国外林业科研机构都在关注什么？

中国林业科学研究院林业科技信息研究所国际森林问题和世界林业研究室提炼了美国、日本、德国、新西兰、加拿大等国家的林业科研机构的重点科研领域以及发展趋势，为广大林业科研人员及“十四五”林业科研发展规划制定提供信息参考。

一、德国杜能研究所
　　杜能研究所是德国联邦食品和农业部（BMEL）下属综合性研究机构，拥有14个专业研究所，其中有4个研究所从事林业研究，即木材研究所、国际林业和林业经济研究所、森林生态系统研究所和森林遗传研究所，在木材生产和林木育种等方面为BMEL提供决策支持。
　　（一）、重点研究领域和方向
　　杜能研究所下属的4个林业研究所根据德国林业发展需求，专注于不同研究领域，服务于林业主管部门的森林经营管理。
　　1.木材研究领域
　　木材研究是杜能研究所最重要的林业研究领域，重点关注木材缓解气候变化相关研究。主要研究方向包括：（1）以木材和木制品质量评估、木材材种与来源鉴定为重点研究方向，特别是实木与复合木材结构性状关系、新利用木材与人工林木材及新型复合木材质量、木材纤维图集制作这3个方面的研究；（2）生物质资源与材料研究，重点关注木质可再生原料使用效率、木质生物质材料性能以及生物质资源与材料的环境影响，特别是多功能材料、利用生物材料替代不可再生材料、林副产品加工和材料使用、可回收资源保护和材料设计等；（3）木材利用对环境和气候的影响，即开展生命周期评估，量化评估木材利用对环境和气候的影响，以温室气体排放评估和木材产品生产周期评估为主要方向；（4）健康与消费者保护，主要研究木材产品的碳排放，防腐处理木材中生物杀灭剂，虫害和真菌监测，各类天然、改性和防腐木材对健康的影响。

2.国际林业和林业经济研究领域
　　重点开展林业软科学研究，主要集中于4个方向：（1）德国林业：持续追踪法规、经济和社会条件变化对德国林业企业的影响，分析德国近自然林业和经济领域的关键数据；（2）国际林业：在热带地区开展森林可持续经营研究，特别是退化森林的恢复、市场选择的激励措施和阻碍因素、热带森林可持续经营成本等，试点可行的森林可持续经营社会经济途径；（3）林产品市场：追踪研究国内外木材市场发展效益、就业、产品结构、竞争力等，重视开展可再生能源、气候变化和环境保护相关研究；（4）森林与社会：针对森林的生态和社会功能开展经济价值评估和可持续性评估，分析其成本效益及森林可持续提供多种服务的机会。
　　3.森林生态系统研究
　　以森林生态系统为目标和内容，重点开展以下方向的研究：（1）森林资源与气候保护：开展森林资源和碳清查，研判德国森林发展趋势，监测森林气候保护活动的实施；（2）森林和土壤调查：开展森林状况调查（一类调查）和森林土壤调查，分析森林和土壤状况变化的原因和趋势；（3）森林生态与生物多样性：将成熟方法学与新技术相结合，识别和监测影响森林生态系统、林分和树木的因素；（4）野生生物生态学：开展野生生物信息监测，维护国家野生生物信息系统门户网站，提供与狩猎和野生生物相关的建议。
    4.森林遗传研究
　　重要研究方向包括：（1）种源与育种研究：研究树木种群在遗传和表观遗传水平上对气候变化的适应性，优化不同树种生物量和高价值木材生产，加强速生树种育种研究，评估森林遗传资源；（2）抗病性与种子品质研究：研究树木对常见及新型有害生物和非生物危害因素的抗性；（3）生态遗传学研究：研究自然和人为环境因素对树木和灌木种群及其相关生物的遗传组成和适应性的影响，特别是气候变化、林业措施和森林破碎化的影响，识别木材和林木繁殖材料的地理起源，以及使用基因标记来识别物种；（4）基因组研究：使用分子生物学、生物技术和生物信息学方法来鉴定基因组存储的信息与特征及其相互关系，开发用于评估森林遗传资源以及进行遗传鉴定和克隆鉴定的分子标记，开发能够检测树木和木材遗传变化的方法。
　　（二）、未来科研重点方向
　　作为部属研究机构，杜能研究所的研究重点与BMEL的关注领域高度吻合，很多课题服务于政策制定。2008年颁布的《2020年林业战略》是德国长期林业政策的基础性文件，指明了未来林业科研的方向，要求通过森林环境的长期监测，提供客观的数据分析和决策参考，同时强调随着森林在气候保护中的地位凸显，需要在气候变化、生物多样性等领域开展开创性研究，从而填补现有的知识空白。
　　为此，杜能研究所未来将在以下领域重点开展研究：1.气候变化对森林的影响以及提高森林和木材的气候保护能力的方式；2.气候变化对森林生态系统生物多样性的影响；3.森林环境监测和生物多样性监测；4.制定更有效的森林经营方法来保护和可持续利用生物多样性，阐明生物多样性与森林经济和生态功能之间的联系；5.对未来木材需求以及可持续木材供应持续进行科学估算，包括森林以外具有生物量生产潜力的林木；6.创新木材产品，开发更高效的生产方式。
　　二、美国林务局研发中心
　　美国林务局研发中心是美国最重要的林业科研机构，下设7个研究站所，管理着81个实验林和草场。其工作任务是为林业政策和土地管理决策提供科学知识，支持基于科研证据的决策制定。
　　(一)、重点科研领域和方向
　　林务局研发中心结合国家林业发展战略，围绕森林健康维护，针对森林生态系统保护及利用，确定了近年来林业研究优先领域，即生物质和生物能源、气候变化、纳米等先进木材技术、流域管理和恢复、城市自然资源管理、森林清查与监测以及森林干扰，并实施了七大战略科研计划，引导科研人员根据重点研究方向开展研究。
　　1.入侵物种研究计划
　　通过入侵物种威胁评估、生物分类学等研究，确定预防入侵物种的威胁；为控制管理入侵物种，开展生物防治、基因学和抗性育种等研究；从景观评估管理、基因学、流域管理、气候变化适应和林火影响等视角开展生态系统恢复研究；入侵物种生物学研究，特别是物种的环境耐性及资源竞争。
　　2.清查、监测和分析计划
　　利用清查数据开展生物能源原料供应、森林碳汇、森林可燃物负荷、森林生态系统服务价值和森林健康及其趋势等评估工作；追踪报告森林可持续发展核心指标实现情况；开发和提供模型、技术、工具和分析服务；围绕城市环境、生态系统服务、气候变化等方向开展多学科交叉研究。
　　3.户外游憩研究计划
　　开展游憩体验和决策支持研究；社区合作及合作伙伴关系研究；游憩与生态系统互动关系研究，特别是游憩与荒地－城市地区管理、入侵物种防控、脆弱环境保护等方面的相互作用。
　　4.资源管理和利用研究计划
　　对混农林、林产品、景观科学、资源管理与经营作业及城市林业开展研究，开发数据和工具，提供自然资源管理利用决策参考。
　　5.水、空气和土壤研究计划
　　研究水、空气和土壤在自然界的活动进程及相互影响；评估气候变化及污染对空气、水和土壤的影响；研究极端天气事件的影响，特别是极端天气事件频度强度、不利影响、过火生态系统恢复等。
　　6.荒地野火和可燃物研究计划

开发土地利用以及水、空气和土壤等相关资源管理的工具和技术；提供管理活动影响预测的工具和技术；根据使用者的反馈，改善工具和技术；开展公众教育，开发自然资源管理相关的学校教材。
　　7.野生动植物和鱼类研究计划
　　开展物种与生态系统研究，特别是物种栖息地和种群规模监测、物种分布和丰度预测；研究传统及新型资源利用的影响、人类活动的干扰、自然资源管理对物种的影响等；威胁因素研究，特别是预测在气候变化下物种栖息地和分布的变化情况。

(二)、林业科研发展趋势
　　通过分析研究2015-2018年林务局578项重点林业科研活动，可以看到林务局林业科研呈现以下趋势：
　　1.气候变化成为林业科研的热点问题
　　气候变化是林业科研最重要的研究方向。研发中心32%以上的科研活动把气候变化作为重要研究内容和目标，主要集中在3个方面：1.气候变化与森林生态系统的相互影响，特别是森林对未来气候变化的影响；2.森林生态系统包括树木、入侵物种、野生动植物等适应气候变化，特别是树种选择及树木分布变化相关研究；3.林木缓解气候变化的途径，其中生物能源和CLT木建筑是两个最热门的研究领域。模型因此成为重要的研究方法和工具。
　　2.越来越强调多学科交叉研究
　　以森林健康为目标，强调森林是一个生态系统，重视森林与气候、土壤、野生动植物、土壤及土壤微生物、水供应与利用、野火和人工火烧等关系和相互作用的相关研究。同时应用基因技术、遥感技术、纳米技术等多学科技术手段，从多个角度、多个领域进行跨学科研究。特别是对森林中的雪、森林水供应、野生动物和鱼类等的研究，丰富了林业科研的内容，凸显森林生态系统整体效益。
　　3.以解决实际问题为首要任务
　　以解决森林经营实际问题为导向开展研究，提出解决方案。利用基础研究成果，开发森林健康保护相关工具、指南和模型。重视林业科研成果的转化和应用，建立广泛合作伙伴关系，将研究成果转化为能为森林经营管理者所用的知识产品。每年大约有16%的重点科研活动与林业科研成果转化和推广相关。
　　4.研究领域及研究经费将会有所收缩。
　　美国林务局2021年预算已将林业科研总预算从2020年的3.05亿美元缩减到2.49亿美元。鉴于此，林务局将取消野生动植物和鱼类与游憩研究项目，并关闭位于加利福尼亚州的太平洋西南研究站及国际热带林业研究所。与此同时，将加强森林清查和分析项目及野火研究。可以预见，美国林务局将更强调林木本身及森林与相关干扰因素相互作用的研究，大幅减少森林动物及其栖息地研究活动。
　　三、日本森林综合研究所
　　日本国立研究开发法人森林研究与整备机构是日本最大的国家林业科研机构，下设1所4中心。其中，森林综合研究所（以下简称森综所）作为综合性研究机构，负责森林、林业和木材产业的研发工作，在推进国内外森林、林业和木材产业研发方面发挥了重要作用。

（一）、重点科研领域及方向
　　近年来，森综所从日本国民的各种需求出发，林业科研重点从林业生态体系研究逐渐转变到林业管理生产体系研究，服务于日本国产材高效利用、经营作业效率提升及智慧林业发展等政策目标。为此，森综所确定4个林业研究重点课题，以推进相关研究活动。
　　1.开发森林管理技术，增强森林多种服务与功能
　　提高森林生态系统治山技术，开发防灾减灾技术，加强山地灾害对策研究是主要研究方向。其中山地灾害风险预测和森林防灾功能评估、水源涵养功能技术、森林气象风险评估方法、森林生态系统中放射性物质的动态和预测模型为研发重点。其他研发工作还包括开发气候变化影响评价及气候适应和减缓技术，评估气候变化对森林的影响，研发基于生态系统功能的气候变化适应和减缓相关技术。围绕生物多样性保护研发森林经营技术以及森林病虫害防治技术，特别是森林多种功能评价管理技术和环境低负荷型综合整治技术。
　　2.开发可持续性林业系统，保证国产材的稳定供给
　　持续高效的森林作业及林业生产技术、促进森林资源有效利用的木材供应系统是主要研发方向。在生产技术方面，根据地区特点和生产目标，开发森林经营技术、高效的森林经营方法和先进的林业生产技术。在木材供应系统开发方面，重点研究促进木材供应的政策机制，建立森林可持续经营和木材高效流通加工等体制，以及木质能源高效利用系统。
　　3.开发木材及木质资源利用技术
　　符合资源状况及需求的木材利用技术开发、加强未利用木质资源的利用技术开发是两个重点研究方向。主要研究工作包括开发新型木质材料利用技术、结构利用技术及其耐久性技术，促进大径材等稀少木质资源的利用；开展原木特性评价，开发能提高锯材质量的干燥技术，研发高性能、高附加值材料；开发功能性成分提取与利用相关技术，促进木质材料的利用。
　　4.加强多品种林木育种及育种基础技术开发，提高森林生物利用
　　利用生物多样性和森林生态系统多功能性，开发可提高森林资源有效利用的新技术，以树木生物学及其新机能的有效利用、蘑菇和微生物生物学机能及其有效利用方法两个方面为重点。增强育种基础技术，开发多种优良树种及高速育种等育种技术，同时通过林木遗传资源、生物技术和国际合作等开发推广育种应用技术。

（二）、林业科研发展趋势
　　根据日本森林研究与整备机构制定的《2016-2021年中长期五年计划》，森综所将继续加强科研项目研究，重点工作包括：1.将继续研发四大重点课题，实现开发成果最大化目标；2.加强林业科研信息与成果的广泛宣传，利用多种形式以及各种活动，促进开展国民绿化运动，普及森林整备技术；3.推进林业科技人才的多样化培养，加强研究力量。
　　此外，为配合林野厅的智慧林业政策，森综所未来将在以下方面加强研究：1.推进森林信息收集，利用激光测量技术与无人机辅助造林，提高造林质量；研究开发能够进行自动采运和远程操作的林业机械装备；2.有效利用信息与通信技术（ICT），加速构建可以共享生产管理和供需相关数据的供应链；3.建立森林信息数据库，实现地方政府与民营企业的数据共享目标；4.推进速生树种的选择与利用，实现“缩短轮伐期”目标，同时加强低密度栽培和机械化作业研究；5.推进纤维素纳米纤维和改质木质素等木材新材料的制造工艺及新产品的开发。

四、新西兰皇家研究院林业研究所
　　新西兰皇家研究院林业研究所（SCION）是新西兰最重要的林业科研单位。前身是新西兰皇家林业研究所，1992年改制为新西兰林业研究有限责任公司，并于2005年改名为“SCION”，其核心目标是通过科研机构的市场化促进科研单位与企业紧密合作，推动新西兰林业科技的创新和发展。
　　（一）、重点科研领域与方向
　　SCION科研继续立足于林木价值的提高，同时将生物质和生物产品作为重点研发领域。主要科研创新工作集中于3个领域，即森林与景观、高价值木材制品与林产品以及生物技术与产品。
　　1.森林与景观
　　研究内容涵盖适宜的森林生态系统、加速种子传播、建立造林制度、树木生长模型、抵抗生物和非生物威胁、森林和景观经济回报（如生态系统服务支付、发展林下经济及提高择伐收入）以及社会认可度。近年来的科研创新重点任务包括恢复并保护森林生态；开发基于国家生态系统服务的森林投资框架以及相关的实施计划（FIF）；与毛利人合作，共同制订乡土树种繁育计划和《毛利人林业发展路线图》，将该族群文化价值与FIF框架相结合，指导土地利用决策制定；将森林土壤研究作“适地适树”研究的创新热点，作为SCION的核心科研方向。
　　2.高价值木材制品与林产品
　　科研重点包括在遗传学改良、造林模式和可持续管理领域开展深入研究，创新森林管理方法和林业实践工具，开发以提高木材和非木质林产品价值为目标的综合土地利用框架，推广人工林的重要价值，尤其是生态系统服务价值。重点研究活动包括：研发木质林产品创新材料，为控制并加强商用木材质量与稳定性，开发木材改性工艺，包括木材的耐久性、稳定性、抗虫性以及颜色特征，其中，辐射松优质基因DNA标记与繁育技术是重点研发方向；研发新的生物技术与遗传解决方案，研发植物材料（例如种质资源）和有竞争力的林业产品；创新森林管理与实践工具，以支持实现国家林业发展目标。
　　3.生物技术与产品
　　科研攻坚集中在使用现有技术（例如挤压成模或注塑成模）和新兴技术（例如3D打印或静电纺丝技术）研制具有可再生成分的新型聚合物材料产品；深挖转基因林木作为替代性原料在生产高价值化学品及生产加工木材纤维和生物能源方面的潜力；开发特定商业生物精炼合作模式，基于SCION在高价值生物产品、具有成本效益的商品纤维和生物能源技术平台以及短轮伐林木系统的新标准等创新成果基础，与商业伙伴合作开发示范项目。
　　（二）、林业科研发展趋势
　　根据2018年发布的《SCION面向2030年发展战略》，SCION到2030年将推进新西兰林产品、木材衍生材料及其他生物材料的研究，提升林木的环境和社会及生态效益，为新西兰创造更高的经济价值。针对于此，SCION将更为重视“适树”的研究和商业应用，将重点放在松木病虫害防治、软木向硬木木质改性、基因筛选良种培育、生物能源林优质材培育、利用3D打印技术加强废料利用、生物精炼等多个领域，并在市场制度激励下进一步横向挖掘具有高价值转化潜力的应用科学创新技术，继而支持国家保障生态安全、应对气候变化的治理需求，提升本土产品的市场竞争力，以实现到2050年通过林业科研的力量使森林和制造业的GDP增长翻倍、零碳排放、土地使用的水质问题得到缓解、所有地区实现可持续社区和经济等目标。
　　未来10年，SCION在国家林业机制体制建设领域，将着重完善并推动FIF作为地方发展的重要统筹工具，推进林业产业、林主、中央和地方政府均采用SCION提供的减轻有害生物、火灾和飓风等自然灾害风险相关的新工具、方法和技术，以适应不断变化的气候、贸易和旅游环境。在高价值木制品创新方面，继续引领以辐射松等乡土树种为代表的DNA遗传标记与改性技术，带动区域林业产业技术的升级，打造对外贸易木材产品优势。在生物基础领域，进一步推广林业生物技术与遗传解决方案，提升植物材料（例如种质资源）和利基木产品的商业价值和竞争力。

五、加拿大林务局
　　加拿大林务局隶属加拿大自然资源部，是加拿大最大的林业研究机构，旨在通过对加拿大的森林进行科学研究，在国际科研合作、生物多样性、森林认证、遥感技术等方面对加拿大林业科研产生深远影响。
　　（一)、重点科研领域和方向
　　加拿大林务局林业科研工作以森林可持续经营发展为目标，主要涵盖六大主要领域，即加拿大森林、气候变化、林火、林产工业、病虫害防治及遥感技术。其中，加拿大森林、气候变化和病虫害防治是项目集中的重点研究领域。
　　1.加拿大森林：以植物分类学、森林可持续经营、森林培育和森林采伐等为重点研究方向，促进加拿大森林的可持续发展；同时，森林经营管理体系与机制等也是此领域的重要研究内容。
　　2.气候变化：研究主要树种在气候变化条件下的分布变化、适应能力、保持生产力的能力及对生态系统的影响，分析确定在这一进程中的风险和不确定性；重点研究方向是碳核算、森林碳汇、树种与气候变化的影响、气候变化适应等。
　　3.林火：重点研究方向是火灾生态学、社区火灾防护和林火特征等，其目标是利用林火研究促进森林健康，保护森林社区的安全与健康。
　　4.林产工业：以生物质、生物能源和生物制品为重点研究方向，同时强调基因组研究，包括环境、森林、落叶虫害、针叶林和树木适应性等基因组研究，结构与功能基因组研究以及转基因树种及其环境影响研究等。

5.病虫害防治：研究棕色云杉长角甲虫、山松甲虫及云杉蚜虫等主要林木害虫的生物学和致病性，主要研究方向是病虫害经济影响及对森林生态系统的影响、具有较高抗病性的树木物种培育、致病性昆虫解剖学和生物学等。
　　6.遥感技术：以利用高分辨率的空间遥感图像分析及遥感技术开展森林可持续经营和森林清查为主要研究方向，开发“生态空间”等用于生物多样性监测的地球观察数据库，利用超高分辨率图像对单株树进行半自动分析以提高采伐效率和出材量，并利用遥感技术开发全球毁林监测系统。

 (二)、未来林业科研重要领域与方向
　 　加拿大林务局在《2019-2029年森林保护研究议程》中提出了林业多重成效、林业应对气候变化、森林虫害、森林可持续经营和荒地野火五大优先科研领域，并将作为科研工作的指导，将进一步确保加拿大林业科研的领先水平。
　　为提高林业多重成效，林务局将重点研究放在森林生态系统多重成效的风险及其影响，以及森林多重成效的社会经济因素分析、数据和工具开发、管理技术开发及检测、对驯鹿及其栖息地的影响等方面。为提升森林应对气候变化的能力，将加强森林可持续经营、生物和循环经济、健康和气候适应性社区建设等相关研究以及科学技术和工具的开发工作，特别是森林碳汇和温室气体排放追踪、森林社区和产业适应气候变化以及气候变化缓解和适应综合方案等。
　　为实现多重成效和森林应对气候变化两个目标，提出加强对森林虫害、森林可持续经营和荒地野火的研究。森林虫害风险科研计划强调进行森林虫害的经济和生态风险评估、森林虫害的预警与监测以及防控政策与战略措施三方面的研究。森林可持续经营研究关注遥感技术和可视化技术在森林数据收集与森林监测报告中的作用，以及模型等研究方法在森林生态系统研究中的利用。荒地野火科研计划则提出六大研究方向，即基础性的林火研究、社区火安全研究、林火对森林生态系统的影响、林火创新管理方案的制定和降低林火影响的方式等。