“十三五”期間林草科技十大進展
為貫徹落實習近平總書記對科技創新的重要指示精神,提升科技對林草事業的支撐能力,梳理和總結我國林草事業“十三五”期間取得的最新優秀科技成果,加快推進林草業現代化建設,中國林學會林業科技管理專業委員會組織開展了“十三五”林草科技十大進展的遴選工作。經廣泛推薦與專家提名、形式審查、專家評審凝煉、評審委員會終審等程序,共遴選出以下十大林草科技進展。
1. 林木全基因組與功能基因解析取得重要突破
繪制出油松、鵝掌楸、白花泡桐、銀杏、榕樹、毛竹、梅花等10余種木本植物高質量基因組圖譜,揭示了林木適應性進化與遺傳結構變異機制;解析了抗逆、材性、花香等目標性狀的形成機理,挖掘出油松抗凍、松脂合成、銀杏脅迫響應、楊柳性別決定等一批具有重要育種價值的功能基因;實現了楊樹、柳樹、榕樹等早期性別鑒定,建立了基于葉片形態遺傳變異的粗皮桉花粉污染子代鑒別以及基因組結合轉化體系等育種核心技術。對于科學認識林木與環境關系,充分發掘利用林木生物學與生態學特性,建立精準高效的分子育種技術體系,提升我國林木種業科技創新能力、國際影響力和競爭力具有重要意義。
2. 構建了重要用材樹種高效培育技術體系
攻克了杉木、楊樹、桉樹等速生樹種良種壯苗工廠化育苗及降香黃檀、楠木和楸樹等難生根珍貴樹種組培快繁技術體系;建立了中心產區杉木大徑材成材的立地、密度及輪伐期控制技術、落葉松紙漿材及大徑材培育技術、馬尾松材脂兼用林培育措施優化組合技術;提出了楊樹與泡桐大徑材集約栽培及精準水肥管理技術,提出了桉樹大徑材及紙漿材定向培育模式,大徑材比例提高20%;發現了乙烯和H2O2在降香黃檀心材形成中的促生機理。主要速生用材樹種及珍貴樹種高效培育技術集成提升了我國森林質量,有效支撐了國家速豐林、儲備林工程建設及綠色發展戰略實施。
3. 推動主要經濟林樹種高產優質宜機化新品種、新技術快速發展
破解20種經濟林樹種染色體水平高質量基因組,闡明其馴化機制,搭建特色經濟林功能基因組數據庫和生物信息學分析平臺,揭示主要成分和健康功能成分生物合成機理及調控,挖掘關鍵基因和調控因子,構建調控網絡,極大提升了經濟林基礎研究水平;突破主要經濟林樹種遠緣雜交技術體系和多倍體育種技術體系,研發分子輔助育種技術,選育高產、優質、極早熟、高抗、宜機化良種100余個,建立了配套的良種快繁技術體系,實現了良種規模化生產;建立全程機械化栽培模式,研發保花保果劑,油茶采果機等。新品種和新技術突破,對糧油安全和鄉村振興戰略實施具有重要意義。
4. 創制典型森林、濕地生態系統功能提升理論與技術
揭示了鄉土珍貴樹種與松、杉、桉混交誘導地下空間生態位分化和微生物功能群變化提升多功能的生態耦合機制,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的理論和技術體系,提高了南方森林經營的科學性、針對性和可操作性。揭示濕地關鍵脫氮微生物類群及其作用機制、低溫反應及“基質-水”界面磷的吸附解析過程,研發無死區無堵塞的凈化新技術,突破長期穩定凈化的難題,提出時空不連續保護、以匯水面山及其湖濱帶和退化濕地綜合修復為核心的形態結構修復理論和技術,為人工凈化濕地的建設和退化濕地的恢復提供了科學依據。
5. 創制典型草原生態系統保護恢復技術和一批特色草新品種
青藏高原高寒草地生態系統保護恢復理論與技術、青藏高原特色牧草種質資源挖掘與育種、羊草抗逆基因資源發掘等方面的研究取得新進展,研發了青藏高原退化高寒草地多元化恢復技術體系,構建了高寒草地多尺度生物多樣性保護體系;建立了青藏高原多年生牧草的育種理論與技術體系,選育出適應青藏高原嚴酷生境的牧草新品種14個;克隆和驗證了12個羊草抗逆基因(包括耐鹽、抗冷等特有新基因),培育的中科5號羊草品種廣泛應用于北方草原生態修復。
6. 竹藤資源高效培育與精深加工利用技術快速發展
編撰了《世界竹藤名錄》和《中國竹類植物圖鑒》,首次發布全球1642個竹種和631種棕櫚藤,建成了種質資源數據庫,是竹藤分類研究的里程碑;構建了竹資源精準育種、生態培育、健康保護和高效監測技術的竹資源培育關鍵技術體系,進行了大面積的示范推廣;突破了高性能竹木重組材料制造關鍵技術并實現大規模產業化,產品在冬奧會場館等重大工程建設中得到應用并出口到歐美發達國家。研究成果在竹藤資源保護和開發利用,保障木材供應安全,促進精準扶貧、助力鄉村振興過程中發揮了重要作用。
7. 研制新型生物質熱化學轉化、高值化利用技術與產品
解析了生物質分級定向可控轉化、綠色溶劑促進林木生物質精煉等基礎科學問題,創立了有效破解生物質抗解聚屏障和快速分離木質素及精煉纖維素的方法;突破了生物質熱解產物分離精制、新型儲能/高效催化/VOCs治理碳材料創制、混合材高得率清潔制漿產業化等關鍵技術;創制了生物質熱解多聯產等產業化技術體系,研發出高端新型碳材料、林源藥物中間體、功能性飼料添加劑、高品質燃料油等高值化新產品。打破了國外對高性能纖維、新型碳材料產品技術的長期壟斷,提升了我國在芳樟醇和山蒼子油等林特資源國際市場定價機制中的話語權,部分技術與產品引領國內外產業鏈的發展趨勢。
8. 人造板產業綠色轉型升級技術加快推進
突破植物纖維承載單元力學體系構建與秸稈資源材料化利用、無醛植物蛋白膠黏劑制備與綠色人造板生產、人造板有害揮發物分級與承載限量評價、防火抗菌功能化人造板與涂飾、連續平壓與全自動化生產等重大關鍵技術及核心裝備,在20多個省市建成無醛人造板、秸稈刨花板、超薄纖維板等多條規模化生產線,實現了綠色功能性人造板的高效低碳節能制造,產品應用于G20峰會、世博會等重大工程,產生了重大經濟、社會和生態效益,對實現“雙碳”目標和鄉村振興國家戰略及保障我國木材安全具有重大意義。
9. 智慧林業技術提升森林資源監管水平
攻克多尺度森林資源信息智能獲取技術、基于多源遙感數據的復雜林分樹種智能識別技術、單木分割與森林結構參數遙感精準估測技術;開發竹林碳匯多尺度聯合監測技術體系,實現竹林碳匯時空動態的快速準確計測;創建高分遙感林業應用技術體系與云構架下的森林資源協同管理和林業專題產品生產流程定制技術;建設國家智慧林業體系和“互聯網+”國家森林資源智慧管理平臺,實現全國林業資源時空集成化管理與服務。有效推動我國森林資源監測體系步入世界前列,為實現我國森林質量精準提升和森林碳匯精準估測提供重要科技支撐。
10. 重大林業病蟲害防控技術取得重要突破
揭示了一些重大病蟲害的成災機制,在入侵生物精準檢測、病蟲災害遙感智能監測、害蟲引誘劑開發與應用、天敵高效利用技術方面取得一系列突破,提升了病蟲害監測和生態調控技術體系水平;開發了病害防控專用綠色藥劑新產品,突破了精準減藥的技術難題,創立了“平衡給藥”的注干施藥和成膜施藥技術;攻克了“高射程”、“強穿透”、“高附著”和“精確對靶”等安全環保的施藥關鍵技術,研制了多功能集成的林用施藥裝備并實現產業化。新技術的推廣應用,取得了顯著的防災成效,對提升災害防控水平、保障綠水青山具有重要意義。
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