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11月3日，2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在人民大會(huì)堂舉行。其中，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院(以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)林科院”)院長(zhǎng)劉世榮研究員主持完成的“南方典型森林生態(tài)系統(tǒng)多功能經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。項(xiàng)目主要完成人還有臧潤(rùn)國(guó)、蔡道雄、項(xiàng)文化、陸元昌、曾令海、史作民、劉興良、王暉、賈宏炎等。

我國(guó)南方森林是國(guó)家儲(chǔ)備林基地建設(shè)的主體和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的重要生態(tài)安全屏障，在區(qū)域可持續(xù)發(fā)展中具有重要作用。然而，由于長(zhǎng)期一味追求以木材生產(chǎn)為主單一目標(biāo)，導(dǎo)致南方出現(xiàn)了大面積低質(zhì)低效的人工林和退化的天然次生林，森林質(zhì)量及功能嚴(yán)重下降，亟需精準(zhǔn)提高森林質(zhì)量、協(xié)同提升生產(chǎn)與生態(tài)功能。

劉世榮及其團(tuán)隊(duì)以南方典型松、杉、桉低效人工純林和低質(zhì)次生林為對(duì)象，圍繞木材生產(chǎn)、固碳增匯、地力維持和水源涵養(yǎng)等多功能協(xié)同提升的關(guān)鍵經(jīng)營(yíng)技術(shù)問題，歷時(shí)20余年開展生態(tài)系統(tǒng)定位研究與多樹種、多模式和多目標(biāo)的森林經(jīng)營(yíng)試驗(yàn)示范，集成研發(fā)了木材生產(chǎn)、固碳增匯、地力維持和水源涵養(yǎng)等多功能協(xié)同提升的森林經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新了森林多功能經(jīng)營(yíng)理論和技術(shù)體系，促進(jìn)了從追求木材產(chǎn)量的單一目標(biāo)經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)向提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量和效益的多功能經(jīng)營(yíng)，提高了我國(guó)南方森林經(jīng)營(yíng)的科學(xué)性、針對(duì)性和可操作性，為我國(guó)森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升提供了技術(shù)保障。

據(jù)了解，項(xiàng)目成果在《全國(guó)森林經(jīng)營(yíng)規(guī)劃(2016-2050)》“森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升工程”中得到應(yīng)用采納。在南方11省區(qū)森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升工程推廣121萬公頃，新增珍貴木材產(chǎn)值 903億元，提升碳儲(chǔ)量1.06 億噸。

“在森林生態(tài)系統(tǒng)中，森林由哪些植物組成，以什么樣的結(jié)構(gòu)組建，決定著這個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)的功能與作用。我們森林生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)研究就應(yīng)該在森林的結(jié)構(gòu)與功能相互關(guān)系上多下功夫，摸清大自然的結(jié)構(gòu)與功能網(wǎng)絡(luò)，改善能量傳遞的效率，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)多功能效益的協(xié)同和提升。”劉世榮介紹說。

項(xiàng)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(tài)系統(tǒng)多功能性的理論，創(chuàng)建了引入珍貴樹種改培松、杉、桉人工純林的多功能經(jīng)營(yíng)技術(shù)體系、基于生態(tài)輪伐期的大徑材培育及多功能權(quán)衡與協(xié)同提升的技術(shù)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(zhǎng)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(jīng)營(yíng)的局限性，成功解決了低效人工林經(jīng)營(yíng)出現(xiàn)的地力衰退和長(zhǎng)期生產(chǎn)力下降的問題，以及發(fā)展珍貴樹種混交林樹種配置及大徑材定向培育精準(zhǔn)調(diào)控等多項(xiàng)關(guān)鍵共性技術(shù)問題。研發(fā)了基于生態(tài)功能關(guān)鍵種定向培育的次生林多功能快速提升技術(shù)和水-碳權(quán)衡的森林多功能經(jīng)營(yíng)規(guī)劃系統(tǒng)，解決了南方退化次生林中幼齡林撫育樹種對(duì)象不確定與多功能快速恢復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)難題，具有重要的科學(xué)理論和應(yīng)用實(shí)踐價(jià)值。

林木生長(zhǎng)的長(zhǎng)周期性，森林結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，加上地理、氣候變化的交互影響，讓森林生態(tài)學(xué)研究離不開生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期定位觀測(cè)和研究。

劉世榮說，研究團(tuán)隊(duì)正是通過生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期定位研究，首次揭示了樹種多樣性-根系生態(tài)位-微生物功能群耦合變化提升生態(tài)系統(tǒng)多功能性的生物學(xué)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了樹種多樣性通過誘導(dǎo)地下細(xì)根表層聚集和空間生態(tài)位分化增加細(xì)根生物量和周轉(zhuǎn)速率，改變土壤微生物群落與功能群結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升植物地上或地下生產(chǎn)力、土壤固碳增匯與養(yǎng)分有效性的這一規(guī)律。并在收集保存的9896份熱帶亞熱帶珍貴樹種種質(zhì)資源基礎(chǔ)上，通過物候、生長(zhǎng)、生理特性等長(zhǎng)期觀測(cè)，成功篩選出了生態(tài)功能強(qiáng)和木材價(jià)值高的珍貴樹種36種，創(chuàng)建了林冠下補(bǔ)植珍貴樹種改培馬尾松和杉木人工純林誘導(dǎo)形成針闊混交林的多功能經(jīng)營(yíng)技術(shù)模式10種，構(gòu)建了珍貴樹種高價(jià)值大徑材培育與生態(tài)系統(tǒng)多功能協(xié)同提升的經(jīng)營(yíng)技術(shù)模式6種，建立了退化次生林多功能經(jīng)營(yíng)技術(shù)模式11種。將森林生長(zhǎng)、更新與水碳效益等多個(gè)目標(biāo)同步納入流域森林經(jīng)營(yíng)空間規(guī)劃，成功解決了森林水源涵養(yǎng)和固碳增匯等多功能協(xié)同提升的景觀優(yōu)化配置技術(shù)難題。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)目發(fā)表論文166(SCI 67)篇，專著8部，獲國(guó)家發(fā)明專利9項(xiàng)，軟件著作權(quán)3項(xiàng)，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng)，獲省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，以及梁希林業(yè)科技一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。該項(xiàng)目應(yīng)用南方松、杉、桉人工林多功能經(jīng)營(yíng)技術(shù)，近三年預(yù)計(jì)可獲得碳匯效益31.8億元，對(duì)我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)、生態(tài)碳匯潛力提升、林業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)現(xiàn)國(guó)家雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)將發(fā)揮重要作用。(科技日?qǐng)?bào)記者 馬愛平)