周曉光
(浙江農林大學 鄉村振興研究院,浙江 臨安 311300)
經濟林是以生產除木材以外的果品,食用油料、飲料、調料,工業原料和藥材等林產品為主要目的的林種,是森林資源的重要組成部分。
國際上對經濟林產品(Non-Wood Forest Products,NWFPs)開展了相關的理論研究,將其定義為除木材以外的任何生物材料,它們來自森林或其他林地和森林外的樹木[1]。此外,經濟林產品也可以定義為人類在自然或人為改變的環境中從野生生物多樣性中獲取的高價值木材以外的生物產品[2]。這些產品包括水果、堅果、種子、藥用和觀賞植物、樹脂、香精、纖維、油、蘑菇以及薪柴和雕刻用木材等。此外,經濟林產品還包括動物和以動物為基礎的產品,比如森林動物或蜂蜜。
近幾十年來,經濟林產品的采收利用已經成為木材采伐的替代方式,既可以增加農村收入,又可以減少對森林結構的影響[3]。在國際貿易中至少有150 個相關NWFPs 的存在,這些產品能夠支持0.25 ~10 億人口的生計需求,在發展中國家中約有80%的人口依靠NWFPs 來滿足其基本的健康和營養需求[4]。全球約有10 億人從森林中謀生和獲取食物,其中約3 億人廣泛依賴于經濟林產品。近年來,我國每年脫貧1 000 萬人以上,其中,經濟林主產區農民收入有50%以上來自經濟林產 業[5]。國內學者對經濟林產業的發展現狀、存在問題進行了大量探討,發現存在品種結構不合理、管理粗放、優質果品率較低、產業化程度低、二三產業相對滯后、綜合效益較低等問題,并從育種、栽培和加工利用等方面提出了相關應對策略[6-8]。然而,相關學者對國外經濟林產業的研究相對缺乏。
經濟林技術發展方面,世界各國在經濟林的基礎研究、應用基礎研究以及應用技術研究等方面有了很大的進展,特別是在新品種選育、高效栽培技術、產業可持續經營等方面取得了一定的研究成果,培育了一批具有廣泛應用前景、自主知識產權的優良品種,研發了一批制約經濟林產業轉型升級的核心基礎技術,推廣了一批促進經濟林產業快速發展的關鍵應用技術。
經濟林育種是經濟林產品優質高效生產的基礎,是一項長期的系統工程。選育良種最主要的目的是將親本的優良性狀(抗逆性、早果性、豐產性等)延續給子代,并淘汰其不良性狀[9-10]。目前有2 種途徑:一是常規育種,包含無性系育種和有性雜交育種等技術。比如,在日本,采用莖尖培養與人工選擇相結合的方法,成功選育出富含芳香物花椒品種[11]。二是利用分子生物學和基因工程等新技術進行育種,大大縮短了育種時間,提高了工效。在歐美、日本等發達國家開發了一系列的分子標記和基因芯片,構建了核心種質群體、遺傳作圖群體和分子遺傳圖譜,也對一些重要基因進行了分離克隆和功能檢測等[12-14]。此外,國外在培育優質大果及適應于機械化作業的經濟林新品種的成熟期、株型、果實均勻度等方面進行了有益探索[10]。在種質資源方面,歐美等發達國家收集了較完備的經濟林種質資源,并建立了長期保存的體系,為育種提供了豐富的種質資源[9]。
優質高效栽培是在選用優良品種的基礎上,采取相應的栽培技術措施來實現經濟林產品優質化。重點從樹體管理、土壤水肥管理、營養生長和生殖生長的技術調控、有害生物管理等方面進行調控優化,旨在提高產品的抗逆性以及應對病蟲害能力,從而實現經濟林產量和質量的提高[10]。
1.2.1 良種繁育栽培技術
微繁殖(也稱“離體繁殖”),是指在離體條件下,通過植物組織培養技術對植物進行營養繁殖,組織將能夠生長、分化并且可以在體外再生小植株。一般而言,體外植物再生的3 種模式是器官發生、胚發生和腋芽增殖。目前,已有研究表明了微繁殖具備廣泛的應用前景,比如成熟的長角豆Ceratonia siliqua的腋芽體外繁殖技術[15]。此外,菌根化育苗大幅度提高了栽植成活率;組培技術的快速發展實現了工廠化育苗。
1.2.2 機械化、輕簡化和智能化栽培技術
在歐美等發達國家,機械化和智能化已被廣泛應用在經濟林栽培管理上,包括土壤耕作、苗木培育、移栽嫁接、水肥一體、機械修剪、病蟲防治、中耕除草、果品收獲等方面。如橄欖園修剪系統、核桃采摘機、疏花疏果機、山地果實傳輸帶等均有機械化和智能化的應用,其中在核桃耐凍性生理建模上的應用,部分解決了核桃抗凍問題[16-20]。美、英、日、德、意等國,利用電子計算機處理復雜的診斷數據和各種參數,并制定配方施肥方案,實現了精準施肥;利用植物生長調節劑實現早產和豐產的目的。比如,美國利用三十烷醇,讓柑桔果實成功地提早了2 ~3 周成熟;通過添加氫氰胺,打破核桃種子的休眠,使其提早實現萌芽、開花和成熟[6,21-22]。
1.2.3 提高經濟林的抗逆性技術
由于樹木分布在不同的自然生態系統中,因此會出現蟲害、病害等現象。從現實生產來看,樹木蟲害會影響樹木的形狀和果實質量。比如,在蘋果等樹木中表達蘇云金芽孢桿菌的Bt 內毒素基因,可以發現以轉基因材料為食的幼蟲減少、幼蟲死亡率增加的現象。目前,可以通過轉基因來控制由細菌、真菌等病原菌引起的樹木病害。有研究表明,李痘病毒(ppv)作為歐洲和地中海地區果樹最嚴重的病原體之一,通過將ppv 的外殼蛋白基因整合到果樹物種基因組中,可以有效控制該病的發生[23]。此外,可以對病毒病采用種苗脫毒的方法,國外苗木脫毒已經進入商業化生產,并已有專門的法規出臺。目前,法國無病毒蘋果種植面積已達80%以上。
經濟林產品高值化利用主要集中在采后處理與貯藏保鮮、產品高值化加工利用和產品質量安全評價三個方面[24-26]。在貯藏保鮮方面,常采用低溫、加熱、輻照保鮮和化工防腐技術延長產品的保存期。最新研究表明,在巴西,利用生物保鮮技術(乳鏈菌肽結合膜)進行了芒果長期保存的探索;在伊朗,利用納米技術(納米氧化鋅)進行了石榴的貯藏。在高值化加工利用方面,國外在產品研發、相關制備工藝和設備研究方面展開了大量的探索,從而延長了產業鏈,提高了經濟效益。比如,美國發明了多種核桃破殼機,包括滾筒擊打式、凸輪擊打式、離心式、平板擠壓式和氣動式核桃破殼機等幾種。這些破殼機的使用,不僅提高了生產效率,而且破殼效果好、整仁率高,從而實現了產品的高值化加工利用,增加了經濟林產業的附加值,進而提高了經濟林產后加工的綜合效益。在質量安全評價方面,歐美等發達國家建立了比較完整的經濟林產品品質檢測體系,制定了綠色食品、有機食品的評價指標體系。
當前經濟全球化、貿易國際化帶來的經濟林產品需求持續增加,給地區的采集者及其周圍的生態系統帶來了更大的壓力,有可能因產品過度開發從而導致森林破壞日趨嚴重。目前,已有多項研究成果均已表達了對經濟林產業可持續發展的有關觀點[9,27-30]。
研究普遍表明,不論NWFPs 對滿足人類需求的貢獻或高或低,過度采伐均會引起生態的不可持續性。土地的使用權和政府法規的限制使得獲取森林資源的機會有限;中間商的存在、貿易份額的不公平分配等限制因素,加上貧困人口對獲取經濟效益的渴望,都將可能導致森林退化;經濟林產品的采收和栽培技術的局限性,也將導致森林生態出現不可持續的現象。
國際上有關學者對如何促進經濟林產業可持續發展進行了廣泛探討。解決可持續發展的問題可以在土地使用、森林管理以及技術創新等方面找尋答案。比如,通過公共土地所有權或合作管理協議維護使用權,以確保當地人的權利并最大程度地減少對生態的負面影響。森林認證、法定保護和森林管理等都是解決問題的有效舉措。森林的聯合管理和集體性活動、改進森林管理和增加資源基礎、增強森林異質性等被認為是實現經濟林產品可持續發展的關鍵促進因素。同時,還應當優先考慮實施教育、技術和財務等支持計劃,以促進經濟林產品增值。從長遠來看,通過開展教育促進人員技能的發展將有助于減少人類過度依賴經濟林產品謀生。此外,國際上也探索運用一些保護森林的干預措施。比如,對最常用于藥物的植物和樹木進行就地保護,以減輕對種群的壓力;提供沼氣和煤油作為替代薪材和木炭,以減少人類對森林木材的過度依賴;結合當地人群對樹種的信仰、地方感情等意識因素,適當提升群眾的自然保護意識;這些都有助于促進經濟林的可持續發展。
我國是世界上第一大經濟林生產國,據2018年統計數據顯示,全國經濟林栽培總面積達4 133萬 hm2,各類經濟林產品總量達1.81 億t,第一產業實現產值1.45 萬億元[21]。總體來看,我國經濟林產業與技術均取得了持續進步和大力發展,但與部分發達國家相比仍有較大差距,還面臨產業供給側結構性與產業轉型升級技術性等方面的問題。
經濟林是一次種植、多年收益的作物,但育種周期較長,品種更新困難,導致經濟林品種不良現象普遍,優良品種缺乏。同時,以容器育苗與組織培養技術為核心的經濟林苗木標準化、優質化、工廠化繁育技術體系剛剛起步,多數經濟林種苗的質量參差不齊、沒有進行無病毒化處理。經濟林產業布局整體上缺乏科學規劃、結構性與區域性矛盾突出、產品結構相對單一、區域產業同質化發展,導致部分大宗產品成熟期集中上市,出現區域性、結構性的產能過剩。
由于林地基礎設施、從業人員素質等方面因素的影響,高效栽培技術在經濟林種植中的應用水平依然不高,新技術、新工藝推廣應用覆蓋面不廣。特別是,經濟林主產區大多為偏遠山區,大量青壯勞動力外出打工,從事經濟林生產的主要是婦女、老人等弱勢群體,勞動能力和人員素質均偏低,嚴重制約了經濟林產業的創新發展。此外,農業企業規模相對不大,龍頭企業數量相對偏少,對于栽培技術的研發投入相對偏少,推進技術創新能力相對偏弱。其中,經濟林栽培技術的薄弱環節主要在于病蟲害防治環節。比如,常見的經濟林病蟲害楊毒蛾,由于缺乏有效性的監控與前瞻性的防治,其防治過程與效果難盡人意,一旦病蟲害爆發就會導致相當嚴重的局面。
經濟林作為傳統農業,很多地區還是停留在傳統性的種植業上,產業收益主要來源于一產的種植,主要以原料銷售為主,經濟林產品的精深加工與市場建設嚴重滯后,導致了一二三產的融合進度相對緩慢,產業的綜合效益難以提高。林產品加工企業普遍存在規模小、裝備差、設施落后,研發能力不強,商品化處理程度偏低,企業帶動能力不強,產業集中度不高,競爭力明顯不足的特點。比如,黑龍江省經濟林產業發展的突出問題主要表現為“大森林、低產出,大林業、小產業”。2018年,第一產業的速生豐產林整地產值占總量的51.9%,第二產業的漿果、北藥和綠色食品加工產值僅占總量的13.7%,其它產業表現為“小規模、低水平、分散化”的特點,而作為第三產業的森林旅游業還處于起步階段。云南臨滄的澳洲堅果產業發展,基本上處于一產種植的發展模式。政府通過政策調節,鼓勵農民大力種植澳洲堅果,包括采取給種苗、補貼等措施。但由于堅果加工、銷售體系建設尚未跟上,農民的收入完全就是依靠售賣堅果的青果獲得,堅果產業的整體效益很不理想。
經濟林經營主體過度追求經濟林的產業經營效益,從而忽視了生態問題,導致經濟林過度經營引發的水土流失、土壤質量下降等一系列生態性問題。隨著經濟林經營效益的不斷提高,農民生產的積極性也不斷提高,經營力度持續加大,山區在發展經濟林的過程中存在土地利用不合理、林下植被被破壞以及純林經營相對普遍,從而加劇了水土流失,已經嚴重威脅到了產區的生態安全,危及到了產業的可持續經營。山地是生態脆弱地區,農戶習慣的農業耕作模式,如翻耕、除草、施肥,以及使用除草劑,均給山地生態帶來了巨大破壞。山核桃、香榧、楊梅、板栗等山地經濟林都存在相似的生態問題。比如,浙江山核桃林由于山核桃過度經營,除草劑、化肥大量施用,加上酸雨的影響,1982—2018年,林地土壤pH 從7.1 下降到5.5,土壤有機質含量也從38.4 g/kg 下降到33.7 g/kg,林地土壤質量退化,導致干腐病、根腐病多發,生物多樣性下降,水土流失嚴重,出現了山核桃林分退化甚至成片死亡。
集體林權制度改革的深入實施,促進了土地使用權流轉,有效推進了經濟林土地資源的整合,一定程度上緩和了土地碎片化的問題。但是由于土地使用權流轉成本相對較高,再加上農業經營的比較效益相對較低,資金回流與效益回報相對較慢,企業規模化發展經濟林種植的積極性不高,導致經濟林種植的機械化水平較低、抗災減災能力較弱。由于經濟林產業多以農戶為生產經營單位,以分散種植與經營為主,精深加工與品牌市場建設嚴重滯后,特別是互聯網等現代信息技術應用于經濟林產業的質量控制、貯存運輸、市場銷售存在嚴重不足,難以形成規模化的產業經營效益。
未來一段時期,我國經濟林產業發展需按照“產業生態化、生態產業化”的總要求,致力于構建“種子”到“筷子”以及“田間”到“餐桌”的全產業鏈體系,需著力突破良種選育、高效栽培、生態經營、產后商品化處理、精深加工、安全檢測、品牌建設等產業鏈發展節點的關鍵技術,大力推進全產業鏈融合發展,實現經濟林產業綜合效益提升與可持續發展。
推進種質資源創新。通過收集經濟林野生種質資源,加快評價與篩選,建立核心良種種質基因資源庫,為生產提供適應廣泛的優良品種和具有特異適應性的地方品種。加強經濟林種質資源的搜集、保護、鑒定,建立優質種質資源圃、資源庫或基因庫,開展品質、營養、抗逆、遺傳多樣性的科學鑒評,構建全國種質資源的分子圖譜,致力于挖掘一批功能基因和優異種質資源,收集保護珍稀資源,創制優異品種選育方式與材料,為主要性狀的遺傳改良提供基因資源。
推進新優品種改良。結合區域的氣候條件與品種結構,建設一批有區域特色的經濟林優良種苗基地、有規模的經濟林新品種栽培示范基地。其中,加強對氣候條件類似國家的經濟林優良品種及種植、加工技術的合理引進。同時,基于分子標記的輔助選擇和基因轉導等生物育種技術,重點開發與經濟林產量、質量、抗病抗逆等重要性狀緊密連鎖的標記基因,構建全國與區域的經濟林品種分子信息數據庫,推進育種技術向傳統技術、分子技術、信息技術有機結合的方向發展,建立高效繁育技術體系,縮短育種周期,提高新品種選育效率。
發展提質增效的栽培技術。經濟林產業的提質增效,關鍵在于推進經濟林栽培標準化、機械化和智能化技術的廣泛應用,致力于構建經濟林優質高效栽培技術體系。圍繞異質化的栽培條件對產量、品質影響開展深入研究,明確產量、品質形成的主要生態環境因子和栽培因子。比如,開展設施栽培、工廠化育苗技術等研究。同時,大力推進經濟林復合式栽培技術發展,比如,開展經濟林與林下經濟經營的集合,實現經濟林林分結構的優化,提高經濟林的生態效益與經濟效益。
發展適度規模的經營業態。通過林地流轉、產業示范、訂單生產等方式,引導經濟林種植從小農戶為主逐步轉變為以家庭林場、農民專業合作社、企業為主的適度規模經營。積極推廣高產優質種苗和先進適用造林技術,鼓勵適宜地區充分利用荒山、荒坡、荒地,集中連片開展規模化、標準化、專業化種植。加快現有低產、低效林提質增效步伐,結合森林生態標志產品工程建設,加快完善經濟林建設標準體系,推進標準化生產,建設高產高效、綠色發展的示范基地。
發展機械智能的采收技術。大力推進林業智能裝備在經濟林采收中的應用,促進“機器換人”工作,提高采摘效率。采收技術裝備的智能化,重點是推進電子化、信息化的小型機械、山地機械、轉運裝備的集成、開發與應用,用來降低經濟林采收的人工勞務成本與危險系數。
發展冷鏈保鮮的貯存技術。聚焦經濟林果的采收、分級、包裝、運輸,以及預冷、防腐處理等環節,還包括貯存方式創新與設備研發等系列技術領域。比如,鮮果楊梅是一種時令性很強的水果,由于保鮮貯藏的瓶頸問題,制約著楊梅出口、遠距離運輸等涉及產業發展的市場開拓。同樣,干果也面臨著果品容易出油的貯存問題,需要通過技術創新,進一步提高干果的貯存水平。
發展精深高值的加工技術。加速經濟林果加工工藝的現代化改造,制定加工技術標準,實現生產連續化、自動化、標準化生產,減少人為和環境因素的影響,可以有效保障產品質量的穩定,促進經濟林產業的健康快速發展。同時,強化功能因子開發與提取、分離純化與鑒定技術,提高經濟林果的精深加工技術水平,增加經濟林產品的附加值。比如我國香榧綜合利用尚處于起步階段,目前已鑒定出的榧黃素、香榧酯等等重要功能因子,具備較好的保健開發價值。
發展綜合開發的利用技術。經濟林廢棄物的利用渠道眾多,比如基質化、飼料化、材質化等,其中經濟林廢棄物基質化應用相對較多。經濟林廢棄物的循環利用,能夠為經濟林乃至其它農業產業實現綠色發展提供示范,研發生態型食用菌循環栽培技術,提高產品的生態價值、經濟價值、營養價值,能夠有效推動食用菌產業的綠色高效發展。比如用油茶殼、板栗殼、山核桃殼等經濟林廢棄物替代傳統闊葉林作為原料開展食用菌栽培,在減少資源消耗的同時提高資源利用率,降低生產成本。
發展生態化經營模式。在種植模式上,大力推進經濟林矮化密植、棚架式等現代種植模式,推廣有利于原生植被保護和水土保持的整地措施,全面推行增施有機肥、測土平衡施肥等方法,推行生物、物理的病蟲害防治措施,推廣安全間隔期用藥技術,落實安全、綠色、有機栽培管理。研究經濟林光能、水分、養分的最佳利用模式,構建經濟林低能耗的低碳種植模式。研究經濟林與其它農業產業結合模式,如種養循環、種-種循環。研究經濟林有害生物(病、蟲、草)的生態化集約管理模式,建立經濟林有害生物生態管理的栽培模式。
推廣標準化生產模式。推進經濟林用地的使用權流轉,降低用地流轉成本與使用成本,吸引龍頭企業、種植大戶等主體發展經濟林產業,促進分散獨立生產向集中規模生產方式的轉變,加快制定和完善經濟林種植、加工等生產環節的行業技術標準、產品質量標準等,完善產品質量檢測與殘留檢驗標準體系,建立全產業鏈的質量溯源管理體系。同時,大力推進經濟林生態經營,推行混交套種等復合經營模式以增加土地利用率、產出率和保護生物多樣性,提高生態效率和產品的經濟系數,努力保障經濟林高產、優質、高效與安全。
強化品牌培育與推廣。引導龍頭企業、專業合作社爭創經濟林知名品牌,推進產品質量認證,培育一批經濟林優勢區域公用品牌、企業品牌、產品品牌,提高產業質量效益和競爭力。利用互聯網、大數據、云計算等現代信息技術與社交媒體平臺,加強對經濟林綠色食品、有機食品、特色食品、功能食品的網絡推廣與宣傳,培育區域性的特色品牌產品與知名企業、生產基地。
強化市場建設與服務。培育統一開放、特色明顯、競爭有序的經濟林產品市場,按區域建立實體性的集中交易市場,按產品建立全國性的網絡交易平臺,促進供需對接與產品交易。建設全國性、區域性的產地、集散地批發市場,與大型經濟林產品加工商、經銷商合作,減少中間商的存在,大力發展冷鏈貯存與運輸、產銷對接、電子商務等現代物流業和新型營銷方式。