目前，国家生态文明建设已成为我国的“国家战略”，同时我国将全面停止天然林商业性采伐，而近50%的木材进口又面临着巨大的国际压力。在此背景下，加快人工林资源培育，是我国林业的重要任务和重大挑战。当前乃至今后相当长时间，应对这一挑战并努力保障我国木材安全的根本出路是建立我国自己的人工林木材高效可持续生产体系。基于现有立地条件，如何有效提升人工林的生产力和稳定性，是我国人工林面临的核心问题。解决这一问题的关键在于科学认知人工林生产力形成的结构与环境效应。

    本项目紧密围绕国家重点研发计划“林业资源培育及高效利用技术创新”重点专项的总体目标要求，聚焦人工林生产力形成与稳定提升这一核心问题，以我国人工林前5大树种杉木、马尾松、桉树、落叶松、杨树为主要对象，并适当考虑北方主要树种油松及珍贵树种水曲柳、降香黄檀等树种人工林，以林分实验、野外定位观测、机理过程与模型相结合；以结构解析与表达、物质循环与利用、生物调控为基础；注重土壤微生物功能群及相关地下生态过程；考虑氮沉降、水热协同、立地等及经营措施的影响；个体、林分、景观尺度相结合，阐释生产力形成与提升、木材生产与生态功能权衡/协同的区域结构优化机制和调控策略。

    本项目将系统揭示主要速生用材树种及珍贵用材树种生产力形成与分配的生理及环境控制机制，明晰物质循环主要过程及其对结构与环境的响应与适应规律，阐明经营管理措施对人工林地力维持的影响机制；解析人工林对环境变化的适应策略及生产功能与主要生态功能的协同发展途径、区域结构优化机制并提出调控对策。重点解决：生产力维持与提升的林分结构效应及其量化方法和稳定性维持机制；生产力形成过程中地上地下生态学过程及其耦合协同效应与产物分配调控机理；林分、景观和区域尺度木材生产与生态功能权衡/协同关系与结构优化策略等重要科学问题。

    与以往类似研究相比较，本项目具有三个显著特点：一是同时考虑林分空间和非空间结构，创立人工林结构量化分析方法体系，构建人工林高效培育的结构化经营理论基础。关联地上与地下部分，建立生态系统和区域尺度人工林生产功能与生态功能的量化关系和双赢的结构与环境策略；在景观和区域尺度，创新人工林结构调整与空间配置及其模拟方法，阐释木材生产与其他生态功能的权衡机制；二是通过气候和立地条件一致的同质园和全坡位带状造林基地的长期监测研究，从个体、林分和生态系统3个水平同步研究生产力形成的关键生理生态学过程，消除不同树种的年龄效应和气候差异，通过生态过程的多尺度嵌套系统揭示人工林生产力的形成机制，探索人工林生产力对立地条件变化的响应机制；三是针对典型人工林，综合采用树木生理生态、分子生态学、同位素技术、化学计量学、高通量宏基因组学等试验方法和技术，创新研究叶冠层与根冠层的协同效应，构建以水分、养分与光能利用效率和产物分配关键过程参数为重点的生产力形成机制与体系；在林分和系统等几个层面揭示经营、环境变化与土壤生物功能群和地力维持与提升的关系，关注区域水热协同对生产力的影响，提升对生产力形成及其结构与环境效应的认识，实现人工林生态学方法和理论创新。

    本项目由中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所牵头，联合中国林业科学研究院林业研究所、亚热带林业研究所、热带林业研究所，以及中国科学院地理资源研究所、沈阳应用生态研究所，北京林业大学、南京林业大学、东北林业大学等20余所国家级科研院所及高等院校共同承担。聚集了目前国内有关人工林生产力及相关领域的主要力量和最强团队，拥有多个国家重点实验室以及部门重点实验室，CERN和CFERN的近20个野外台站，几乎覆盖全国主要人工林分布区，研究基础雄厚、优势互补，思想活跃、具有很强执行力，有望取得预期的科研成果。

    通过本项目的实施，将建立和完善人工林实验基地条件，形成10—15个可用于我国人工林结构与功能规律及其调控研究的长期固定实验基地，提升研究机构的实验研究平台和青年科技工作者的专业能力，促进社会各界科学认知人工林生产力形成的结构与环境效应，有力加强林学和生态学等学科的发展，为我国人工林生产经营及可持续发展奠定坚实的理论基础。通过人为调控提升人工林生态系统的生产力并充分发挥其生态功能，将进一步满足国家对人工林生态系统木材生产与生态安全功能的双重需求，支撑我国“五位一体”战略的实施，将具有显著的社会、经济和生态效益。

    （本版撰文 马爱平）