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林木種質(zhì)資源調(diào)查報告模板
2007年11月29日至12月19日筆者參加了由國家林業(yè)局種苗工作總站組織的赴美國林木種質(zhì)資源保護和林木良種選育培訓團，在美期間，培訓團先后在美國農(nóng)業(yè)部林務(wù)局、國家種質(zhì)資源實驗室、美國林務(wù)局國家種子實驗室和美國南方林業(yè)試驗站密西西比州林木遺傳研究所等單位進行了學習培訓，并對美國舊金山紅杉種質(zhì)資源原地保存庫、惠好公司北卡林區(qū)GHW苗圃、喬治亞州林業(yè)委員會Flint River 苗圃和南方林業(yè)試驗站試驗室、種子園、Harrison試驗林和良種繁殖圃等進行了實地考察。通過學習考察，對美國林木種質(zhì)資源收集保存及林木良種選育工作有了比較直觀、深入的了解。下面主要介紹美國的資源保護和良種選育的發(fā)展現(xiàn)狀、先進技術(shù)、管理方式及相關(guān)扶持政策及其主要特點，并聯(lián)系我省工作實際，提出改進我省工作的幾點建議。
一、培訓考察基本情況
(一)美國林木種質(zhì)資源收集保存現(xiàn)狀
美國開展植物種質(zhì)資源收集保存工作已超過百年，現(xiàn)已在全國組織建立了引種馴化試驗站、種質(zhì)資源保存庫，形成了完善的國家植物種質(zhì)系統(tǒng)(NPGS)。該系統(tǒng)由政府機構(gòu)和私立機構(gòu)共同組成，主要由植物種質(zhì)資源收集貯存系統(tǒng)、作物種質(zhì)資源委員會和種質(zhì)資源信息網(wǎng)構(gòu)成，其中國家種質(zhì)資源收集貯存系統(tǒng)由分布在全國的31個機構(gòu)組成，包括國家種質(zhì)資源實驗室、國家植物檢疫辦公室、國家植物種質(zhì)資源貯存庫和地方引種站等。國家種質(zhì)資源實驗室隸屬于美國農(nóng)業(yè)部，其主要任務(wù)是協(xié)助美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局組織開展國家種質(zhì)系統(tǒng)(NPGS)進行種質(zhì)資源的收集、整理、鑒定、保存與評價，提高和擴散種質(zhì)資源，開展種質(zhì)資源保存技術(shù)研究，并負責國家種質(zhì)資源信息網(wǎng)絡(luò)(GRIN)的更新和維護。迄今，美國國家植物種質(zhì)系統(tǒng)已收集保存了植物種質(zhì)材料48萬份，覆蓋了2006個屬的12379種植物，其中主要農(nóng)作物的品種資源已基本齊備，林木樹種主要包括火炬松、濕地松、長葉松、短葉松等主要用材樹種。
種質(zhì)資源收集保存的主要方法有：①種子保存(備份庫)。中期保存在0～5℃條件下;長期保存在-18℃以下低溫中。②體胚保存。如蘋果、葡萄等。③原地保存。如美國舊金山紅杉種質(zhì)資源原地保存庫。④異地保存。按照育種目標以種植形式建立異地保存林。
主要收集保存對象是：①早期選擇的優(yōu)樹;②優(yōu)良種源，包括有益于森林健康種質(zhì)資源;③材質(zhì)較好的珍貴闊葉樹種，如黑核桃等;④高海拔地區(qū)、干旱、火災(zāi)發(fā)生區(qū)等易丟失遺傳資源的一些小群體資源;⑤特殊種質(zhì)種質(zhì)資源，即處于瀕危、生態(tài)敏感樹種遺傳資源。
(二)美國林木種苗生產(chǎn)管理現(xiàn)狀
20世紀50年代以前,美國造林用種也屬是種就采、有種就用，種源不清，造林質(zhì)量不高，曾造成過大面積造林失敗，損失嚴重。從20世紀60年代開始,美國在全國統(tǒng)一劃分種子區(qū)，按種子區(qū)建設(shè)種子生產(chǎn)基地，經(jīng)過40多年的努力，所有種子園都已生產(chǎn)種子，實現(xiàn)了按種子區(qū)定向供種。目前美國的造林良種化率已達80%，其中美國林務(wù)局所屬的國有林和各大私營企業(yè)的造林已全部使用種子園種子。
1、造林實現(xiàn)了良種生產(chǎn)基地化。美國現(xiàn)在大約有40個樹種建立了種子園，其中美國林務(wù)局直屬的種子園有55個。美國南方松已開始建設(shè)第三代種子園，遺傳增益在30%以上。種子園生產(chǎn)的種子完全能夠滿足國有林區(qū)造林的需要。國有林用種實行統(tǒng)一調(diào)撥，種子園根據(jù)用種量采種，一般不出售種子。為了保證歉年供種，種子的貯備量可供一年之用。
州林務(wù)局及大的私營林業(yè)公司都有自己的種子園,如美國惠好公司擁有9個種子園，生產(chǎn)的良種不僅滿足了本公司林地更新造林的需要,而且還為美國西部地區(qū)提供了50%的良種苗,為南部造林地區(qū)提供了85%的良種苗。目前惠好公司已逐漸用第二代種子園種子育苗造林，20世紀80年代初開始建立的第三代種子園也將生產(chǎn)良種。現(xiàn)在美國已完全杜絕了漫山遍野采種,千家萬戶加工的局面，實現(xiàn)了林木良種生產(chǎn)基地化。
2、種子園經(jīng)營實現(xiàn)了標準化管理。從灌溉、施肥、疏根、病蟲害防治到采收、檔案管理、作業(yè)時間、質(zhì)量要求等整個種子園經(jīng)營過程都有嚴格的標準規(guī)定，機械化作業(yè)程度相當高。美國在種苗方面的發(fā)展戰(zhàn)略是進行高世代育種，保證世代連續(xù)改良;研究林木遺傳品質(zhì)的早期測定技術(shù)，進一步提高材積增益，在高世代林木改良中十分注重材性、材質(zhì)的改良。
3、苗圃管理實現(xiàn)了全過程作業(yè)機械化。美國有各類苗圃3000多個，其中美國林務(wù)局直屬苗圃13個，年產(chǎn)苗4000多萬株，主要用于國有林區(qū)造林;各州林務(wù)局有直屬苗圃1～3個，一般面積為20～30公頃;私營苗圃很多，經(jīng)營樹種多樣，面積為1～200公頃，每年總產(chǎn)苗幾十億株。美國苗圃的經(jīng)營管理水平很高，從整地、作床、播種、苗期管理到起苗、包裝、運輸實現(xiàn)了全過程作業(yè)機械化。美國育苗的產(chǎn)業(yè)化、集約化程度較高，苗木的生產(chǎn)量與本企業(yè)年造林任務(wù)量、市場供需訂單有直接關(guān)系，基本上是按訂單生產(chǎn)苗木。電腦在苗圃中的應(yīng)用十分普遍，從氣候觀測、灌溉、施肥及病蟲害防治設(shè)施的自動化控制，到苗圃的技術(shù)檔案管理等都已實現(xiàn)電子化管理，并與上級電腦聯(lián)網(wǎng)，大大提高了苗圃的經(jīng)營管理水平。
4、扶持種苗生產(chǎn)實行了長期而穩(wěn)定的投入。美國林務(wù)局每年用于營林經(jīng)費約有5千萬美元，其中1.6～1.7千萬美元直接用于林木良種技術(shù)的研究，占營林科研經(jīng)費的30%以上，良種生產(chǎn)的經(jīng)費基本上是按實支報的;私營大公司的良種經(jīng)費投入比例更高。美國在營林生產(chǎn)中把主要力量放在林木種苗生產(chǎn)上，他們認為抓種苗是用少的投入，獲得大的效益。因此，國有林、州有林及大林業(yè)公司的種苗生產(chǎn)自成系統(tǒng)，都建有自己的種苗生產(chǎn)基地，在生產(chǎn)建設(shè)和資金投入上實行計劃管理。國有林、州有林系統(tǒng)對林木改良和種子園建設(shè)所需費用都實行無償投入，苗木生產(chǎn)也不以盈利為目的，主要為本系統(tǒng)造林提供苗木，其人員經(jīng)費和生產(chǎn)經(jīng)費均由政府投入，建設(shè)一畝種子園的費用高達1500～2000美元。美國用于種苗投入的渠道也是多方面的。國有林部分由國家林務(wù)局投入，州立苗圃和種子園由州林務(wù)局投入，大林業(yè)公司由企業(yè)自己投入，小企業(yè)則根據(jù)市場需要考慮投入，但也能從國家、州林務(wù)局獲得技術(shù)援助。
(三)美國在高新技術(shù)繁育新品種方面的新成果
美國在分子遺傳和育種等林業(yè)高新技術(shù)領(lǐng)域已獲得了突破性進展，進入了實用階段。如美國南方林木遺傳和育種中心在濕地松的分子抗病育種方面是世界的。近幾年又在RAPD分子標記分析、DNA測序、染色體熒光原位雜交和應(yīng)用分子標記在抗病育種方面取得了重要進展，育出了抗病的果實、木材兼用型板栗新品種，使原來要花20～30年時間育成的一個新品種縮短到7～8年，提高了育種效率。美國在運用體細胞胚胎發(fā)生技術(shù)等高新技術(shù)繁育新品種方面也取得了重要突破。如惠好公司進行的黑云杉體細胞胚胎發(fā)生技術(shù)，體細胞的胚誘導率已達到80%～90%，目前正在擴大規(guī)模進行工廠化生產(chǎn)試驗?，F(xiàn)在這一技術(shù)已經(jīng)擴展到火炬松、白云杉、濕地松等樹種的良種繁育上。研究人員認為，在未來幾年內(nèi)以雜交育種和優(yōu)良雜交種子體細胞胚培養(yǎng)方法生產(chǎn)的人工種子將實用化。
二、美國種質(zhì)資源保護和林木良種選育的主要特點
1、高度重視，投入穩(wěn)定。美國聯(lián)邦政府對植物種質(zhì)資源收集保存歷來給予重視。早在1898年美國政府即開始了植物種質(zhì)資源搜集計劃(Plant Germplasm Exploration Program)，提出了構(gòu)建國家植物種質(zhì)系統(tǒng)計劃，以合作名義在國內(nèi)和世界范圍內(nèi)開展植物種質(zhì)資源調(diào)查搜集，組織開展跨地區(qū)、跨國界的種質(zhì)搜集工作，并鼓勵和號召個人、社會團體等廣泛參與種質(zhì)搜集工作，堅持長期穩(wěn)定地開展。聯(lián)邦政府負擔了全部種質(zhì)資源研究的費用，包括植物種質(zhì)資源的收集、保存、評價和繁殖等費用，并且部分種質(zhì)資源的國內(nèi)外共享費用也由政府買單。迄今已開展了多達600余次的種質(zhì)資源搜集工作，平均每年開展近6項。2007年還與中國合作開展了白蠟樹的種質(zhì)資源收集保存工作。
2、統(tǒng)一布局，合理規(guī)劃。為確保植物種質(zhì)資源的收集和長期保存，美國對全國種質(zhì)資源收集保存地點進行了長期規(guī)劃，由國家植物種質(zhì)資源委員會，根據(jù)不同地理區(qū)域的自然條件確定收集保存的重點，建立了全國區(qū)域性的種質(zhì)資源貯存庫、試驗站。同時，為確保遺傳材料長期保存的安全，集中建立了種質(zhì)資源安全中心庫(國家遺傳資源保存中心)，各貯存庫收集保存的種質(zhì)材料在該庫中具有備份，既保證了各種植物材料的區(qū)域適應(yīng)性，使每種植物材料能在較適宜的自然環(huán)境中得以保存，又可以保證每種材料長期保存的安全性，不致因一個點的不可預(yù)見風險導致的損失造成某一保存材料的流失。
3、機構(gòu)人員穩(wěn)定，運作效率高。林木種質(zhì)資源收集保存和林木良種選育作為公益性的工作，美國聯(lián)邦政府給予了長期穩(wěn)定的經(jīng)費投入，確保了相關(guān)研究機構(gòu)和管理機構(gòu)的運作經(jīng)費和研究與管理人員的相對穩(wěn)定，不僅保證了研究工作的持續(xù)穩(wěn)定開展，而且也大大提高了工作效率，其人員精簡、機構(gòu)穩(wěn)定、運作高效給我們留下了深刻印象。如國家林木種子實驗室的主任在該實驗室工作已經(jīng)超過30年，其他幾位工作人員也都長達十幾年，而負責種子檢驗的科室只有3個人，每年所作的種子檢驗達到5000～6000份，而且要保證檢驗結(jié)果及時反饋和上網(wǎng)以供客戶查詢;惠好公司北卡GHW苗圃面積達到80公頃，每年育苗4500萬株，僅有固定職工9人，苗木生產(chǎn)僅有30%提供造林，其余均要苗圃自己尋求銷路，且能夠保持常年盈利。
4、廣泛參與，協(xié)作共進。在美國種質(zhì)資源的收集保存不僅得到聯(lián)邦政府、州縣及地方政府的廣泛支持，而且也得到許多個人、團體的熱情參與，美國公民對植物種質(zhì)資源的收集保存具有很強的全民責任意識，以多種形式對國家種質(zhì)資源系統(tǒng)進行了捐助，如在美國植物種質(zhì)資源系統(tǒng)中收集的許多種質(zhì)資源是由國民免費贈送的，部分保存機構(gòu)是私人機構(gòu)所有等。同時，美國研究機構(gòu)在林木種質(zhì)資源研究開發(fā)上的協(xié)作也非常成功，美國南方松的協(xié)作育種就是一個范例。美國南方松的協(xié)作育種始于1956年的全分布區(qū)選優(yōu)，涉及范圍廣，參加單位包括聯(lián)邦政府研究機構(gòu)、州一級研究機構(gòu)或大學以及企業(yè)單位等，組織構(gòu)成了三個育種協(xié)作組，分別從事區(qū)域內(nèi)的試驗研究工作，所有的種質(zhì)資源和研究成果實行共享，從而極快地推進了南方松的育種工作，提高了遺傳增益。
5、林木育種投入大，成效高。美國林業(yè)公司對于林木育種極為重視，真正將林木種苗作為營林生產(chǎn)的第一車間，長期穩(wěn)定地投入資金開展林木遺傳改良，已取得顯著成效。如進入世界五百強的美國惠好公司自1955年開始即進行了火炬松的遺傳改良和種子園建設(shè)，并且每年都保證林木改良的資金和人員投入，不斷建設(shè)新的種子園，保證了公司造林良種化。目前該公司火炬松造林主要使用第二代種子園單系良種，第三代種子園良種也已開始用于造林，而且控制授粉得到的全同胞家系種子造林已達到全部造林的1/4，第四代試驗性種子園也進入建設(shè)階段，火炬松人工種子即將于2009年投入造林生產(chǎn)。良種造林給該公司的林分帶來了巨大的增益，公司人工林輪伐期縮短了一半，產(chǎn)量卻提高了3倍，伐期總收獲量達到1000m3/hm2。
6、科研、教學、生產(chǎn)緊密結(jié)合，實現(xiàn)一體化。美國林木種子生產(chǎn)、管理水平高，技術(shù)發(fā)展快，關(guān)鍵因素之一是非常重視科技力量的投入和科研生產(chǎn)一體化。除各大公司的研究中心和美國林務(wù)局的少數(shù)研究中心外，美國林務(wù)局系統(tǒng)10個區(qū)域性試驗站的研究中心都分設(shè)在各州立大學，與大學形成一體化。美國高等院校主要側(cè)重高新技術(shù)的研究;聯(lián)邦林務(wù)局所屬的試驗站和州立的研究機構(gòu)主要是解決生產(chǎn)上急需的實用技術(shù);各大公司的研究中心也根據(jù)自身需要開展研究。同時美國林務(wù)局研究機構(gòu)每年組織科研項目審定會，教學、生產(chǎn)單位也參加。首先由生產(chǎn)單位提出項目要求，再共同研究確定，必要時三方共同承擔課題研究。各州林務(wù)局都有3～5人負責研究成果推廣，向私有林主提供咨詢服務(wù)、病蟲害防治技術(shù)、尋找木材市場等。
三、幾點建議
通過培訓和考察，筆者認為美國植物種質(zhì)資源收集保存和林木良種選育研究工作能取得今天這樣的成就，主要得益于國家高度重視，投入穩(wěn)定，統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，持之以恒，持續(xù)穩(wěn)定的開展，并充分發(fā)揮協(xié)作精神。我省雖然在管理體制等很多方面與美國相比存在很大差異，但是美國的林業(yè)建設(shè)經(jīng)驗和發(fā)展模式，尤其是在種質(zhì)資源保護和林木良種選育等方面的經(jīng)濟政策及經(jīng)營管理措施有很多經(jīng)驗值得我們學習和借鑒，結(jié)合我省實際，提出以下幾點建議：
1、建立林木種質(zhì)資源保護專項資金。林木種質(zhì)資源保護屬于基礎(chǔ)性工作，是林木良種選育和實現(xiàn)良種化的前提，對國家經(jīng)濟和生態(tài)安全有著深遠影響，因此國家和省應(yīng)高度重視，增加投入，設(shè)立專項資金，并保持相對穩(wěn)定，只有這樣才能確保林木種質(zhì)資源的廣泛收集和長期保存。
2、研究制定全省林木種質(zhì)資源收集保存和開發(fā)利用總體方案。目前全省林木種質(zhì)資源普查工作已經(jīng)基本完成，并取得了明顯成效。為充分利用普查成果，有效保護種質(zhì)資源，應(yīng)盡快制定全省林木種質(zhì)資源收集保存和開發(fā)利用總體方案，統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，建立種質(zhì)資源原地保存庫和異地保存庫，有條件的還要進行設(shè)施保存。
3、建立國家對林木良種選育工作的長期投資機制。林木良種選育工作是一項投資大、時間長、經(jīng)濟效益不顯著，但社會效益極大的一項工作，其性質(zhì)決定了它既是一項科技型事業(yè)，又是一項公益型事業(yè)，理應(yīng)受到國家的重視和支持。林木良種選育工作不是靠一兩次投資就能解決問題的，國家應(yīng)當制定林木種苗長期發(fā)展規(guī)劃，給予長期穩(wěn)定的支持。
4、加強林木良種培育與推廣，提高造林良種使用率。針對目前我省基地供種率和良種使用率較低的現(xiàn)實情況，應(yīng)進一步加強良種基地建設(shè)，加快良種選育步伐，提高良種生產(chǎn)能力，逐步達到林木良種生產(chǎn)基地化，造林良種化。
5、堅持“生產(chǎn)、科研、管理”相結(jié)合。以生產(chǎn)實際需求為導向，以科技為支撐，以良種基地為載體和平臺，組織科研機構(gòu)、大專院校和生產(chǎn)管理單位，在良種選育技術(shù)和管理方面發(fā)揮各自優(yōu)勢，協(xié)同攻關(guān)，共同解決科研、生產(chǎn)中的技術(shù)難題和管理中存在的問題，達到項目建設(shè)和經(jīng)濟效益雙提高。
6、苗圃建設(shè)實行規(guī)范化管理。完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高人員素質(zhì)，實行集約經(jīng)營，建立種子加工、育苗生產(chǎn)控制和起苗、包裝、貯藏、運輸?shù)纫徽撞僮髁鞒毯凸芾眢w制，積極采用新技術(shù)，逐漸推行機械化作業(yè)，實行微機化管理，促進苗木生產(chǎn)、管理和技術(shù)水平的提高。