǎn)生了積極影響。他編撰出版《森林可持續(xù)經(jīng)營導(dǎo)論》,主持制定《中國森林可持續(xù)經(jīng)營標準與指標》行業(yè)標準和4個區(qū)域可持續(xù)經(jīng)營行業(yè)標準,主持完成《中國森林認證——森林經(jīng)營》國家標準,顯著推動了中國森林可持續(xù)經(jīng)營理論體系的建設(shè)和發(fā)展,奠定了中國森林可持續(xù)經(jīng)營監(jiān)測、評估和報告的理論和技術(shù)框架,推動了國際森林認證的中國化、市場化和中國國家森林認證體系的國際認可……
張守攻的許多成果都被編入新版《森林經(jīng)理學(xué)》,促進了森林經(jīng)理學(xué)學(xué)科的發(fā)展,成為中國森林可持續(xù)經(jīng)營部門決策的重要依據(jù)。
張守攻認為,現(xiàn)代林業(yè)研究需要各領(lǐng)域?qū)<覅f(xié)同攻關(guān)。因此,他倡導(dǎo)并組織創(chuàng)建了我國林業(yè)生物技術(shù)研究隊伍,推動建立了林業(yè)行業(yè)第一個國家重點實驗室——林木遺傳育種國家重點實驗室和國家林業(yè)局落葉松工程技術(shù)研究中心;主持制定《主要林木育種科技創(chuàng)新規(guī)劃(2016-2025年)》,明確了我國林木育種未來的重要方向和策略。
“中國林科院是林業(yè)科研的圓夢之地”
中國林科院科研人員的創(chuàng)新發(fā)展,與中國林科院的壯大和中國現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展密不可分。張守攻說,經(jīng)過60年歷練,中國林科院不斷發(fā)展壯大、開拓創(chuàng)新,取得了豐碩的科研成果,為推動我國現(xiàn)代林業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出了卓越貢獻。
張守攻認為,中國林科院是林業(yè)科學(xué)治學(xué)之地、創(chuàng)新之地,是中國林科院科研人員為祖國現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展奉獻聰明智慧的圓夢之地。“幾代科研人員在60年風雨歷練中,鑄就了特殊的林科精神,代代傳承,發(fā)揚光大。”
中國樹木學(xué)巨著《中國樹木志》由鄭萬鈞院士任主編,經(jīng)過3代人的努力,用25年時間完成。這部巨著是林業(yè)界最重要的基礎(chǔ)參考書和不可或缺的工具書。張守攻說:“我接手第四卷組織編撰工作時,已經(jīng)是第五名具體負責這項工作的院領(lǐng)導(dǎo)。當時,編撰工作已經(jīng)中斷5年,可是一聽說要繼續(xù)編撰第四卷,所有參與編撰的專家都非常興奮,他們找出多年前準備的材料,利用最短的時間,完成了全書的編撰出版。”
不同的年代,培養(yǎng)人才的具體做法會有很大的不同。張守攻說,他剛剛?cè)肼毩挚圃毫謽I(yè)研究所不久,就得到了向大師學(xué)習的絕佳機會。“有一段時間,吳中倫院士身體不好,為了不給單位添麻煩,他拒絕單位為他提供的特別照顧,不愿雇傭家庭護理。林業(yè)研究所時任所長王世績先生就想出了一個兩全齊美的辦法,安排我們新入職的年輕人,輪流陪吳院士散步聊天。每次聊天,吳院士都會將話題轉(zhuǎn)到科研工作和學(xué)術(shù)問題上,向我們介紹如何選擇研究方向,如何開展深入的研究等。通過這樣近距離接觸和貼心交流,我們不但聽懂了他帶有濃重諸暨口音的普通話,也逐漸學(xué)到了大師嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神。言傳身教提攜后學(xué),在大師身上得到完美體現(xiàn)。”
“科技是支撐林業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要力量”
“在林業(yè)發(fā)展的重大變革中,科技從來沒有缺位。”張守攻深有感觸地說,“林業(yè)科技是支撐中國林業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要力量。林業(yè)科學(xué)研究中的一個個革命性設(shè)想,帶動了一個又一個突破和創(chuàng)新,成就了中國林業(yè)發(fā)展的奇跡。”
在工業(yè)用材林建設(shè)中,中國林科院是主要樹種科技攻關(guān)的牽頭單位,以盛煒彤等科學(xué)家領(lǐng)銜組成的專家組是關(guān)鍵技術(shù)突破的中堅力量,完成了杉木和落葉松等樹種的育種和培育技術(shù)體系構(gòu)建,在林分生長和經(jīng)濟效益全要素全過程優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)、結(jié)構(gòu)化經(jīng)營技術(shù)等領(lǐng)域取得重大突破,推動中國工業(yè)人工林培育技術(shù)進入國際前沿。
在木本糧油發(fā)展方面,中國林科院育成多個油茶和核桃主栽優(yōu)良品種,分別創(chuàng)新研發(fā)油茶和核桃芽苗砧嫁接育苗技術(shù),實現(xiàn)優(yōu)良品種苗木工廠化生產(chǎn),有力地推動了兩個木本糧油樹種優(yōu)良品種的大規(guī)模工程化發(fā)展。
在森林可持續(xù)經(jīng)營領(lǐng)域,以蔣有緒院士為首的專家團隊參與國際規(guī)則制定,研究制定國家和行業(yè)標準,開展試驗示范,推動了中國森林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)的發(fā)展,向國際社會展示了中國林業(yè)的成就和擔當。
在植物生長調(diào)節(jié)劑研發(fā)領(lǐng)域,王濤院士選擇廣譜系列復(fù)合配方生長調(diào)節(jié)劑為研究方向,帶領(lǐng)科研人員,經(jīng)過不懈努力,研發(fā)出系列復(fù)合配方,適用樹種和作物種類多,功能覆蓋廣。他們研發(fā)的一系列生長調(diào)節(jié)劑,不但在林業(yè)科研和種苗培育中得到廣泛應(yīng)用,而且推廣應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,在南南合作中大放異彩。
張守攻說,在林業(yè)科學(xué)研究的各個相關(guān)領(lǐng)域,中國林科院都有優(yōu)秀的科研人員在孜孜以求、默默耕耘,取得了重大突破和創(chuàng)新成就,他們是支撐中國林業(yè)科技發(fā)展的主力軍,為推動中國林業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出了巨大貢獻。“在此,向每一位為林業(yè)科研和林業(yè)發(fā)展作出貢獻的林科人,致以誠摯的敬意!”
人物檔案
張守攻,中國林業(yè)科學(xué)研究院院長,中國工程院院士,第十三屆全國人大環(huán)資委副主任委員,中國林學(xué)會副理事長、森林培育分會理事長,森林培育和森林經(jīng)理專家,長期從事落葉松、楸樹和云杉等樹種品質(zhì)改良和高效培育技術(shù)研究。獲國家科技進步獎二等獎3項,省部級科技進步獎一等獎2項。獲授權(quán)發(fā)明專利14件,主持制定國家標準1項、行業(yè)標準8項,發(fā)表學(xué)術(shù)論文263篇,出版專著7部。參與國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃研究(2003)、中國可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究(2003)、生態(tài)文明建設(shè)若干戰(zhàn)略問題研究(2014)等重大咨詢項目的研究工作,為我國人工林培育、森林可持續(xù)經(jīng)營理論與技術(shù)發(fā)展作出了重要貢獻。