国外经济林产业技术发展经验及启示

2020-02-14 16:53周晓光
经济林研究 2020年4期
关键词:经济林

周晓光

(浙江农林大学 乡村振兴研究院,浙江 临安 311300)

经济林是以生产除木材以外的果品,食用油料、饮料、调料,工业原料和药材等林产品为主要目的的林种,是森林资源的重要组成部分。

国际上对经济林产品(Non-Wood Forest Products,NWFPs)开展了相关的理论研究,将其定义为除木材以外的任何生物材料,它们来自森林或其他林地和森林外的树木[1]。此外,经济林产品也可以定义为人类在自然或人为改变的环境中从野生生物多样性中获取的高价值木材以外的生物产品[2]。这些产品包括水果、坚果、种子、药用和观赏植物、树脂、香精、纤维、油、蘑菇以及薪柴和雕刻用木材等。此外,经济林产品还包括动物和以动物为基础的产品,比如森林动物或蜂蜜。

近几十年来,经济林产品的采收利用已经成为木材采伐的替代方式,既可以增加农村收入,又可以减少对森林结构的影响[3]。在国际贸易中至少有150 个相关NWFPs 的存在,这些产品能够支持0.25 ~10 亿人口的生计需求,在发展中国家中约有80%的人口依靠NWFPs 来满足其基本的健康和营养需求[4]。全球约有10 亿人从森林中谋生和获取食物,其中约3 亿人广泛依赖于经济林产品。近年来,我国每年脱贫1 000 万人以上,其中,经济林主产区农民收入有50%以上来自经济林产 业[5]。国内学者对经济林产业的发展现状、存在问题进行了大量探讨,发现存在品种结构不合理、管理粗放、优质果品率较低、产业化程度低、二三产业相对滞后、综合效益较低等问题,并从育种、栽培和加工利用等方面提出了相关应对策略[6-8]。然而,相关学者对国外经济林产业的研究相对缺乏。

经济林技术发展方面,世界各国在经济林的基础研究、应用基础研究以及应用技术研究等方面有了很大的进展,特别是在新品种选育、高效栽培技术、产业可持续经营等方面取得了一定的研究成果,培育了一批具有广泛应用前景、自主知识产权的优良品种,研发了一批制约经济林产业转型升级的核心基础技术,推广了一批促进经济林产业快速发展的关键应用技术。

1 国际经济林产业技术发展动态

1.1 优良品种选育技术

经济林育种是经济林产品优质高效生产的基础,是一项长期的系统工程。选育良种最主要的目的是将亲本的优良性状(抗逆性、早果性、丰产性等)延续给子代,并淘汰其不良性状[9-10]。目前有2 种途径:一是常规育种,包含无性系育种和有性杂交育种等技术。比如,在日本,采用茎尖培养与人工选择相结合的方法,成功选育出富含芳香物花椒品种[11]。二是利用分子生物学和基因工程等新技术进行育种,大大缩短了育种时间,提高了工效。在欧美、日本等发达国家开发了一系列的分子标记和基因芯片,构建了核心种质群体、遗传作图群体和分子遗传图谱,也对一些重要基因进行了分离克隆和功能检测等[12-14]。此外,国外在培育优质大果及适应于机械化作业的经济林新品种的成熟期、株型、果实均匀度等方面进行了有益探索[10]。在种质资源方面,欧美等发达国家收集了较完备的经济林种质资源,并建立了长期保存的体系,为育种提供了丰富的种质资源[9]。

1.2 优质高效栽培技术

优质高效栽培是在选用优良品种的基础上,采取相应的栽培技术措施来实现经济林产品优质化。重点从树体管理、土壤水肥管理、营养生长和生殖生长的技术调控、有害生物管理等方面进行调控优化,旨在提高产品的抗逆性以及应对病虫害能力,从而实现经济林产量和质量的提高[10]。

1.2.1 良种繁育栽培技术

微繁殖(也称“离体繁殖”),是指在离体条件下,通过植物组织培养技术对植物进行营养繁殖,组织将能够生长、分化并且可以在体外再生小植株。一般而言,体外植物再生的3 种模式是器官发生、胚发生和腋芽增殖。目前,已有研究表明了微繁殖具备广泛的应用前景,比如成熟的长角豆Ceratonia siliqua的腋芽体外繁殖技术[15]。此外,菌根化育苗大幅度提高了栽植成活率;组培技术的快速发展实现了工厂化育苗。

1.2.2 机械化、轻简化和智能化栽培技术

在欧美等发达国家,机械化和智能化已被广泛应用在经济林栽培管理上,包括土壤耕作、苗木培育、移栽嫁接、水肥一体、机械修剪、病虫防治、中耕除草、果品收获等方面。如橄榄园修剪系统、核桃采摘机、疏花疏果机、山地果实传输带等均有机械化和智能化的应用,其中在核桃耐冻性生理建模上的应用,部分解决了核桃抗冻问题[16-20]。美、英、日、德、意等国,利用电子计算机处理复杂的诊断数据和各种参数,并制定配方施肥方案,实现了精准施肥;利用植物生长调节剂实现早产和丰产的目的。比如,美国利用三十烷醇,让柑桔果实成功地提早了2 ~3 周成熟;通过添加氢氰胺,打破核桃种子的休眠,使其提早实现萌芽、开花和成熟[6,21-22]。

1.2.3 提高经济林的抗逆性技术

由于树木分布在不同的自然生态系统中,因此会出现虫害、病害等现象。从现实生产来看,树木虫害会影响树木的形状和果实质量。比如,在苹果等树木中表达苏云金芽孢杆菌的Bt 内毒素基因,可以发现以转基因材料为食的幼虫减少、幼虫死亡率增加的现象。目前,可以通过转基因来控制由细菌、真菌等病原菌引起的树木病害。有研究表明,李痘病毒(ppv)作为欧洲和地中海地区果树最严重的病原体之一,通过将ppv 的外壳蛋白基因整合到果树物种基因组中,可以有效控制该病的发生[23]。此外,可以对病毒病采用种苗脱毒的方法,国外苗木脱毒已经进入商业化生产,并已有专门的法规出台。目前,法国无病毒苹果种植面积已达80%以上。

1.3 高值化开发利用技术

经济林产品高值化利用主要集中在采后处理与贮藏保鲜、产品高值化加工利用和产品质量安全评价三个方面[24-26]。在贮藏保鲜方面,常采用低温、加热、辐照保鲜和化工防腐技术延长产品的保存期。最新研究表明,在巴西,利用生物保鲜技术(乳链菌肽结合膜)进行了芒果长期保存的探索;在伊朗,利用纳米技术(纳米氧化锌)进行了石榴的贮藏。在高值化加工利用方面,国外在产品研发、相关制备工艺和设备研究方面展开了大量的探索,从而延长了产业链,提高了经济效益。比如,美国发明了多种核桃破壳机,包括滚筒击打式、凸轮击打式、离心式、平板挤压式和气动式核桃破壳机等几种。这些破壳机的使用,不仅提高了生产效率,而且破壳效果好、整仁率高,从而实现了产品的高值化加工利用,增加了经济林产业的附加值,进而提高了经济林产后加工的综合效益。在质量安全评价方面,欧美等发达国家建立了比较完整的经济林产品品质检测体系,制定了绿色食品、有机食品的评价指标体系。

1.4 经济林产业可持续性发展

当前经济全球化、贸易国际化带来的经济林产品需求持续增加,给地区的采集者及其周围的生态系统带来了更大的压力,有可能因产品过度开发从而导致森林破坏日趋严重。目前,已有多项研究成果均已表达了对经济林产业可持续发展的有关观点[9,27-30]。

研究普遍表明,不论NWFPs 对满足人类需求的贡献或高或低,过度采伐均会引起生态的不可持续性。土地的使用权和政府法规的限制使得获取森林资源的机会有限;中间商的存在、贸易份额的不公平分配等限制因素,加上贫困人口对获取经济效益的渴望,都将可能导致森林退化;经济林产品的采收和栽培技术的局限性,也将导致森林生态出现不可持续的现象。

国际上有关学者对如何促进经济林产业可持续发展进行了广泛探讨。解决可持续发展的问题可以在土地使用、森林管理以及技术创新等方面找寻答案。比如,通过公共土地所有权或合作管理协议维护使用权,以确保当地人的权利并最大程度地减少对生态的负面影响。森林认证、法定保护和森林管理等都是解决问题的有效举措。森林的联合管理和集体性活动、改进森林管理和增加资源基础、增强森林异质性等被认为是实现经济林产品可持续发展的关键促进因素。同时,还应当优先考虑实施教育、技术和财务等支持计划,以促进经济林产品增值。从长远来看,通过开展教育促进人员技能的发展将有助于减少人类过度依赖经济林产品谋生。此外,国际上也探索运用一些保护森林的干预措施。比如,对最常用于药物的植物和树木进行就地保护,以减轻对种群的压力;提供沼气和煤油作为替代薪材和木炭,以减少人类对森林木材的过度依赖;结合当地人群对树种的信仰、地方感情等意识因素,适当提升群众的自然保护意识;这些都有助于促进经济林的可持续发展。

2 我国经济林产业与技术发展存在的主要问题

我国是世界上第一大经济林生产国,据2018年统计数据显示,全国经济林栽培总面积达4 133万 hm2,各类经济林产品总量达1.81 亿t,第一产业实现产值1.45 万亿元[21]。总体来看,我国经济林产业与技术均取得了持续进步和大力发展,但与部分发达国家相比仍有较大差距,还面临产业供给侧结构性与产业转型升级技术性等方面的问题。

2.1 品种与区域结构不合理

经济林是一次种植、多年收益的作物,但育种周期较长,品种更新困难,导致经济林品种不良现象普遍,优良品种缺乏。同时,以容器育苗与组织培养技术为核心的经济林苗木标准化、优质化、工厂化繁育技术体系刚刚起步,多数经济林种苗的质量参差不齐、没有进行无病毒化处理。经济林产业布局整体上缺乏科学规划、结构性与区域性矛盾突出、产品结构相对单一、区域产业同质化发展,导致部分大宗产品成熟期集中上市,出现区域性、结构性的产能过剩。

2.2 高效栽培技术应用不够

由于林地基础设施、从业人员素质等方面因素的影响,高效栽培技术在经济林种植中的应用水平依然不高,新技术、新工艺推广应用覆盖面不广。特别是,经济林主产区大多为偏远山区,大量青壮劳动力外出打工,从事经济林生产的主要是妇女、老人等弱势群体,劳动能力和人员素质均偏低,严重制约了经济林产业的创新发展。此外,农业企业规模相对不大,龙头企业数量相对偏少,对于栽培技术的研发投入相对偏少,推进技术创新能力相对偏弱。其中,经济林栽培技术的薄弱环节主要在于病虫害防治环节。比如,常见的经济林病虫害杨毒蛾,由于缺乏有效性的监控与前瞻性的防治,其防治过程与效果难尽人意,一旦病虫害爆发就会导致相当严重的局面。

2.3 全产业链发展程度不高

经济林作为传统农业,很多地区还是停留在传统性的种植业上,产业收益主要来源于一产的种植,主要以原料销售为主,经济林产品的精深加工与市场建设严重滞后,导致了一二三产的融合进度相对缓慢,产业的综合效益难以提高。林产品加工企业普遍存在规模小、装备差、设施落后,研发能力不强,商品化处理程度偏低,企业带动能力不强,产业集中度不高,竞争力明显不足的特点。比如,黑龙江省经济林产业发展的突出问题主要表现为“大森林、低产出,大林业、小产业”。2018年,第一产业的速生丰产林整地产值占总量的51.9%,第二产业的浆果、北药和绿色食品加工产值仅占总量的13.7%,其它产业表现为“小规模、低水平、分散化”的特点,而作为第三产业的森林旅游业还处于起步阶段。云南临沧的澳洲坚果产业发展,基本上处于一产种植的发展模式。政府通过政策调节,鼓励农民大力种植澳洲坚果,包括采取给种苗、补贴等措施。但由于坚果加工、销售体系建设尚未跟上,农民的收入完全就是依靠售卖坚果的青果获得,坚果产业的整体效益很不理想。

2.4 生态安全问题较为突出

经济林经营主体过度追求经济林的产业经营效益,从而忽视了生态问题,导致经济林过度经营引发的水土流失、土壤质量下降等一系列生态性问题。随着经济林经营效益的不断提高,农民生产的积极性也不断提高,经营力度持续加大,山区在发展经济林的过程中存在土地利用不合理、林下植被被破坏以及纯林经营相对普遍,从而加剧了水土流失,已经严重威胁到了产区的生态安全,危及到了产业的可持续经营。山地是生态脆弱地区,农户习惯的农业耕作模式,如翻耕、除草、施肥,以及使用除草剂,均给山地生态带来了巨大破坏。山核桃、香榧、杨梅、板栗等山地经济林都存在相似的生态问题。比如,浙江山核桃林由于山核桃过度经营,除草剂、化肥大量施用,加上酸雨的影响,1982—2018年,林地土壤pH 从7.1 下降到5.5,土壤有机质含量也从38.4 g/kg 下降到33.7 g/kg,林地土壤质量退化,导致干腐病、根腐病多发,生物多样性下降,水土流失严重,出现了山核桃林分退化甚至成片死亡。

2.5 规模化经营程度不高

集体林权制度改革的深入实施,促进了土地使用权流转,有效推进了经济林土地资源的整合,一定程度上缓和了土地碎片化的问题。但是由于土地使用权流转成本相对较高,再加上农业经营的比较效益相对较低,资金回流与效益回报相对较慢,企业规模化发展经济林种植的积极性不高,导致经济林种植的机械化水平较低、抗灾减灾能力较弱。由于经济林产业多以农户为生产经营单位,以分散种植与经营为主,精深加工与品牌市场建设严重滞后,特别是互联网等现代信息技术应用于经济林产业的质量控制、贮存运输、市场销售存在严重不足,难以形成规模化的产业经营效益。

3 对我国经济林产业与技术发展的启示

未来一段时期,我国经济林产业发展需按照“产业生态化、生态产业化”的总要求,致力于构建“种子”到“筷子”以及“田间”到“餐桌”的全产业链体系,需着力突破良种选育、高效栽培、生态经营、产后商品化处理、精深加工、安全检测、品牌建设等产业链发展节点的关键技术,大力推进全产业链融合发展,实现经济林产业综合效益提升与可持续发展。

3.1 加快种质资源创新与品种改良

推进种质资源创新。通过收集经济林野生种质资源,加快评价与筛选,建立核心良种种质基因资源库,为生产提供适应广泛的优良品种和具有特异适应性的地方品种。加强经济林种质资源的搜集、保护、鉴定,建立优质种质资源圃、资源库或基因库,开展品质、营养、抗逆、遗传多样性的科学鉴评,构建全国种质资源的分子图谱,致力于挖掘一批功能基因和优异种质资源,收集保护珍稀资源,创制优异品种选育方式与材料,为主要性状的遗传改良提供基因资源。

推进新优品种改良。结合区域的气候条件与品种结构,建设一批有区域特色的经济林优良种苗基地、有规模的经济林新品种栽培示范基地。其中,加强对气候条件类似国家的经济林优良品种及种植、加工技术的合理引进。同时,基于分子标记的辅助选择和基因转导等生物育种技术,重点开发与经济林产量、质量、抗病抗逆等重要性状紧密连锁的标记基因,构建全国与区域的经济林品种分子信息数据库,推进育种技术向传统技术、分子技术、信息技术有机结合的方向发展,建立高效繁育技术体系,缩短育种周期,提高新品种选育效率。

3.2 加快高效栽培技术推广与应用

发展提质增效的栽培技术。经济林产业的提质增效,关键在于推进经济林栽培标准化、机械化和智能化技术的广泛应用,致力于构建经济林优质高效栽培技术体系。围绕异质化的栽培条件对产量、品质影响开展深入研究,明确产量、品质形成的主要生态环境因子和栽培因子。比如,开展设施栽培、工厂化育苗技术等研究。同时,大力推进经济林复合式栽培技术发展,比如,开展经济林与林下经济经营的集合,实现经济林林分结构的优化,提高经济林的生态效益与经济效益。

发展适度规模的经营业态。通过林地流转、产业示范、订单生产等方式,引导经济林种植从小农户为主逐步转变为以家庭林场、农民专业合作社、企业为主的适度规模经营。积极推广高产优质种苗和先进适用造林技术,鼓励适宜地区充分利用荒山、荒坡、荒地,集中连片开展规模化、标准化、专业化种植。加快现有低产、低效林提质增效步伐,结合森林生态标志产品工程建设,加快完善经济林建设标准体系,推进标准化生产,建设高产高效、绿色发展的示范基地。

3.3 加快全产业链体系建设与发展

发展机械智能的采收技术。大力推进林业智能装备在经济林采收中的应用,促进“机器换人”工作,提高采摘效率。采收技术装备的智能化,重点是推进电子化、信息化的小型机械、山地机械、转运装备的集成、开发与应用,用来降低经济林采收的人工劳务成本与危险系数。

发展冷链保鲜的贮存技术。聚焦经济林果的采收、分级、包装、运输,以及预冷、防腐处理等环节,还包括贮存方式创新与设备研发等系列技术领域。比如,鲜果杨梅是一种时令性很强的水果,由于保鲜贮藏的瓶颈问题,制约着杨梅出口、远距离运输等涉及产业发展的市场开拓。同样,干果也面临着果品容易出油的贮存问题,需要通过技术创新,进一步提高干果的贮存水平。

发展精深高值的加工技术。加速经济林果加工工艺的现代化改造,制定加工技术标准,实现生产连续化、自动化、标准化生产,减少人为和环境因素的影响,可以有效保障产品质量的稳定,促进经济林产业的健康快速发展。同时,强化功能因子开发与提取、分离纯化与鉴定技术,提高经济林果的精深加工技术水平,增加经济林产品的附加值。比如我国香榧综合利用尚处于起步阶段,目前已鉴定出的榧黄素、香榧酯等等重要功能因子,具备较好的保健开发价值。

发展综合开发的利用技术。经济林废弃物的利用渠道众多,比如基质化、饲料化、材质化等,其中经济林废弃物基质化应用相对较多。经济林废弃物的循环利用,能够为经济林乃至其它农业产业实现绿色发展提供示范,研发生态型食用菌循环栽培技术,提高产品的生态价值、经济价值、营养价值,能够有效推动食用菌产业的绿色高效发展。比如用油茶壳、板栗壳、山核桃壳等经济林废弃物替代传统阔叶林作为原料开展食用菌栽培,在减少资源消耗的同时提高资源利用率,降低生产成本。

3.4 加快可持续生态经营模式构建

发展生态化经营模式。在种植模式上,大力推进经济林矮化密植、棚架式等现代种植模式,推广有利于原生植被保护和水土保持的整地措施,全面推行增施有机肥、测土平衡施肥等方法,推行生物、物理的病虫害防治措施,推广安全间隔期用药技术,落实安全、绿色、有机栽培管理。研究经济林光能、水分、养分的最佳利用模式,构建经济林低能耗的低碳种植模式。研究经济林与其它农业产业结合模式,如种养循环、种-种循环。研究经济林有害生物(病、虫、草)的生态化集约管理模式,建立经济林有害生物生态管理的栽培模式。

推广标准化生产模式。推进经济林用地的使用权流转,降低用地流转成本与使用成本,吸引龙头企业、种植大户等主体发展经济林产业,促进分散独立生产向集中规模生产方式的转变,加快制定和完善经济林种植、加工等生产环节的行业技术标准、产品质量标准等,完善产品质量检测与残留检验标准体系,建立全产业链的质量溯源管理体系。同时,大力推进经济林生态经营,推行混交套种等复合经营模式以增加土地利用率、产出率和保护生物多样性,提高生态效率和产品的经济系数,努力保障经济林高产、优质、高效与安全。

3.5 加快专业市场品牌推广与服务

强化品牌培育与推广。引导龙头企业、专业合作社争创经济林知名品牌,推进产品质量认证,培育一批经济林优势区域公用品牌、企业品牌、产品品牌,提高产业质量效益和竞争力。利用互联网、大数据、云计算等现代信息技术与社交媒体平台,加强对经济林绿色食品、有机食品、特色食品、功能食品的网络推广与宣传,培育区域性的特色品牌产品与知名企业、生产基地。

强化市场建设与服务。培育统一开放、特色明显、竞争有序的经济林产品市场,按区域建立实体性的集中交易市场,按产品建立全国性的网络交易平台,促进供需对接与产品交易。建设全国性、区域性的产地、集散地批发市场,与大型经济林产品加工商、经销商合作,减少中间商的存在,大力发展冷链贮存与运输、产销对接、电子商务等现代物流业和新型营销方式。

猜你喜欢
经济林
经济林在生态环境建设中的应用与发展趋势
经济林在生态环境建设中的应用与发展趋势
林业绿化中的经济林树种探讨
经济林在生态环境建设中的应用与发展趋势
种植环保型经济林存在问题及解决途径
浅谈生态环境建设中经济林发展现状和趋势
山西开全国先河 将立法促经济林发展
经济林新资源食品的种类及前景
厚朴经济林促发展
湖北省林业科学研究院经济林研究所博士徐永杰