德國杜能研究所
杜能研究所是德國聯(lián)邦食品和農(nóng)業(yè)部(BMEL)下屬綜合性研究機構(gòu),擁有14個專業(yè)研究所,其中有4個研究所從事林業(yè)研究,即木材研究所、國際林業(yè)和林業(yè)經(jīng)濟研究所、森林生態(tài)系統(tǒng)研究所和森林遺傳研究所,在木材生產(chǎn)和林木育種等方面為BMEL提供決策支持。
一、重點研究領(lǐng)域和方向
杜能研究所下屬的4個林業(yè)研究所根據(jù)德國林業(yè)發(fā)展需求,專注于不同研究領(lǐng)域,服務(wù)于林業(yè)主管部門的森林經(jīng)營管理。
1.木材研究領(lǐng)域
木材研究是杜能研究所最重要的林業(yè)研究領(lǐng)域,重點關(guān)注木材緩解氣候變化相關(guān)研究。主要研究方向包括:1.以木材和木制品質(zhì)量評估、木材材種與來源鑒定為重點研究方向,特別是實木與復(fù)合木材結(jié)構(gòu)性狀關(guān)系、新利用木材與人工林木材及新型復(fù)合木材質(zhì)量、木材纖維圖集制作這3個方面的研究;2.生物質(zhì)資源與材料研究,重點關(guān)注木質(zhì)可再生原料使用效率、木質(zhì)生物質(zhì)材料性能以及生物質(zhì)資源與材料的環(huán)境影響,特別是多功能材料、利用生物材料替代不可再生材料、林副產(chǎn)品加工和材料使用、可回收資源保護和材料設(shè)計等;3.木材利用對環(huán)境和氣候的影響,即開展生命周期評估,量化評估木材利用對環(huán)境和氣候的影響,以溫室氣體排放評估和木材產(chǎn)品生產(chǎn)周期評估為主要方向;4.健康與消費者保護,主要研究木材產(chǎn)品的碳排放,防腐處理木材中生物殺滅劑,蟲害和真菌監(jiān)測,各類天然、改性和防腐木材對健康的影響。
2.國際林業(yè)和林業(yè)經(jīng)濟研究領(lǐng)域
重點開展林業(yè)軟科學(xué)研究,主要集中于4個方向:1.德國林業(yè):持續(xù)追蹤法規(guī)、經(jīng)濟和社會條件變化對德國林業(yè)企業(yè)的影響,分析德國近自然林業(yè)和經(jīng)濟領(lǐng)域的關(guān)鍵數(shù)據(jù);2.國際林業(yè):在熱帶地區(qū)開展森林可持續(xù)經(jīng)營研究,特別是退化森林的恢復(fù)、市場選擇的激勵措施和阻礙因素、熱帶森林可持續(xù)經(jīng)營成本等,試點可行的森林可持續(xù)經(jīng)營社會經(jīng)濟途徑;3.林產(chǎn)品市場:追蹤研究國內(nèi)外木材市場發(fā)展效益、就業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、競爭力等,重視開展可再生能源、氣候變化和環(huán)境保護相關(guān)研究;4.森林與社會:針對森林的生態(tài)和社會功能開展經(jīng)濟價值評估和可持續(xù)性評估,分析其成本效益及森林可持續(xù)提供多種服務(wù)的機會。
3.森林生態(tài)系統(tǒng)研究
以森林生態(tài)系統(tǒng)為目標和內(nèi)容,重點開展以下方向的研究:1.森林資源與氣候保護:開展森林資源和碳清查,研判德國森林發(fā)展趨勢,監(jiān)測森林氣候保護活動的實施;2.森林和土壤調(diào)查:開展森林狀況調(diào)查(一類調(diào)查)和森林土壤調(diào)查,分析森林和土壤狀況變化的原因和趨勢;3.森林生態(tài)與生物多樣性:將成熟方法學(xué)與新技術(shù)相結(jié)合,識別和監(jiān)測影響森林生態(tài)系統(tǒng)、林分和樹木的因素;4.野生生物生態(tài)學(xué):開展野生生物信息監(jiān)測,維護國家野生生物信息系統(tǒng)門戶網(wǎng)站,提供與狩獵和野生生物相關(guān)的建議。
4.森林遺傳研究
重要研究方向包括:1.種源與育種研究:研究樹木種群在遺傳和表觀遺傳水平上對氣候變化的適應(yīng)性,優(yōu)化不同樹種生物量和高價值木材生產(chǎn),加強速生樹種育種研究,評估森林遺傳資源;2.抗病性與種子品質(zhì)研究:研究樹木對常見及新型有害生物和非生物危害因素的抗性;3.生態(tài)遺傳學(xué)研究:研究自然和人為環(huán)境因素對樹木和灌木種群及其相關(guān)生物的遺傳組成和適應(yīng)性的影響,特別是氣候變化、林業(yè)措施和森林破碎化的影響,識別木材和林木繁殖材料的地理起源,以及使用基因標記來識別物種;4.基因組研究:使用分子生物學(xué)、生物技術(shù)和生物信息學(xué)方法來鑒定基因組存儲的信息與特征及其相互關(guān)系,開發(fā)用于評估森林遺傳資源以及進行遺傳鑒定和克隆鑒定的分子標記,開發(fā)能夠檢測樹木和木材遺傳變化的方法。
二、未來科研重點方向
作為部屬研究機構(gòu),杜能研究所的研究重點與BMEL的關(guān)注領(lǐng)域高度吻合,很多課題服務(wù)于政策制定。2008年頒布的《2020年林業(yè)戰(zhàn)略》是德國長期林業(yè)政策的基礎(chǔ)性文件,指明了未來林業(yè)科研的方向,要求通過森林環(huán)境的長期監(jiān)測,提供客觀的數(shù)據(jù)分析和決策參考,同時強調(diào)隨著森林在氣候保護中的地位凸顯,需要在氣候變化、生物多樣性等領(lǐng)域開展開創(chuàng)性研究,從而填補現(xiàn)有的知識空白。
為此,杜能研究所未來將在以下領(lǐng)域重點開展研究:1.氣候變化對森林的影響以及提高森林和木材的氣候保護能力的方式;2.氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的影響;3.森林環(huán)境監(jiān)測和生物多樣性監(jiān)測;4.制定更有效的森林經(jīng)營方法來保護和可持續(xù)利用生物多樣性,闡明生物多樣性與森林經(jīng)濟和生態(tài)功能之間的聯(lián)系;5.對未來木材需求以及可持續(xù)木材供應(yīng)持續(xù)進行科學(xué)估算,包括森林以外具有生物量生產(chǎn)潛力的林木;6.創(chuàng)新木材產(chǎn)品,開發(fā)更高效的生產(chǎn)方式。
美國林務(wù)局研發(fā)中心
美國林務(wù)局研發(fā)中心是美國最重要的林業(yè)科研機構(gòu),下設(shè)7個研究站所,管理著81個實驗林和草場。其工作任務(wù)是為林業(yè)政策和土地管理決策提供科學(xué)知識,支持基于科研證據(jù)的決策制定。
一、重點科研領(lǐng)域和方向
林務(wù)局研發(fā)中心結(jié)合國家林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,圍繞森林健康維護,針對森林生態(tài)系統(tǒng)保護及利用,確定了近年來林業(yè)研究優(yōu)先領(lǐng)域,即生物質(zhì)和生物能源、氣候變化、納米等先進木材技術(shù)、流域管理和恢復(fù)、城市自然資源管理、森林清查與監(jiān)測以及森林干擾,并實施了七大戰(zhàn)略科研計劃,引導(dǎo)科研人員根據(jù)重點研究方向開展研究。
1.入侵物種研究計劃
通過入侵物種威脅評估、生物分類學(xué)等研究,確定預(yù)防入侵物種的威脅;為控制管理入侵物種,開展生物防治、基因?qū)W和抗性育種等研究;從景觀評估管理、基因?qū)W、流域管理、氣候變化適應(yīng)和林火影響等視角開展生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)研究;入侵物種生物學(xué)研究,特別是物種的環(huán)境耐性及資源競爭。
2.清查、監(jiān)測和分析計劃
利用清查數(shù)據(jù)開展生物能源原料供應(yīng)、森林碳匯、森林可燃物負荷、森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值和森林健康及其趨勢等評估工作;追蹤報告森林可持續(xù)發(fā)展核心指標實現(xiàn)情況;開發(fā)和提供模型、技術(shù)、工具和分析服務(wù);圍繞城市環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、氣候變化等方向開展多學(xué)科交叉研究。
3.戶外游憩研究計劃
開展游憩體驗和決策支持研究;社區(qū)合作及合作伙伴關(guān)系研究;游憩與生態(tài)系統(tǒng)互動關(guān)系研究,特別是游憩與荒地-城市地區(qū)管理、入侵物種防控、脆弱環(huán)境保護等方面的相互作用。
4.資源管理和利用研究計劃
對混農(nóng)林、林產(chǎn)品、景觀科學(xué)、資源管理與經(jīng)營作業(yè)及城市林業(yè)開展研究,開發(fā)數(shù)據(jù)和工具,提供自然資源管理利用決策參考。
5.水、空氣和土壤研究計劃
研究水、空氣和土壤在自然界的活動進程及相互影響;評估氣候變化及污染對空氣、水和土壤的影響;研究極端天氣事件的影響,特別是極端天氣事件頻度強度、不利影響、過火生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等。
6.荒地野火和可燃物研究計劃
開發(fā)土地利用以及水、空氣和土壤等相關(guān)資源管理的工具和技術(shù);提供管理活動影響預(yù)測的工具和技術(shù);根據(jù)使用者的反饋,改善工具和技術(shù);開展公眾教育,開發(fā)自然資源管理相關(guān)的學(xué)校教材。
7.野生動植物和魚類研究計劃
開展物種與生態(tài)系統(tǒng)研究,特別是物種棲息地和種群規(guī)模監(jiān)測、物種分布和豐度預(yù)測;研究傳統(tǒng)及新型資源利用的影響、人類活動的干擾、自然資源管理對物種的影響等;威脅因素研究,特別是預(yù)測在氣候變化下物種棲息地和分布的變化情況。
二、林業(yè)科研發(fā)展趨勢
通過分析研究2015-2018年林務(wù)局578項重點林業(yè)科研活動,可以看到林務(wù)局林業(yè)科研呈現(xiàn)以下趨勢:
1.氣候變化成為林業(yè)科研的熱點問題
氣候變化是林業(yè)科研最重要的研究方向。研發(fā)中心32%以上的科研活動把氣候變化作為重要研究內(nèi)容和目標,主要集中在3個方面:1.氣候變化與森林生態(tài)系統(tǒng)的相互影響,特別是森林對未來氣候變化的影響;2.森林生態(tài)系統(tǒng)包括樹木、入侵物種、野生動植物等適應(yīng)氣候變化,特別是樹種選擇及樹木分布變化相關(guān)研究;3.林木緩解氣候變化的途徑,其中生物能源和CLT木建筑是兩個最熱門的研究領(lǐng)域。模型因此成為重要的研究方法和工具。
2.越來越強調(diào)多學(xué)科交叉研究
以森林健康為目標,強調(diào)森林是一個生態(tài)系統(tǒng),重視森林與氣候、土壤、野生動植物、土壤及土壤微生物、水供應(yīng)與利用、野火和人工火燒等關(guān)系和相互作用的相關(guān)研究。同時應(yīng)用基因技術(shù)、遙感技術(shù)、納米技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)手段,從多個角度、多個領(lǐng)域進行跨學(xué)科研究。特別是對森林中的雪、森林水供應(yīng)、野生動物和魚類等的研究,豐富了林業(yè)科研的內(nèi)容,凸顯森林生態(tài)系統(tǒng)整體效益。
3.以解決實際問題為首要任務(wù)
以解決森林經(jīng)營實際問題為導(dǎo)向開展研究,提出解決方案。利用基礎(chǔ)研究成果,開發(fā)森林健康保護相關(guān)工具、指南和模型。重視林業(yè)科研成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,建立廣泛合作伙伴關(guān)系,將研究成果轉(zhuǎn)化為能為森林經(jīng)營管理者所用的知識產(chǎn)品。每年大約有16%的重點科研活動與林業(yè)科研成果轉(zhuǎn)化和推廣相關(guān)。
4.研究領(lǐng)域及研究經(jīng)費將會有所收縮。
美國林務(wù)局2021年預(yù)算已將林業(yè)科研總預(yù)算從2020年的3.05億美元縮減到2.49億美元。鑒于此,林務(wù)局將取消野生動植物和魚類與游憩研究項目,并關(guān)閉位于加利福尼亞州的太平洋西南研究站及國際熱帶林業(yè)研究所。與此同時,將加強森林清查和分析項目及野火研究??梢灶A(yù)見,美國林務(wù)局將更強調(diào)林木本身及森林與相關(guān)干擾因素相互作用的研究,大幅減少森林動物及其棲息地研究活動。
日本森林綜合研究所
日本國立研究開發(fā)法人森林研究與整備機構(gòu)是日本最大的國家林業(yè)科研機構(gòu),下設(shè)1所4中心。其中,森林綜合研究所(以下簡稱森綜所)作為綜合性研究機構(gòu),負責森林、林業(yè)和木材產(chǎn)業(yè)的研發(fā)工作,在推進國內(nèi)外森林、林業(yè)和木材產(chǎn)業(yè)研發(fā)方面發(fā)揮了重要作用。
一、重點科研領(lǐng)域及方向
近年來,森綜所從日本國民的各種需求出發(fā),林業(yè)科研重點從林業(yè)生態(tài)體系研究逐漸轉(zhuǎn)變到林業(yè)管理生產(chǎn)體系研究,服務(wù)于日本國產(chǎn)材高效利用、經(jīng)營作業(yè)效率提升及智慧林業(yè)發(fā)展等政策目標。為此,森綜所確定4個林業(yè)研究重點課題,以推進相關(guān)研究活動。
1.開發(fā)森林管理技術(shù),增強森林多種服務(wù)與功能
提高森林生態(tài)系統(tǒng)治山技術(shù),開發(fā)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù),加強山地災(zāi)害對策研究是主要研究方向。其中山地災(zāi)害風險預(yù)測和森林防災(zāi)功能評估、水源涵養(yǎng)功能技術(shù)、森林氣象風險評估方法、森林生態(tài)系統(tǒng)中放射性物質(zhì)的動態(tài)和預(yù)測模型為研發(fā)重點。其他研發(fā)工作還包括開發(fā)氣候變化影響評價及氣候適應(yīng)和減緩技術(shù),評估氣候變化對森林的影響,研發(fā)基于生態(tài)系統(tǒng)功能的氣候變化適應(yīng)和減緩相關(guān)技術(shù)。圍繞生物多樣性保護研發(fā)森林經(jīng)營技術(shù)以及森林病蟲害防治技術(shù),特別是森林多種功能評價管理技術(shù)和環(huán)境低負荷型綜合整治技術(shù)。
2.開發(fā)可持續(xù)性林業(yè)系統(tǒng),保證國產(chǎn)材的穩(wěn)定供給
持續(xù)高效的森林作業(yè)及林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、促進森林資源有效利用的木材供應(yīng)系統(tǒng)是主要研發(fā)方向。在生產(chǎn)技術(shù)方面,根據(jù)地區(qū)特點和生產(chǎn)目標,開發(fā)森林經(jīng)營技術(shù)、高效的森林經(jīng)營方法和先進的林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。在木材供應(yīng)系統(tǒng)開發(fā)方面,重點研究促進木材供應(yīng)的政策機制,建立森林可持續(xù)經(jīng)營和木材高效流通加工等體制,以及木質(zhì)能源高效利用系統(tǒng)。
3.開發(fā)木材及木質(zhì)資源利用技術(shù)
符合資源狀況及需求的木材利用技術(shù)開發(fā)、加強未利用木質(zhì)資源的利用技術(shù)開發(fā)是兩個重點研究方向。主要研究工作包括開發(fā)新型木質(zhì)材料利用技術(shù)、結(jié)構(gòu)利用技術(shù)及其耐久性技術(shù),促進大徑材等稀少木質(zhì)資源的利用;開展原木特性評價,開發(fā)能提高鋸材質(zhì)量的干燥技術(shù),研發(fā)高性能、高附加值材料;開發(fā)功能性成分提取與利用相關(guān)技術(shù),促進木質(zhì)材料的利用。
4.加強多品種林木育種及育種基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā),提高森林生物利用
利用生物多樣性和森林生態(tài)系統(tǒng)多功能性,開發(fā)可提高森林資源有效利用的新技術(shù),以樹木生物學(xué)及其新機能的有效利用、蘑菇和微生物生物學(xué)機能及其有效利用方法兩個方面為重點。增強育種基礎(chǔ)技術(shù),開發(fā)多種優(yōu)良樹種及高速育種等育種技術(shù),同時通過林木遺傳資源、生物技術(shù)和國際合作等開發(fā)推廣育種應(yīng)用技術(shù)。
二、林業(yè)科研發(fā)展趨勢
根據(jù)日本森林研究與整備機構(gòu)制定的《2016-2021年中長期五年計劃》,森綜所將繼續(xù)加強科研項目研究,重點工作包括:1.將繼續(xù)研發(fā)四大重點課題,實現(xiàn)開發(fā)成果最大化目標;2.加強林業(yè)科研信息與成果的廣泛宣傳,利用多種形式以及各種活動,促進開展國民綠化運動,普及森林整備技術(shù);3.推進林業(yè)科技人才的多樣化培養(yǎng),加強研究力量。
此外,為配合林野廳的智慧林業(yè)政策,森綜所未來將在以下方面加強研究:1.推進森林信息收集,利用激光測量技術(shù)與無人機輔助造林,提高造林質(zhì)量;研究開發(fā)能夠進行自動采運和遠程操作的林業(yè)機械裝備;2.有效利用信息與通信技術(shù)(ICT),加速構(gòu)建可以共享生產(chǎn)管理和供需相關(guān)數(shù)據(jù)的供應(yīng)鏈;3.建立森林信息數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)地方政府與民營企業(yè)的數(shù)據(jù)共享目標;4.推進速生樹種的選擇與利用,實現(xiàn)“縮短輪伐期”目標,同時加強低密度栽培和機械化作業(yè)研究;5.推進纖維素納米纖維和改質(zhì)木質(zhì)素等木材新材料的制造工藝及新產(chǎn)品的開發(fā)。