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在國家林業(yè)和草原局科技司軟科學項目“國外主要林業(yè)科研機構創(chuàng)新熱點與趨勢研究”項目的支持下，中國林業(yè)科學研究院林業(yè)科技信息研究所國際森林問題和世界林業(yè)研究室提煉了美國、日本、德國、新西蘭、加拿大等國家的林業(yè)科研機構的重點科研領域以及發(fā)展趨勢，為廣大林業(yè)科研人員及“十四五”林業(yè)科研發(fā)展規(guī)劃制定提供信息參考。

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，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，專注于不同研究領域，服務于林業(yè)主管部門的森林經(jīng)營管理。

1.木材研究領域

木材研究是杜能研究所最重要的林業(yè)研究領域，重點關注木材緩解氣候變化相關研究。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，特別是實木與復合木材結(jié)構性狀關系、新利用木材與人工林木材及新型復合木材質(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)濟研究領域

重點開展林業(yè)軟科學研究，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)濟領域的關鍵數(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、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、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：將成熟方法學與新技術相結(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：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生物的遺傳組成和適應性的影響，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、生物技術和生物信息學方法來鑒定基因組存儲的信息與特征及其相互關系，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，杜能研究所的研究重點與BMEL的關注領域高度吻合，很多課題服務于政策制定。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)木材供應持續(xù)進行科學估算，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。

美國林務局研發(fā)中心

美國林務局研發(fā)中心是美國最重要的林業(yè)科研機構，下設7個研究站所，管理著81個實驗林和草場。其工作任務是為林業(yè)政策和土地管理決策提供科學知識，支持基于科研證據(jù)的決策制定。

一、重點科研領域和方向

林務局研發(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)先領域，即生物質(zhì)和生物能源、氣候變化、納米等先進木材技術、流域管理和恢復、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，引導科研人員根據(jù)重點研究方向開展研究。

美國林務局研發(fā)中心制定入侵物種研究計劃。美國近期遭到“殺人蜂”亞洲大黃蜂的入侵。feather0510攝

1.入侵物種研究計劃

通過入侵物種威脅評估、生物分類學等研究，確定預防入侵物種的威脅；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、氣候變化適應和林火影響等視角開展生態(tài)系統(tǒng)恢復研究；入侵物種生物學研究，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、森林碳匯、森林可燃物負荷、森林生態(tài)系統(tǒng)服務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、工具和分析服務；圍繞城市環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)服務、氣候變化等方向開展多學科交叉研究。

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)合作及合作伙伴關系研究；游憩與生態(tài)系統(tǒng)互動關系研究，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、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、空氣和土壤等相關資源管理的工具和技術；提供管理活動影響預測的工具和技術；根據(jù)使用者的反饋，改善工具和技術；開展公眾教育，開發(fā)自然資源管理相關的學校教材。

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年林務局578項重點林業(yè)科研活動，可以看到林務局林業(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、野生動植物等適應氣候變化，特別是樹種選擇及樹木分布變化相關研究；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、水供應與利用、野火和人工火燒等關系和相互作用的相關研究。同時應用基因技術、遙感技術、納米技術等多學科技術手段，從多個角度、多個領域進行跨學科研究。特別是對森林中的雪、森林水供應、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

以解決森林經(jīng)營實際問題為導向開展研究，提出解決方案。利用基礎研究成果，開發(fā)森林健康保護相關工具、指南和模型。重視林業(yè)科研成果的轉(zhuǎn)化和應用，建立廣泛合作伙伴關系，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。

4.研究領域及研究經(jīng)費將會有所收縮。

美國林務局2021年預算已將林業(yè)科研總預算從2020年的3.05億美元縮減到2.49億美元。鑒于此，林務局將取消野生動植物和魚類與游憩研究項目，并關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見，美國林務局將更強調(diào)林木本身及森林與相關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

頗具日本特色的森林景觀。日本森林綜合研究所是日本重要的林業(yè)科研機構。davidgn攝

日本國立研究開發(fā)法人森林研究與整備機構是日本最大的國家林業(yè)科研機構，下設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，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，以推進相關研究活動。

1.開發(fā)森林管理技術，增強森林多種服務與功能

提高森林生態(tài)系統(tǒng)治山技術，開發(fā)防災減災技術，加強山地災害對策研究是主要研究方向。其中山地災害風險預測和森林防災功能評估、水源涵養(yǎng)功能技術、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和減緩技術，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和減緩相關技術。圍繞生物多樣性保護研發(fā)森林經(jīng)營技術以及森林病蟲害防治技術，特別是森林多種功能評價管理技術和環(huán)境低負荷型綜合整治技術。

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、促進森林資源有效利用的木材供應系統(tǒng)是主要研發(fā)方向。在生產(chǎn)技術方面，根據(jù)地區(qū)特點和生產(chǎn)目標，開發(fā)森林經(jīng)營技術、高效的森林經(jīng)營方法和先進的林業(yè)生產(chǎn)技術。在木材供應系統(tǒng)開發(fā)方面，重點研究促進木材供應的政策機制，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

符合資源狀況及需求的木材利用技術開發(fā)、加強未利用木質(zhì)資源的利用技術開發(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、結(jié)構利用技術及其耐久性技術，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，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技術，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技術開發(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，以樹木生物學及其新機能的有效利用、蘑菇和微生物生物學機能及其有效利用方法兩個方面為重點。增強育種基礎技術，開發(fā)多種優(yōu)良樹種及高速育種等育種技術，同時通過林木遺傳資源、生物技術和國際合作等開發(fā)推廣育種應用技術。

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；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（ICT），加速構建可以共享生產(chǎn)管理和供需相關數(shù)據(jù)的供應鏈；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)。