恩施市铜盆水林场国家杉木良种基地种子园建设现状及对策

于玉华 饶邦堂 杨圣芳 肖玉军 吴承楚

摘 要 为了加强国家级良种基地的建设与管理，总结了湖北省恩施市铜盆水林场国家杉木良种基地种子园36年的建设与发展现状及成效，分析了铜盆水林场国家杉木良种基地种子园建设中存在的问题（树龄老化问题突出；人才匮乏，技术力量薄弱；建设水平低，升级换代慢；建设成果得不到示范推广等），提出了“加大高龄种子园利用力度、加大第三代种子园建设力度、加大树种结构调整力度、加大专业人才培养力度、加大建设资金筹措力度”等对策建议。

关键词 杉木；种子园；建设现状；对策建议；湖北省恩施市

中图分类号：S722.8+3 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.13.061

湖北省恩施市国有铜盆水林场地处武陵山脉分支，地理坐标为东经109°21′～109°23′，北纬30°19′～30°22′。毗邻沪渝、银白高速公路、宜万铁路、恩施机场，距高速公路入口11 km、宜万铁路恩施站15 km、恩施机场13 km、恩施城区33 km，国道318线穿场而过，交通十分便利。铜盆水林场地处中山，海拔在800～1 700 m之间，境内地形地貌呈西低东高，北低南高；地势平缓，坡度10°～25°；气候温和，阳光充足，雨量充沛，属典型的北亚热带气候；年平均气温12.9～14.5 ℃，月平均最高气温21～25 ℃，最低气温0.3～3.3 ℃，全年无霜期180～245 d，日照时数1 200～1 400 h，相对湿度80%～88%，年降雨量1 200～2 000 mm，冬无严寒、夏无酷暑、雨多风小、春迟秋早[2]。其气候的垂直变化十分明显，具有区域小气候特色。土壤有黄壤和黄棕壤2种土壤，I、II类地占70%，III、IV类地占30%；pH值为5.5～6.5，土层厚50～80 cm，立地质量等级2～3级，肥力中等[2]。植被类型主要为常绿针叶林，适宜培育以杉木、柳杉为主的用材林和马褂木、香樟、楠木、桂花等乡土珍贵树种。

林木种子园是由优树无性系或家系按营建设计要求，实现集约经营，以生产遗传品质和播种品质优良的林木良种为目的的特种人工林[1]。恩施市铜盆水林场在种子园的建园材料选择、园址选择、无性系配置、栽植密度、嫁接方法和种子园的经营管理等方面做了大量的研究和探索，包括去劣留优疏伐、人工辅助授粉、树体截干矮化、测土配方施肥，生长调节剂促进开花结实、病虫害防治等，并取得了显著成效。为给武陵山区杉木种子园的建设与发展提供参考，本文通过调查分析铜盆水林场36年杉木种子园的建设现状、主要成效及存在问题，并提出了一些发展建议。

1  现状与成效

1.1  建设现状

铜盆水林场国家杉木良种基地（以下简称杉木良种基地）已建成種子园采种区82.7 hm2，分1代种子园和2代种子园。建成子代测定林20 hm2。2009年1月，被原国家林业局（现为国家林业和草原局）确定为国家重点林木良种基地。2011年12月，杉木良种基地种子园生产的种子，于2011年湖北省林木良种审定委员会审定为良种[证书号：鄂S-CSO（1）-CL-001-2011]，适宜推广生态区域为湖北省杉木适生区[2]。2018年11月，申请注册了“金铜杉”林木良种商标。

1.1.1  杉木第1代种子园

杉木第1代种子园于1987年开工建设。从湖北、湖南、四川、福建、广西、广东、江西、贵州、云南、重庆10省（市）收集的344个无性系建立采穗圃6 hm2，通过逐年调查和表型选择，以及结实情况、球果类型、开裂早迟等多项调查分析，选择出117个无性系入选初级种子园采种区，株行距4 m×4 m、4 m×5 m两种规格，采用随机区组排列或顺序错位排列[2]。1代种子园现有采种区59.9 hm2，分为4个大区28个小区，于1987—1994年建立。其中，第Ⅰ大区面积29.7 hm2，第Ⅱ大区面积6.4 hm2，第Ⅲ大区面积16.5 hm2，第Ⅳ大区面积7.3 hm2[2]。入选的158个无性系中，湖南、湖北、广西、四川、福建、江西、贵州、云南分别有50、16、21、28、9、17、16、1个。种子园平均树高18.8 m，平均胸径29.2 cm，平均冠幅5.6 m，郁闭度0.90。

1.1.2  杉木第2代种子园

杉木2代种子园采种区22.8 hm2，分别于1994、2006、2018年建成。1）1994年营建2代种子园10 hm2，分1个大区6个小区。株行距4 m×5 m，采用随机区组排列。使用无性系41个，其中湖南、湖北、广西、四川、福建、江西、贵州分别有9、8、2、7、2、2、11个。现平均树高20.2 m，平均胸径31.4 cm，平均冠幅6.1 m，郁闭度0.90。2）2006年营建2代种子园6.1 hm2，分为2个大区4个小区，其中第Ⅰ大区面积3.1 hm2，第Ⅱ大区面积3 hm2。株行距4 m×5 m，采用随机区组排列。使用无性系70个，其中在湖南合同、广西西山、四川邻水、贵州锦屏4省引进无性系34个，在本场子代测定林中选优良家系的优良单株36个。入选的70个无性系中，湖南、湖北、广西、四川、福建、江西、贵州、云南、广东分别有9、12、10、15、8、7、7、1、1个。现控制母树树高11.0 m，平均胸径18.4 cm，平均冠幅4.5 m，郁闭度0.80。3）2018年营建2代种子园6.7 hm2，分为1个大区2个小区，其中第Ⅰ大区面积3.4 hm2，第Ⅱ大区面积3.3 hm2。株行距5 m×5 m，采用随机区组排列。使用无性系50个，其中在湖北阳新七峰山林场引进无性系15个，在本场子代测定林中选优良家系的优良单株35个。入选的50个无性系中，湖南有16个、湖北10个、四川9个、重庆8个、贵州7个。现控制母树树高3.0 m，平均胸径5.4 cm，平均冠幅2.1 m，郁闭度0.50。

1.1.3  杉木子代测定林

子代测定林20 hm2，包括庆坪片13.4 hm2、铜盆水片沙子门4.5 hm2、黄林坡2.1 hm2，分别于1991、1997、2007和2015年建成。1）1991年在铜盆水林场庆坪片营建4.7 hm2，用家系54个，株行距1.7 m×1.7 m，现平均树高20.0 m，平均胸径21.5 cm。2）1997年在铜盆水林场庆坪片营建8.7 hm2，用家系104个，株行距1.7 m×1.7 m，现平均树高18.1 m，平均胸径19.4 cm。3）2007年在本场2代种子园中采集30个家系进行繁育，在铜盆水林场沙子门营建子代测定林4.5 hm2，株行距2 m×2 m，现平均树高15.0 m，平均胸径16.6 cm。4）2015年用福建3代种子园种子64个家系营建子代测定林2.1 hm2，株行距2 m×2 m，现平均树高8.50 m，平均胸径9.1 cm。铜盆水林场每年对子代测定林都进行了形质、生长量等调查观测，获得了一系列相关调查数据，并对数据进行统计分析[2]。

1.2  主要成效

1.2.1  生产条件日益改善

杉木良种基地购置电脑、扫描仪、数码相机、数码摄像机、彩色打印机等档案信息管理设备；有黑光灯、喷药机等病虫害防治设备；有激光测距测高仪、森林罗盘仪、土壤养分测试仪等调查仪器设备；有铝合金伸缩梯、高枝剪等采种设备；有智能光照箱、智能水分测定仪、电子数粒仪、电子天平等检验设备。有电教室、实验室、培训室、会议室等办公用房。硬件设施的不断加强，极大改善了生产条件，工作开展更加方便和科学，提高了工作效率。

1.2.2  种子质量稳步提高

种子园通过除杂抚育，解决了采种母树与其他植物之间对水、肥、气、热、光的竞争，保证采种母树不受非目的树种或草本植物的抑制；通过去劣疏伐、截干矮化、整形修剪，改善光照条件，保证树冠透气通风，利于结种和采摘；通过测土配方和堆肥，改善种子园水肥状况，提高种子产量；通过人工辅助授粉、激素和环割，加大优树的杂交概率和刺激花芽分化，进一步提高良种品质和促进开花结实；加强病虫害防治，有效降低球果受害率，保证种子稳产、高产。现种子园球果产量平均可达750 kg·hm-2。杉木良种基地种子球果出籽率5.6%～6.1%，种子纯度96%～97%，千粒重为15.3～18.4 g，实验室发芽率54%～73%，与普通球果相比，种子质量稳步提高。

1.2.3  良种贡献率明显加大

经多年多点试验，杉木良种基地良种遗传增益21%。截至2022年底，种子园累计生产良种33 000 kg，育苗220 hm2，培育苗木3.5亿株，造林11万hm2，以25年为一个轮伐期，可增加木材500萬m3，增加产值50亿元，取得了显著的生态效益、经济效益和社会效益。

1.2.4  种质资源有效保护

杉木良种基地在福建、湖南、广西、江西、四川、重庆等10省（市）收集国内杉木种质资源982份，保存优良家系66个、优良单株3 300个。这些资源是不可复制的珍贵材料，堪称无价之宝。为更加有效保护基地林木种质资源，杉木良种基地对收集的种质资源均已挂牌登记。

1.2.5  科研支撑能力不断加强

在抓好杉木良种基地建设的同时，开展了系列技术研究。近10年，支撑完成科研项目5项，其中省部级项目3项。结合种子园改建升级，完成论文《杉木无性系初级种子园去劣疏伐效果分析》在《中国农村小康科技》发表。依据子代林测定数据，完成论文《杉木优良家系子代测定林研究初报》在《湖北林业科技》发表。对靖县45-4、靖县20-5、锦屏47、柳地223进行了全双列交配实验，完成论文《杉木亲本的遗传效应分析》在《中国农村小康科技》发表，选出了靖县45-4×靖县20-5、柳地223×锦屏47、靖县20-5×柳地223、柳地223×靖县45-4等4个优良组合。提高种子园产量和品质，完成论文《恩施市铜盆水林场国家杉木良种基地种子园产量及品质提升措施》在《南方农业》发表。结合种子园建园，“杉木产地种子园的营建技术”获恩施州、市科技进步一等奖。加强林木遗传育种选育、改良、培育工作，成果《湖北省杉木遗传改良及人工林培育技术研究》获得湖北省人民政府科技进步三等奖。

2  存在的问题

2.1  树龄老化问题突出

许忠坤等对湖南省攸县35.8 hm2杉木初级种子园25年的产种量逐年进行了分析研究，发现杉木种子园第4年开始进入盛果期，第7年达到最大值，16年后开始逐年下降[3]。铜盆水林场在1991—2006年间共营建杉木种子园采种区76 hm2，占杉木良种基地总面积的91.9%。截至目前，这些种子园年龄都在26年以上，远远超过种子盛产期，结实量明显下降。为追求最大利润，当年种子园建设的总体思路是，既保证种子园建设的顺利进行，又保证种子园无性系作为木材能够利用[2]。然而，经过“无约束”的生长，目前平均树高已达20 m左右，加之杉木果实主要分布在树冠中上部，采种十分困难，导致种子无法全部采收[2]。

2.2  人才匮乏，技术力量薄弱

1）人员年龄老化问题严重。林场在编在岗10人，其中管理岗2人，专技岗5人，工勤岗3人。专技岗5人中，50～55岁3人，56岁以上2人。20年来，铜盆水林场没有招收过1名林业专业大学生，真正能负担起林木遗传育种专业的技术人员已经到了青黄不接的状态，成为铜盆水林场的痛点和种子园建设的隐形危机。2）知识老化问题突出。在当今日新月异的信息时代，知识迭代更新的速度越来越快，传统的认知结构和知识体系不可避免地受到猛烈冲击，稍有懈怠，就会落伍。铜盆水林场专业技术人员常常由于陷入具体的事务中，且处于相对封闭的状态，使得专业技术人员忽视了新知识的不断补充和提高。暴露出科学知识、实践技能、发展理念与现代种子园建设要求相比差距太大，不相匹配。

2.3  建设水平低，升级换代慢

2001年以前，杉木良种基地种子园建设和经营管理水平走在全国前列，得到国家、省、州、市林业主管部门和专家的一致好评。后在高世代种子园建设方面，没有根据铜盆水林场实际制订长期的育种策略和规划，杉木良种基地建设的育种群体、基本群体、选择群体、生产群体混淆不清，缺乏与交配、测试、评价等相关且行之有效的技术方案，导致种子园建设发展目标不明、技术路线不清、保障措施不力，种子园建设和良种选育工作处于半停滞状态。截至目前，种子园仍停留在第 2 轮回育种阶段，与湖南、广西的第3轮回育种、福建的第4轮回育种等国内先进良种基地建设水平相比，差距逐渐拉大。

2.4  建设成果得不到示范推广

坚持科研面向生产，加快林业科技成果商品化、产业化的步伐，实行科技兴林，是林业实现跨越式发展的唯一选择。杉木良种基地种子园的科技成果只有示范推广，林业投入才会产生强大的指数效应，使林业生产力得到质的提高，使林业的快速发展建立在高质量、高效益的坚实基础之上，显示出强大的生命力。湖北省已经精准灭荒，杉木造林无地可造。因为杉木周期长，经济效益不高，森林保护修复、森林质量提升等项目多选用药用树种（如杜仲、厚朴、黄柏、油茶等）或经济林树种（如核桃、猕猴桃、漆树、山桐子等）。随着我国经济的发展和生活水平的提高，人们更加注重园林景观建设的应用；既需要种植大量的绿植树木，又需要种植彩叶树种，以使整体景观体现出良好的色彩基调，更好地提高人们的观赏积极性。这就导致裸土覆绿项目多不营造杉木林，而选择彩叶树种（如银杏、红叶李、红枫、金叶国槐、紫玉兰等）。可见，杉木良种基地建设成果得不到示范推广，在全面推动林业创新、服务林业生态建设、促进林业产业发展等方面的重要作用得不到充分发挥。

3  对策建议

3.1  加大高龄种子园利用力度

根据子代测定结果，对育种目标有显著表现的无性系进行分系采種、育苗、造林，充分发挥优良无性系在国土绿化中的重要作用。对20世纪90年代初期营建的1代种子园，优树早已过了良种盛产期的年龄，鉴于完成了种子生产的历史使命，在保存一定优良基因的基础上进行择伐，有选择地培养杉木大径材。对早期营建的2代种子园，由于仍然在营养生长期，在去劣留优疏伐增加光照空间的基础上，林下套种一些黄连、党参等道地药材，提高林地利用率，增加林业经济效益。考虑铜盆水林场土地资源十分紧张的现实，选择部分种子园大区，使用优良无性系替换不结实、少结实、种子质量差的无性系，进行集约化管理，提高种子园产量和品质。

3.2  加大第三代种子园建设力度

高世代种子园是经过多世代的选择和培育形成的，可以提高林木中优良基因频率，并组合出更能符合人们所需要的优良基因型[4]。随着种子园世代增加，改良效果能逐步提高，高世代种子园是今后的发展方向。1）在园址选择上，尽量选择地形开阔，四面光照充足，通风和排水条件好，土层较深厚，肥力中等，立地质量等级Ⅱ～Ⅲ级[2]，交通便利，海拔1 100 m左右的地块。2）在建园材料的选择上，依据子代测定林调查数据，通过后向选择，选择配合力高、木材品质优、抗逆性强、开花结实多的建园亲本；通过前向选择，选择子代测定林中优良家系的优良单株，并考虑结实能力。同时，引进生态条件比较一致的湖南、重庆、四川等优树。3）在经营管理上，保持与福建省林业科学研究院作为杉木良种基地的科技支撑单位，与郑仁华教授级高工作为杉木良种基地的科技支撑专家。进一步加强与湖北民族大学、湖北林业科学研究院、湖北省林业科技推广中心等科研院校的合作，在杉木种子园树体矮化、整形修剪、病虫害防治等关键技术上积极研究探索，努力提高种子园的遗传增益。

3.3  加大树种结构调整力度

湖北省造林绿化一代接着一代干，现已精准灭荒。实施的林业项目如低产林改造、石漠化治理、新一轮退耕还林、祼土覆绿多选用经济林或彩叶树种，杉木良种的需求量正在减少，产能正在过剩，压缩生产面积，扩大生产急需树种面积，是摆在良种基地面前的又一任务。核桃作为世界“四大干果之一”，具有很强的适应性，在恩施州分布很广。近几年来由于市场前景看好，利润丰厚，核桃产业发展迅速，已成为当前恩施发展林果业的主选树种。但恩施的核桃品种选育尚在起步阶段，至今没有省级审定或认定的核桃品种，选育一批品质优、丰产、稳定、适应性强、抗病性强的核桃品种，是摆在恩施面前的一个重要任务，铜盆水林场可以顺势而为。

3.4  加大专业人才培养力度

通过“走出去”方式，让杉木良种基地技术人员到条件更好的良种基地学习考察，增长见识；派出技术人员参加各种专题技术培训班，培养一支能稳定扎根于杉木良种基地并较好掌握现代林木遗传育种知识的人才队伍。推行技术人员到先进基地挂职锻炼及岗位交流等工作模式，构建梯次培养、有序衔接人才结构。通过“请进来”的方式，争取国家知名专家来杉木良种基地现场指导解决基地战略问题、技术路线问题、育种技术问题。出台优惠政策，强化对高层次、高技能人才的引进工作，对引进的专业技术人才在福利待遇、职称评定等方面予以充分保障。积极向有关部门争取，将杉木良种基地纳入高校毕业生“三支一扶”服务范围。

3.5  加大建设资金筹措力度

用好中央财政林木良种繁育补助资金，加强杉木良种基地建设发展工作；捆绑恩施市林业项目资金，充分利用中央财政林业改革发展资金实施的中幼林抚育、低效林改造、林下种植、国家储备林建设等林业项目，用于杉木良种基地种子园新建任务；争取当地政府将基地基础设施建设纳入同级政府建设计划，加大对基地生产用房等基础设施建设的投入，将基地道路按属性纳入相关公路网规划，进一步完善种子园配套设施；积极争取多渠道融资，引导和鼓励各类社会资金参与基地种子园建设。

参考文献：

[1]  王昊.林木种子园研究现状与发展趋势[J].世界林业研究，2013，26（4）：32-37.

[2]  向梓昌，杨圣芳，肖玉军，等.恩施市铜盆水林场国家杉木良种基地种子园产量及品质的提升措施[J].南方农业，2022，16（13）：189-193.

[3]  许忠坤，徐清乾，吴振明.湖南省杉木种子园结实现状及发展对策[J].湖南林业科技，2011，38（6）：82-84.

[4]  沈国舫.森林培育学[M].北京：中国林业出版社，2001.