2013年度中国林科院科技奖6项成果简介

中国荒漠植物资源调查与图鉴编撰
　　由我院林业所、荒漠化所，甘肃省治沙研究所，中国科学院植物研究所、新疆生态与地理研究所，内蒙古农业大学的褚建民、卢琦、陈彬、崔向慧、张金鑫、李德禄、杨文斌、段士民、蓝登明、马全林等联合完成的“中国荒漠植物资源调查与图鉴编撰”项目，历时近10年，对我国主要荒漠植物种类、地理分布等开展野外摸底调查工作，细致查阅、比对和梳理过去公开发表的论文、专著和有关资料，并通过野外调查、观测研究等长期工作更新或补充了新的物种图片和相关信息，最终完成了中国荒漠植物图鉴、中国荒漠植物资源信息数据库等重要研究成果，实现了对荒漠植物资源信息的数字化与共享。
　　本项目调查了我国主要沙漠及其周边地区的植物种质资源，研究了植物区系特征，调查、收集主要荒漠植物群落特征、地理分布数据；编撰出版了《中国荒漠植物图鉴》，共收集主要荒漠维管束植物610种（含12变种）；采集了主要荒漠植物的标本，实现了腊叶标本的标准化和信息化；建立了中国荒漠植物调查监测与资源信息共享平台；进行荒漠植物种质资源库建设。
　　本项目与传统的资源调查相比，在以下方面具有先进性和科学性：
　　——项目建立了基于地理信息的野外调查规划和实施技术体系，使野外调查工作更合理和高效；
　　——建立了荒漠植物资源调查的三重标本凭证体系，形成了荒漠植物调查、监测和保护的协作模式，保障了调查数据的可靠性；
　　——实现了调查数据的精确地理定位，并能实现精确回访，实现调查监测工作的长期可比较性；
　　——建立的野外调查数据在线存储、物种鉴定和编目的信息平台，可有效解决不同部门和机构荒漠植物信息资源处于相对分散和无序的状态的问题；
　　——建立了印刷版图鉴、电子书、网络平台三个载体的综合信息服务体系，可更加方便、快捷、完善，实现信息服务的多样性和信息更新的有效性。
　　项目成果与区域植物资源调查、自然资源保护、荒漠化防治、药用植物资源开发以及退化土地恢复与重建等工作紧密结合，在我国八大沙漠、四大沙地、典型戈壁区以及青藏高原区得到了广泛推广应用。此外，项目成果在荒漠植物教学和学生实习、研究过程中具有较高的应用价值，引起相关领域的高度关注，极大地提高了相关专业人员对荒漠植物资源的认知程度，提高了保护区、林业局等技术人员的工作效率、工作质量。
红树林快速恢复与重建
　　互花米草入侵的控制是国际性难题，造林成活率低一直是红树林恢复的限制因子，针对这些难题，依托国家科技支撑计划（3项）、国家自然科学基金项目（2项）、国家林业局“948”引进项目（1项）、广东省科技厅项目（2项），我院热林所、广东珠海淇澳-担杆岛省级自然保护区管理处、广西林科院、广东林科院、海南东寨港自然保护区管理局、海南林科所、电白县红树林保护区管理总站的廖宝文、李玫、陈玉军、管伟、杨雄邦、田广红、何雪香、刘秀、钟才荣、刘文辉等，历时12年，联合完成了“红树林快速恢复与重建技术研究”项目。
　　本项目利用速生无瓣海桑实现了大面积人工红树林的恢复与重建，在国内外首次开展速生红树林植物生态控制互花米草并快速恢复红树林的技术研究，阐明了互花米草生态控制机理；在国内外首次成功研发出适用于滩涂育苗的红树林微胶囊促生菌剂；系统研究了滩涂后缘主要半红树植物的育苗造林技术；创建了红树林消浪效应的定量评价指标体系，提出了消浪红树林带的林分结构标准；筛选出秋茄、桐花树等4种耐寒适生红树植物，采用混交方式种植于寒害致死的红树林迹地；出版论著2部，发表论文85篇，获国家发明专利2项，颁布标准2个，在华南沿海建立试验示范林1800亩，推广造林4.8万亩，生态、经济、社会效益显著。
　　红树林具有独特的生态、社会和经济价值，尤其在固岸护堤、近海渔业、维持生物多样性、净化环境等方面效益显著。据效益分析报告，红树林每年可产生直接和间接经济效益1.49万元/亩。该项目成果辐射推广的4.8万亩红树林每年创造直接或间接效益7.42亿元，近6年累计产值44.5亿元。项目主要红树林恢复基地-淇澳岛于2005年晋升省级自然保护区，红树林面积由1998年32公顷增至2011年678公顷，使珠海市森林覆盖率提高1.5%，2008年被国家林业局确定为“全国红树林人工造林示范基地”和“互花米草生态治理示范基地”，2011年评为“珠三角十大特色景观”。
中国竹类资源调查及《中国竹类图志》编撰
　　针对我国目前竹资源的清查、收集还不全面，许多宝贵的竹资源还有待挖掘和整理的现状，我院资昆所、四川农业大学的易同培、史军义、杨汉奇、马丽莎、杨林等联合完成的“中国竹类资源调查及《中国竹类图志》的编撰”项目，是迄今为止中国竹类资源调查和研究资料最丰富、全面、系统的总结。
　　本项目以全面、系统、直观、实用的研究思路，通过对我国全部有竹子自然分布的21个省、市、自治区和特区（涵盖了台湾省、香港特别行政区）的全面调查，整理并报道了我国原产及引进的竹亚科植物43属707种、52变种、98变型、4个杂交种，共计861种及种下分类群；编撰了目前收录竹种最全、原创特征图片最多的一本竹亚科专著——《中国竹类图志》；首次采用分子标记技术分析了云南及我国四种典型丛生竹种——巨龙竹、勃氏甜龙竹、龙竹、黄竹的遗传分化背景；首次编制了中国原产及引进竹子的耐寒区划图。
　　本项目挖掘发表了大批竹子新属、种，采集了多个竹种种子和标本资料，初步阐明了龙竹等四种典型热带丛生竹的种群遗传和性状分化，为我国及世界竹类资源多样性保护和利用提供了丰富的凭证资料；建立2个大型竹种园，培训科技人员1380多人次，受惠农户9600余户，近3年良竹引种栽培面积24万亩，经济效益达1.77亿元，极大提升了西南竹林培育经营水平，在当地良竹推广、农民脱贫致富等方面发挥了显著作用；申请发明专利1项，出版专著3部，发表论文68篇，其中SCI论文8篇；项目专著论文总引用165次，其中他引122次；《中国竹类图志》5年来被国内外主流期刊论文他引45次，已经成为我国竹类植物分类领域的一部具有重要影响的专业著作、参考书和工具书。
卡特兰属类系统分类、培育及整合利用
　　早在20世纪60年代初，我国园艺工作者就开始从我国台湾及泰国、新加坡和美国等地引进卡特兰品种进行研究和繁殖，但因卡特兰的种类繁多，分类背景复杂，不同种类开花习性和栽培管理条件差异巨大，不同遗传背景的品种其育种表现差强人意，我国卡特兰的科研与生产长期停滞不前。针对以上问题，我院林业所的王雁、郑宝强、周琳、缪琨、李奎、郭欣、陈振皇、彭镇华等联合完成了“卡特兰属类系统分类、培育及整合利用”项目。
　　本项目取得的主要成果如下：
　　——建立了我国唯一的、最大的卡特兰属类种质资源圃，引进了优良种质资源86个品种600余份；
　　——首次梳理了卡特兰属类的分类系统，为卡特兰在国内的推广起到了正本清源的作用；
　　——国内首次系统研究了卡特兰的培育技术，系统研究了卡特兰的病虫害防治，制定了卡特兰标准栽培技术规范，首次研究了卡特兰的花芽分化的规律和时期，成功筛选出适合无菌播种的培养基；
　　——国内首次总结了卡特兰的育种遗传规律：总结了亲本选择要求、亲本配对原则、子代筛选规律、花色遗传特点、花型育种要求、特型花和多花性育种规律、植株矮肥化育种等工作；
　　——创新地拓展了卡特兰的应用：通过创新卡特兰应用方法，研究植株的整理和花朵的整形，首创礼盆花的制作，为卡特兰的开发和利用拓展了方向。
　　——出版我国首部卡特兰专著《卡特兰》。
　　本项目在核心刊物上发表学术论文8篇，获得国家知识产权局发明专利3项，国家林业局科技成果认定1项，培养硕士3名，博士1名。项目已经筛选出“KOVA”、“永典三号”、“绿精灵”等13个适合国内市场的品种，通过组合礼盆花的形式推向市场，市场反应热烈，并通过与云南真善美兰业有限公司等企业合作，2012年生产卡特兰1万株左右，通过花期调控技术，在春节期间上市，市场价值达100万元左右。代表我院参加第七届三亚国际兰展，所送展卡特兰获得卡特兰组冠军、亚军、季军。
　　卡特兰花大形美、色泽丰富艳丽并且大多具有芳香，被世界公认为“洋兰之王”。其原产于中南美洲，哥伦比亚、巴西、哥斯达黎加等国都以卡特兰作为国花。自2006年起，本项目组开始开展关于卡特兰属类的全方位研究，涉及引种、种质亲缘关系、分类、栽培、繁殖、育种、应用等领域，成为我国第一个深入、系统开展卡特兰属类研究的科研单位，并取得了显著的系列成果，为卡特兰优良品种在我国的推广和大规模生产奠定了基础。
重大林木蛀干害虫-栗山天牛无公害综合防治
　　对危害林木的钻蛀性害虫天牛的有效防治长期以来一直是世界性难题，国内外已开展了多年的研究而进展不大。如我国三北防护林工程建设第一、二期建设工程所营造的上千万亩防护林，由于光肩星天牛的严重危害，由于没有有效的防治技术而被迫砍伐殆尽，损失巨大。针对以上问题，我院森环森保所、北京农业职业学院的杨忠岐、王小艺、唐桦、唐艳龙、张翌楠、魏建荣、姜静等，通过12年的努力，联合完成了“重大林木蛀干害虫-栗山天牛无公害综合防治技术研究”项目。
　　本项目主要研究内容、特点和推广应用情况如下：
　　——系统研究了我国重大林木蛀干害虫栗山天牛的生物学、生态学和行为学，明确了该害虫与寄主、环境的相互关系及其发生规律，解决了天牛幼虫龄期准确区分的难题。
　　——系统调查了栗山天牛的天敌区系，筛选出防治栗山天牛低龄幼虫的优势天敌——白蜡吉丁肿腿蜂（新种）、中老龄幼虫和蛹的主要寄生性天敌——花绒寄甲，以及栗山天牛跳小蜂等9种寄生蜂新种。系统研究了这些重要天敌的生物学、行为学、寄主专化性，并研究发现了花绒寄甲寻找寄主害虫的化学信息物质。
　　——攻克了花绒寄甲人工大量繁殖的技术难关，确定了花绒寄甲的释放量、释放适期和防治效果的评价方法，明确了持续控制效果的机理，解决了林间释放技术。
　　——研制出了诱杀栗山天牛成虫的特效技术——专用黑光灯和引诱剂。
　　——研究、总结出了一套无污染无公害的栗山天牛综合治理技术。
　　本项目申请国家发明专利3项（已授权1项），完成和发表科研论文74篇。在栗山天牛发生区推广应用本项无公害综合防治技术221.8万亩，产生了显著的社会、生态和经济效益。吉林省的栗山天牛发生面积由198万亩降到了36万亩，降低了82%。辽宁省和内蒙的发生面积也降低了30%。吉林省2008年和2011年共诱杀栗山天牛成虫为1679.58万头，直接挽回的栎树木材价值高达80.61亿元；辽宁省共诱杀栗山天牛成虫18.6吨，直接挽回的栎树木材价值高达38.39亿元。本项成果进一步推广后，将会有效保护我国东北天然林资源，将发挥巨大的生态效益和社会效益。
昆虫标本全息多媒体管理信息系统及采集利用
　　我院森环森保所、浙江工商大学的张真、张培毅、竺乐庆、王鸿斌、赵文霞、李迪强、孔祥波、张苏芳、李红、李国宏等联合完成的“昆虫标本全息多媒体管理信息系统及采集利用技术”项目，扩展了昆虫标本的概念，将昆虫环境生态信息、显微结构信息、声音信息、化学信息、分子信息与传统的标本信息结合，开发了标本信息的利用技术，可进行标本的自动识别、辅助识别和深入的理论研究，使标本信息的建设与研究相互促进。主要创新成果如下：
　　——建立了昆虫标本、昆虫显微结构、生态环境信息、声音、化学和分子信息的采集技术和相关技术标准规范5个，采集了昆虫的各类信息和昆虫标本8万余号，鉴定标本约4500种。
　　——建立了包括常规标本、模式标本、幼虫标本和保护区标本、昆虫显微结构信息、声音信息、化学信息、分子信息的多媒体信息管理系统。
　　——昆虫图像自动分类技术平均识别正确率高于国外同类研究；昆虫声音识别技术能成功识别小蠹虫种类；证明了体壁化学物质也能成功地鉴定昆虫物种；筛选了合适的分子探针，实现了对几类重要林业害虫的多个近缘种进行快速、准确检测。
　　——明确了雌虫独处时的声音能吸引红脂大小蠹雄虫，与信息素协同时作用增强，而雌虫胁迫和雄虫竞争声信号对雄虫有趋避作用。
　　——在DNA 序列水平上研究几类昆虫地理种群的基因组单核苷酸及单倍型多态性、群体遗传结构特点及其地理种群变化规律，并通过分析单倍型间的演化关系以及地理分布探究了它们的起源和进化。
　　——出版了首部高黎贡山和雾灵山地区的昆虫学专著，与同类图鉴相比增加了寄主信息。
　　本项目首次将昆虫的声音、化学和分子等信息与常规标本结合在一起进行研究，共发表研究论文29篇，其中SCI9篇，EI2篇，还有6篇SCI论文正在投稿中，出版专著2部，向GenBank提交了215条序列，研制计算机软件4套，并已获著作权登记，还录制了科普电影12部。项目研发的昆虫图像、声音、化学和分子等识别技术将促进森林昆虫自动识别和综合识别技术的发展，不但能解决一些近似种的鉴别，还能使必须由专家进行的昆虫鉴定工作逐渐智能化，被普通技术人员和农民掌握，解决缺乏专家指导的问题。有关的一些基础研究工作还将促进森林昆虫各项研究的深入，有利于发展新的环境友好的害虫防控技术。
中国林科科技处 宣传中心 2014-1-30

关键词 科技  创新  生态  生物多样性  森林资源  森林保护  文献  图片  重点图片  焦点新闻