中國林科院森林經理學發展50年回顧

2020-12-06 中國綠色時報電子報

        按照國務院學位辦公室的學科劃分,廣義的森林經理學是一個學科群,包括森林經理學、遙感和3S技術在林業中的應用,測樹學以及系統規劃等近代系統科學在林業中的應用。我國森林經理學科始建於1952年,為林學最早成立的兩個學科之一。1958年中國林業科學研究院成立後,林業研究所下設森林經理研究室。50年來中國林科院森林經理學科的研究機構多變,但是研究人員一直堅持自主的研究,現已形成了一個比較完備的學科群,取得一系列成果。

        森林經理學科發展經歷了起步、學習引進、成長的三個發展階段。

        起步階段——新中國成立到「文革」

        新中國成立初期,森林經理學研究的重點在於奠定我國森林經理的基礎和為大規模的森林開發工作服務。在老一輩林學家黃中立先生的指導下,研究了樹木形態、編制了我國通用原木材積表《LYB108-61》,出版了黃中立主編的《原木材積表編制法及原理》。後來又逐漸細化,分別對不同樹種和規格進行編表,例如小徑木材積表等,為我國編制系列的林業用表打下了基礎。

        在上世紀50年代,為了配合「大地園林化」工作,森林經理研究室首次把全國劃分為14個森林植物自然地理區,對各區的氣候土壤等自然因素作了簡要描述並且介紹了「適地適樹」的主要原則,成為全國林業區劃的先驅。

        森林資源信息管理的核心是林業專業檔案管理,早在上世紀60年代初期,森林經理研究室就開始了在廣東雷州等地的試點與推廣工作,並且編著了《林業專業檔案》一書,為我國森林資源信息管理工作的發展提供了借鑑。

        同時,研究室還開展了一些儀器研究工作,如研製成功的「LC-1型林分速測鏡」,在功能和精度上都達到了國外同類產品的標準,價格是同類產品的1/8。

        如今,在起步階段從事森林經理學研究的大部分學者已經退休或去世。他們為新中國森林經理學科所做的奠基工作和培養的人才是改革開放以後經理學科發展的基礎。現在森林經理學科的許多骨幹都是他們的學生或繼承者。

        學習引進為主階段——改革開放初期

        改革開放初期,中國林科院派出年輕學者到國外學習,請國外專家來講學,接收了一批研究生和博士生。這些新生力量和近代知識極大地促進了森林經理學科的發展。

        由於計算機技術、遙感技術及數學模型方法的引進,森林經理學這個古老的學科也發生了深刻的變化。首先成立了林業遙感應用研究室,在徐冠華的帶領下,購置了我國林業系統首批衛星圖像處理設備。這批設備在「六五」、「七五」期間承擔了國家科技攻關項目,在遙感圖像處理領域取得了顯著成績,開發了我國第一個林業專業人機對話的圖像處理系統《CAFIPS》,解決了一些關鍵技術,例如訓練樣地定位等。

        利用《CAFIPS》圖像處理系統,森林經理研究室繪製了我國第一張「TM遙感圖像計算機自動分類」的森林分布圖。雖然此圖相當粗造,但這標誌著一項新技術的誕生。此系統於上世紀80年代在我國一些林業局成功地試點應用,為開發第2、3代遙感圖像計算機處理技術提供了經驗,並為進一步研究指出了重點和方向。

        遙感圖像計算機處理的核心問題是地物光譜和圖像光譜的關係。遙感室進行了一系列理論研究,如對華北地區近30個主要樹種的樹冠進行了全年觀測,找出了一些規律,並且研究了地形和大氣輻射對衛星圖像的影響。這些理論研究直到現在仍然是遙感的重點和熱點問題。

        利用數學模型研究森林生長和演替規律是近代林業研究的一個新興方向。在80年代初期,森林經理研究室先後完成了「我國用材林發展趨勢的研究」和「我國林業發展戰略的研究」,研究中使用了大量數學模型,用計算機編制了40多個生長收穫模型,模擬比較了9種對比方案,最後提出了比較可行的選擇,為克服林業「兩危」、調整我國森林採伐布局提供了比較切實的科學數據。在80年代中後期,研究室出版了《多元統計分析方法》以及《IBM-PC系列程序集》軟體和說明書,系統地介紹了近代數學模型及其應用,使中國林學家運用數學模型研究林學問題成為一種常用手段。同時,在國家自然科學基金重點項目「我國主要人工林生長模擬和優化技術」資助下,研究室培養了一批人才,跟蹤了世界林業模型理論研究的趨勢。

        在上世紀80年代末和90年代初期,地理信息系統被介紹到林學界。使用地理信息系統進行森林資源管理是世界林業發展的趨勢。森林經理室和遙感室先後在大青山實驗局和七坡林場開展了實驗研究。在實地調查研究中,森林經理研究室把「林業專業檔案管理」的基本思想和地理信息系統技術相結合,研究分析了林業生產的過程,提出了森林資源管理包括「作業反饋」、「計劃反饋」和「信息反饋」3個反饋環的資源信息管理模式,為動態森林資源信息管理的可能性提供了一個理論依據。

        同時,研究室摸索和研究了國外森林調查和樣品分析的儀器和技術體系,如配置了國內第一臺「年輪分析儀」等,介紹了德國和歐洲的「長期森林健康監測體系」,並且提出改進我國森林資源監測體系的建議,為我國即將進行的「綜合森林資源與生態監測」做好了前期準備。

        這個階段研究的參加者,經過十幾年的鍛鍊,現在大多數已經成為目前森林信息研究所森林經理學科群的骨幹力量,正在承擔著大量的國家研究課題。

        成長階段——最近十幾年

        這個時期,「文革」後畢業的研究生已經成熟,出國歸來的研究生帶來了新的動力,初步形成了比較完備的森林經理學科群。

        在森林資源調查方面,基於遙感圖像處理的調查方法已經比較成熟,成為一些省級資源監測的常用手段。森林經理學科組的研究已經涉及到多光譜、高解析度、雷射、雷達等多種傳感器的圖像和數據。學科組除了森林資源監測外,還進行了有關沙塵暴監測、森林火災、森林病蟲害監測等相關專業的調查和監測,出版了《沙塵暴監測技術》,並開始承擔國家自然科學基金重大項目「多維度微波成像的陸地遙感應用」研究。

        為了適應新技術的發展,森林經理學科組組成了地理信息、3S技術、計算機網絡等新技術研究團隊。在第一次全國地理信息系統軟體評比中,由學科組研製的「WINGIS」被評為第一名。現在「WINGIS」的升級版本已經在許多省或縣、局得到應用和推廣。在這些成果的基礎上,森林經理學科組又成功研製了我國第一版《數字林業技術標準》。計算機網絡和地理信息系統已經成為我國「數字林業」的基本技術支撐,許多省參考這些經驗進行了「林業信息平臺」的建設。

        這個時期正好是我國林業轉型時期,傳統的以皆伐作業為基礎的用材林經理的基礎理論受到挑戰。森林經理學科組及時開展了「近自然林」經營技術的研究,出版了「近自然森林經營技術的理論與實踐」和「北京地區近自然森林技術指南」。同時,開展了「森林生態採伐技術研究」,啟動了「綜合森林資源與生態監測」。這些研究適應我國林業形勢的發展,並且為森林經理學理論發展尋找到了突破口。

        這個時期的另一個特點是,越來越多的專家參加了多種國際合作研究,說明我們的人才已經得到國外同行的認可,我們的研究水平已經與國際同步。

        建院50年,森林經理學科群已經逐漸成長,日趨成熟。組建比較穩定的學科團隊,建設好實驗室、實驗基地,積累豐富的基礎資料,踏踏實實一步一個腳印地推動學科的發展,這是總結50年森林經理學持續發展的基本經驗,也是森林經理學未來發展的堅實基礎。

 

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