恩施市銅盆水林場國家杉木良種基地種子園建設現狀及對策

于玉華，饒邦堂，楊圣芳，肖玉軍，吳承楚

（1.恩施市林業局，湖北恩施 445000；2.恩施市國有銅盆水林場，湖北恩施 445026）

湖北省恩施市國有銅盆水林場地處武陵山脈分支，地理坐標為東經109°21′～109°23′，北緯30°19′～30°22′。毗鄰滬渝、銀白高速公路、宜萬鐵路、恩施機場，距高速公路入口11 km、宜萬鐵路恩施站15 km、恩施機場13 km、恩施城區33 km，國道318線穿場而過，交通十分便利。銅盆水林場地處中山，海拔在800～1 700 m 之間，境內地形地貌呈西低東高，北低南高；地勢平緩，坡度10°～25°；氣候溫和，陽光充足，雨量充沛，屬典型的北亞熱帶氣候；年平均氣溫12.9～14.5 ℃，月平均最高氣溫21～25 ℃，最低氣溫0.3～3.3 ℃，全年無霜期180～245 d，日照時數1 200～1 400 h，相對濕度80%～88%，年降雨量1 200～2 000 mm，冬無嚴寒、夏無酷暑、雨多風小、春遲秋早[2]。其氣候的垂直變化十分明顯，具有區域小氣候特色。土壤有黃壤和黃棕壤2 種土壤，I、II類地占70%，III、IV類地占30%；pH值為5.5～6.5，土層厚50～80 cm，立地質量等級2～3 級，肥力中等[2]。植被類型主要為常綠針葉林，適宜培育以杉木、柳杉為主的用材林和馬褂木、香樟、楠木、桂花等鄉土珍貴樹種。

林木種子園是由優樹無性系或家系按營建設計要求，實現集約經營，以生產遺傳品質和播種品質優良的林木良種為目的的特種人工林[1]。恩施市銅盆水林場在種子園的建園材料選擇、園址選擇、無性系配置、栽植密度、嫁接方法和種子園的經營管理等方面做了大量的研究和探索，包括去劣留優疏伐、人工輔助授粉、樹體截干矮化、測土配方施肥，生長調節劑促進開花結實、病蟲害防治等，并取得了顯著成效。為給武陵山區杉木種子園的建設與發展提供參考，本文通過調查分析銅盆水林場36年杉木種子園的建設現狀、主要成效及存在問題，并提出了一些發展建議。

1 現狀與成效

1.1 建設現狀

銅盆水林場國家杉木良種基地（以下簡稱杉木良種基地）已建成種子園采種區82.7 hm2，分1 代種子園和2 代種子園。建成子代測定林20 hm2。2009 年1月，被原國家林業局（現為國家林業和草原局）確定為國家重點林木良種基地。2011年12月，杉木良種基地種子園生產的種子，于2011年湖北省林木良種審定委員會審定為良種[證書號：鄂S-CSO(1)-CL-001-2011]，適宜推廣生態區域為湖北省杉木適生區[2]。2018年11月，申請注冊了“金銅杉”林木良種商標。

1.1.1 杉木第1代種子園

杉木第1 代種子園于1987 年開工建設。從湖北、湖南、四川、福建、廣西、廣東、江西、貴州、云南、重慶10 省（市）收集的344 個無性系建立采穗圃6 hm2，通過逐年調查和表型選擇，以及結實情況、球果類型、開裂早遲等多項調查分析，選擇出117 個無性系入選初級種子園采種區，株行距4 m×4 m、4 m×5 m 兩種規格，采用隨機區組排列或順序錯位排列[2]。1代種子園現有采種區59.9 hm2，分為4個大區28個小區，于1987—1994 年建立。其中，第Ⅰ大區面積29.7 hm2，第Ⅱ大區面積6.4 hm2，第Ⅲ大區面積16.5 hm2，第Ⅳ大區面積7.3 hm2[2]。入選的158 個無性系中，湖南、湖北、廣西、四川、福建、江西、貴州、云南分別有50、16、21、28、9、17、16、1 個。種子園平均樹高18.8 m，平均胸徑29.2 cm，平均冠幅5.6 m，郁閉度0.90。

1.1.2 杉木第2代種子園

杉木2 代種子園采種區22.8 hm2，分別于1994、2006、2018 年建成。1）1994 年營建2 代種子園10 hm2，分1 個大區6 個小區。株行距4 m×5 m，采用隨機區組排列。使用無性系41 個，其中湖南、湖北、廣西、四川、福建、江西、貴州分別有9、8、2、7、2、2、11 個。現平均樹高20.2 m，平均胸徑31.4 cm，平均冠幅6.1 m，郁閉度0.90。2）2006 年營建2 代種子園6.1 hm2，分為2 個大區4 個小區，其中第Ⅰ大區面積3.1 hm2，第Ⅱ大區面積3 hm2。株行距4 m×5 m，采用隨機區組排列。使用無性系70個，其中在湖南合同、廣西西山、四川鄰水、貴州錦屏4 省引進無性系34個，在本場子代測定林中選優良家系的優良單株36個。入選的70 個無性系中，湖南、湖北、廣西、四川、福建、江西、貴州、云南、廣東分別有9、12、10、15、8、7、7、1、1 個。現控制母樹樹高11.0 m，平均胸徑18.4 cm，平均冠幅4.5 m，郁閉度0.80。3）2018 年營建2 代種子園6.7 hm2，分為1 個大區2 個小區，其中第Ⅰ大區面積3.4 hm2，第Ⅱ大區面積3.3 hm2。株行距5 m×5 m，采用隨機區組排列。使用無性系50個，其中在湖北陽新七峰山林場引進無性系15個，在本場子代測定林中選優良家系的優良單株35個。入選的50個無性系中，湖南有16個、湖北10個、四川9 個、重慶8 個、貴州7 個。現控制母樹樹高3.0 m，平均胸徑5.4 cm，平均冠幅2.1 m，郁閉度0.50。

1.1.3 杉木子代測定林

子代測定林20 hm2，包括慶坪片13.4 hm2、銅盆水片沙子門4.5 hm2、黃林坡2.1 hm2，分別于1991、1997、2007 和2015 年建成。1）1991 年在銅盆水林場慶坪片營建4.7 hm2，用家系54 個，株行距1.7 m×1.7 m，現平均樹高20.0 m，平均胸徑21.5 cm。2）1997 年在銅盆水林場慶坪片營建8.7 hm2，用家系104個，株行距1.7 m×1.7 m，現平均樹高18.1 m，平均胸徑19.4 cm。3）2007 年在本場2 代種子園中采集30 個家系進行繁育，在銅盆水林場沙子門營建子代測定林4.5 hm2，株行距2 m×2 m，現平均樹高15.0 m，平均胸徑16.6 cm。4）2015 年用福建3 代種子園種子64 個家系營建子代測定林2.1 hm2，株行距2 m×2 m，現平均樹高8.50 m，平均胸徑9.1 cm。銅盆水林場每年對子代測定林都進行了形質、生長量等調查觀測，獲得了一系列相關調查數據，并對數據進行統計分析[2]。

1.2 主要成效

1.2.1 生產條件日益改善

杉木良種基地購置電腦、掃描儀、數碼相機、數碼攝像機、彩色打印機等檔案信息管理設備；有黑光燈、噴藥機等病蟲害防治設備；有激光測距測高儀、森林羅盤儀、土壤養分測試儀等調查儀器設備；有鋁合金伸縮梯、高枝剪等采種設備；有智能光照箱、智能水分測定儀、電子數粒儀、電子天平等檢驗設備。有電教室、實驗室、培訓室、會議室等辦公用房。硬件設施的不斷加強，極大改善了生產條件，工作開展更加方便和科學，提高了工作效率。

1.2.2 種子質量穩步提高

種子園通過除雜撫育，解決了采種母樹與其他植物之間對水、肥、氣、熱、光的競爭，保證采種母樹不受非目的樹種或草本植物的抑制；通過去劣疏伐、截干矮化、整形修剪，改善光照條件，保證樹冠透氣通風，利于結種和采摘；通過測土配方和堆肥，改善種子園水肥狀況，提高種子產量；通過人工輔助授粉、激素和環割，加大優樹的雜交概率和刺激花芽分化，進一步提高良種品質和促進開花結實；加強病蟲害防治，有效降低球果受害率，保證種子穩產、高產。現種子園球果產量平均可達750 kg·hm-2。杉木良種基地種子球果出籽率5.6%～6.1%，種子純度96%～97%，千粒重為15.3～18.4 g，實驗室發芽率54%～73%，與普通球果相比，種子質量穩步提高。

1.2.3 良種貢獻率明顯加大

經多年多點試驗，杉木良種基地良種遺傳增益21%。截至2022年底，種子園累計生產良種33 000 kg，育苗220 hm2，培育苗木3.5 億株，造林11 萬hm2，以25 年為一個輪伐期，可增加木材500 萬m3，增加產值50 億元，取得了顯著的生態效益、經濟效益和社會效益。

1.2.4 種質資源有效保護

杉木良種基地在福建、湖南、廣西、江西、四川、重慶等10 省（市）收集國內杉木種質資源982份，保存優良家系66 個、優良單株3 300 個。這些資源是不可復制的珍貴材料，堪稱無價之寶。為更加有效保護基地林木種質資源，杉木良種基地對收集的種質資源均已掛牌登記。

1.2.5 科研支撐能力不斷加強

在抓好杉木良種基地建設的同時，開展了系列技術研究。近10 年，支撐完成科研項目5 項，其中省部級項目3 項。結合種子園改建升級，完成論文《杉木無性系初級種子園去劣疏伐效果分析》在《中國農村小康科技》發表。依據子代林測定數據，完成論文《杉木優良家系子代測定林研究初報》在《湖北林業科技》發表。對靖縣45-4、靖縣20-5、錦屏47、柳地223 進行了全雙列交配實驗，完成論文《杉木親本的遺傳效應分析》在《中國農村小康科技》發表，選出了靖縣45-4×靖縣20-5、柳地223×錦屏47、靖縣20-5×柳地223、柳地223×靖縣45-4 等4 個優良組合。提高種子園產量和品質，完成論文《恩施市銅盆水林場國家杉木良種基地種子園產量及品質提升措施》在《南方農業》發表。結合種子園建園，“杉木產地種子園的營建技術”獲恩施州、市科技進步一等獎。加強林木遺傳育種選育、改良、培育工作，成果《湖北省杉木遺傳改良及人工林培育技術研究》獲得湖北省人民政府科技進步三等獎。

2 存在的問題

2.1 樹齡老化問題突出

許忠坤等對湖南省攸縣35.8 hm2杉木初級種子園25 年的產種量逐年進行了分析研究，發現杉木種子園第4 年開始進入盛果期，第7 年達到最大值，16 年后開始逐年下降[3]。銅盆水林場在1991—2006 年間共營建杉木種子園采種區76 hm2，占杉木良種基地總面積的91.9%。截至目前，這些種子園年齡都在26 年以上，遠遠超過種子盛產期，結實量明顯下降。為追求最大利潤，當年種子園建設的總體思路是，既保證種子園建設的順利進行，又保證種子園無性系作為木材能夠利用[2]。然而，經過“無約束”的生長，目前平均樹高已達20 m 左右，加之杉木果實主要分布在樹冠中上部，采種十分困難，導致種子無法全部采收[2]。

2.2 人才匱乏，技術力量薄弱

1）人員年齡老化問題嚴重。林場在編在崗10人，其中管理崗2 人，專技崗5 人，工勤崗3 人。專技崗5人中，50～55 歲3 人，56 歲以上2 人。20 年來，銅盆水林場沒有招收過1 名林業專業大學生，真正能負擔起林木遺傳育種專業的技術人員已經到了青黃不接的狀態，成為銅盆水林場的痛點和種子園建設的隱形危機。2）知識老化問題突出。在當今日新月異的信息時代，知識迭代更新的速度越來越快，傳統的認知結構和知識體系不可避免地受到猛烈沖擊，稍有懈怠，就會落伍。銅盆水林場專業技術人員常常由于陷入具體的事務中，且處于相對封閉的狀態，使得專業技術人員忽視了新知識的不斷補充和提高。暴露出科學知識、實踐技能、發展理念與現代種子園建設要求相比差距太大，不相匹配。

2.3 建設水平低，升級換代慢

2001 年以前，杉木良種基地種子園建設和經營管理水平走在全國前列，得到國家、省、州、市林業主管部門和專家的一致好評。后在高世代種子園建設方面，沒有根據銅盆水林場實際制訂長期的育種策略和規劃，杉木良種基地建設的育種群體、基本群體、選擇群體、生產群體混淆不清，缺乏與交配、測試、評價等相關且行之有效的技術方案，導致種子園建設發展目標不明、技術路線不清、保障措施不力，種子園建設和良種選育工作處于半停滯狀態。截至目前，種子園仍停留在第2 輪回育種階段，與湖南、廣西的第3輪回育種、福建的第4輪回育種等國內先進良種基地建設水平相比，差距逐漸拉大。

2.4 建設成果得不到示范推廣

堅持科研面向生產，加快林業科技成果商品化、產業化的步伐，實行科技興林，是林業實現跨越式發展的唯一選擇。杉木良種基地種子園的科技成果只有示范推廣，林業投入才會產生強大的指數效應，使林業生產力得到質的提高，使林業的快速發展建立在高質量、高效益的堅實基礎之上，顯示出強大的生命力。湖北省已經精準滅荒，杉木造林無地可造。因為杉木周期長，經濟效益不高，森林保護修復、森林質量提升等項目多選用藥用樹種（如杜仲、厚樸、黃柏、油茶等）或經濟林樹種（如核桃、獼猴桃、漆樹、山桐子等）。隨著我國經濟的發展和生活水平的提高，人們更加注重園林景觀建設的應用；既需要種植大量的綠植樹木，又需要種植彩葉樹種，以使整體景觀體現出良好的色彩基調，更好地提高人們的觀賞積極性。這就導致裸土覆綠項目多不營造杉木林，而選擇彩葉樹種（如銀杏、紅葉李、紅楓、金葉國槐、紫玉蘭等）。可見，杉木良種基地建設成果得不到示范推廣，在全面推動林業創新、服務林業生態建設、促進林業產業發展等方面的重要作用得不到充分發揮。

3 對策建議

3.1 加大高齡種子園利用力度

根據子代測定結果，對育種目標有顯著表現的無性系進行分系采種、育苗、造林，充分發揮優良無性系在國土綠化中的重要作用。對20 世紀90 年代初期營建的1代種子園，優樹早已過了良種盛產期的年齡，鑒于完成了種子生產的歷史使命，在保存一定優良基因的基礎上進行擇伐，有選擇地培養杉木大徑材。對早期營建的2 代種子園，由于仍然在營養生長期，在去劣留優疏伐增加光照空間的基礎上，林下套種一些黃連、黨參等道地藥材，提高林地利用率，增加林業經濟效益。考慮銅盆水林場土地資源十分緊張的現實，選擇部分種子園大區，使用優良無性系替換不結實、少結實、種子質量差的無性系，進行集約化管理，提高種子園產量和品質。

3.2 加大第三代種子園建設力度

高世代種子園是經過多世代的選擇和培育形成的，可以提高林木中優良基因頻率，并組合出更能符合人們所需要的優良基因型[4]。隨著種子園世代增加，改良效果能逐步提高，高世代種子園是今后的發展方向。1）在園址選擇上，盡量選擇地形開闊，四面光照充足，通風和排水條件好，土層較深厚，肥力中等，立地質量等級Ⅱ～Ⅲ級[2]，交通便利，海拔1 100 m左右的地塊。2）在建園材料的選擇上，依據子代測定林調查數據，通過后向選擇，選擇配合力高、木材品質優、抗逆性強、開花結實多的建園親本；通過前向選擇，選擇子代測定林中優良家系的優良單株，并考慮結實能力。同時，引進生態條件比較一致的湖南、重慶、四川等優樹。3）在經營管理上，保持與福建省林業科學研究院作為杉木良種基地的科技支撐單位，與鄭仁華教授級高工作為杉木良種基地的科技支撐專家。進一步加強與湖北民族大學、湖北林業科學研究院、湖北省林業科技推廣中心等科研院校的合作，在杉木種子園樹體矮化、整形修剪、病蟲害防治等關鍵技術上積極研究探索，努力提高種子園的遺傳增益。

3.3 加大樹種結構調整力度

湖北省造林綠化一代接著一代干，現已精準滅荒。實施的林業項目如低產林改造、石漠化治理、新一輪退耕還林、祼土覆綠多選用經濟林或彩葉樹種，杉木良種的需求量正在減少，產能正在過剩，壓縮生產面積，擴大生產急需樹種面積，是擺在良種基地面前的又一任務。核桃作為世界“四大干果之一”，具有很強的適應性，在恩施州分布很廣。近幾年來由于市場前景看好，利潤豐厚，核桃產業發展迅速，已成為當前恩施發展林果業的主選樹種。但恩施的核桃品種選育尚在起步階段，至今沒有省級審定或認定的核桃品種，選育一批品質優、豐產、穩定、適應性強、抗病性強的核桃品種，是擺在恩施面前的一個重要任務，銅盆水林場可以順勢而為。

3.4 加大專業人才培養力度

通過“走出去”方式，讓杉木良種基地技術人員到條件更好的良種基地學習考察，增長見識；派出技術人員參加各種專題技術培訓班，培養一支能穩定扎根于杉木良種基地并較好掌握現代林木遺傳育種知識的人才隊伍。推行技術人員到先進基地掛職鍛煉及崗位交流等工作模式，構建梯次培養、有序銜接人才結構。通過“請進來”的方式，爭取國家知名專家來杉木良種基地現場指導解決基地戰略問題、技術路線問題、育種技術問題。出臺優惠政策，強化對高層次、高技能人才的引進工作，對引進的專業技術人才在福利待遇、職稱評定等方面予以充分保障。積極向有關部門爭取，將杉木良種基地納入高校畢業生“三支一扶”服務范圍。

3.5 加大建設資金籌措力度

用好中央財政林木良種繁育補助資金，加強杉木良種基地建設發展工作；捆綁恩施市林業項目資金，充分利用中央財政林業改革發展資金實施的中幼林撫育、低效林改造、林下種植、國家儲備林建設等林業項目，用于杉木良種基地種子園新建任務；爭取當地政府將基地基礎設施建設納入同級政府建設計劃，加大對基地生產用房等基礎設施建設的投入，將基地道路按屬性納入相關公路網規劃，進一步完善種子園配套設施；積極爭取多渠道融資，引導和鼓勵各類社會資金參與基地種子園建設。