亟需精準提高森林質量 森林質量精準提升工程提升碳儲量1.06億噸

11月3日，2020年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂舉行。其中，中國林業科學研究院(以下簡稱“中國林科院”)院長劉世榮研究員主持完成的“南方典型森林生態系統多功能經營關鍵技術與應用”獲國家科技進步二等獎。項目主要完成人還有臧潤國、蔡道雄、項文化、陸元昌、曾令海、史作民、劉興良、王暉、賈宏炎等。

我國南方森林是國家儲備林基地建設的主體和長江經濟帶的重要生態安全屏障，在區域可持續發展中具有重要作用。然而，由于長期一味追求以木材生產為主單一目標，導致南方出現了大面積低質低效的人工林和退化的天然次生林，森林質量及功能嚴重下降，亟需精準提高森林質量、協同提升生產與生態功能。

劉世榮及其團隊以南方典型松、杉、桉低效人工純林和低質次生林為對象，圍繞木材生產、固碳增匯、地力維持和水源涵養等多功能協同提升的關鍵經營技術問題，歷時20余年開展生態系統定位研究與多樹種、多模式和多目標的森林經營試驗示范，集成研發了木材生產、固碳增匯、地力維持和水源涵養等多功能協同提升的森林經營關鍵技術，創新了森林多功能經營理論和技術體系，促進了從追求木材產量的單一目標經營轉向提升生態系統服務質量和效益的多功能經營，提高了我國南方森林經營的科學性、針對性和可操作性，為我國森林質量精準提升提供了技術保障。

據了解，項目成果在《全國森林經營規劃(2016-2050)》“森林質量精準提升工程”中得到應用采納。在南方11省區森林質量精準提升工程推廣121萬公頃，新增珍貴木材產值 903億元，提升碳儲量1.06 億噸。

“在森林生態系統中，森林由哪些植物組成，以什么樣的結構組建，決定著這個森林生態系統的功能與作用。我們森林生態學的基礎研究就應該在森林的結構與功能相互關系上多下功夫，摸清大自然的結構與功能網絡，改善能量傳遞的效率，促進森林生態系統多功能效益的協同和提升。”劉世榮介紹說。

項目首次提出了基于樹種多樣性及特定功能樹種組配提升森林生態系統多功能性的理論，創建了引入珍貴樹種改培松、杉、桉人工純林的多功能經營技術體系、基于生態輪伐期的大徑材培育及多功能權衡與協同提升的技術體系，縮短了珍貴樹種大徑材培育周期，提高了大徑材比例，突破了長期以來南方森林僅以松、杉、桉等速生樹種為主的單一用材林經營的局限性，成功解決了低效人工林經營出現的地力衰退和長期生產力下降的問題，以及發展珍貴樹種混交林樹種配置及大徑材定向培育精準調控等多項關鍵共性技術問題。研發了基于生態功能關鍵種定向培育的次生林多功能快速提升技術和水-碳權衡的森林多功能經營規劃系統，解決了南方退化次生林中幼齡林撫育樹種對象不確定與多功能快速恢復的關鍵技術難題，具有重要的科學理論和應用實踐價值。

林木生長的長周期性，森林結構的復雜性，加上地理、氣候變化的交互影響，讓森林生態學研究離不開生態系統的長期定位觀測和研究。

劉世榮說，研究團隊正是通過生態系統長期定位研究，首次揭示了樹種多樣性-根系生態位-微生物功能群耦合變化提升生態系統多功能性的生物學機制，發現了樹種多樣性通過誘導地下細根表層聚集和空間生態位分化增加細根生物量和周轉速率，改變土壤微生物群落與功能群結構，進而提升植物地上或地下生產力、土壤固碳增匯與養分有效性的這一規律。并在收集保存的9896份熱帶亞熱帶珍貴樹種種質資源基礎上，通過物候、生長、生理特性等長期觀測，成功篩選出了生態功能強和木材價值高的珍貴樹種36種，創建了林冠下補植珍貴樹種改培馬尾松和杉木人工純林誘導形成針闊混交林的多功能經營技術模式10種，構建了珍貴樹種高價值大徑材培育與生態系統多功能協同提升的經營技術模式6種，建立了退化次生林多功能經營技術模式11種。將森林生長、更新與水碳效益等多個目標同步納入流域森林經營空間規劃，成功解決了森林水源涵養和固碳增匯等多功能協同提升的景觀優化配置技術難題。

據統計，該項目發表論文166(SCI 67)篇，專著8部，獲國家發明專利9項，軟件著作權3項，制定行業標準10項，獲省自然科學一等獎、省科技進步一等獎和二等獎各1項，以及梁希林業科技一等獎1項。該項目應用南方松、杉、桉人工林多功能經營技術，近三年預計可獲得碳匯效益31.8億元，對我國森林生態系統保護修復、生態碳匯潛力提升、林業應對氣候變化和實現國家雙碳戰略目標將發揮重要作用。(科技日報記者 馬愛平)

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