“十三五”重点研发计划项目“林业资源培育及高效利用技术创新”取得丰硕成果！

我国竹资源丰富，竹林面积641万公顷，在17个省区均有分布，面积占全球1/4，竹材产量4000万吨，占世界1/3；2020年竹产业产值3217.98亿元，进出口贸易总额22亿美元，占世界竹产品贸易总额的60%以上；竹产品已形成100多个系列、近万余种产品，广泛地应用于建筑、装饰、家具、造纸、包装、运输、医药、食品、纺织、化工等10多个领域。可以说在竹林面积、竹材蓄积、竹材产量以及竹产品对外贸易等领域均处于世界领先地位。

但竹产业面临种苗繁育效率低、规模化经营程度不高、加工连续化程度低和劳动力成本上升等问题，“十三五”重点研发计划项目“林业资源培育及高效利用技术创新”(以下简称“林业专项”)支撑了竹产业良种繁育、资源培育、加工利用和示范等全产业链的技术升级，实现竹产业经济和生态功能的同步发展，持续巩固我国竹产业在世界的领先地位。

01 竹林也能机械化

据国际竹藤中心工作人员介绍，竹子是重要的非木质森林资源，能有效地缓解木材供需矛盾、减少碳排放和改善生态环境，科学合理地采伐竹子不但不会破坏竹林生长，还能调节竹林结构，提高竹林质量，促进竹林稳产高产，充分发挥竹林的生态、经济和社会效益。　　

毛竹广泛分布于长江流域及南方各省，开发利用程度高，是集经济和生态效益于一体的重要竹种。但由于其生物克隆特性而形成典型异龄林导致了竹材采伐困难，机械化作业难度增大。同时，随着农村人口日益城市化，从事繁重体力劳动的人口越来越少，导致竹林经营雇工难、经营成本倍增、经济效益下滑、竹林经营意愿降低等严重问题出现，部分地区竹资源得不到有效的经营管理，毛竹资源质量和数量大幅下降，严重地影响了区域经济的可持续发展。　　

为了深入地了解毛竹林采伐经营中遇到的实际问题，国际竹藤中心研究员官凤英将基层的技术难题纳入自己的科研目标，亲自带队扎根一线林区，多次实地调研样地，现场组织研讨，精准把握了竹材采伐困难和机械化难度大的症结所在，科学地制定了解决方案，提出利用带状采伐经营技术来解决异龄毛竹林的采收难题。她积极组织项目承担单位依托林业专项“材用竹林高效培育与监测技术”课题，围绕“如何在保障竹材品质和产量的同时，使竹材采收成本降低、效益得到提升且利于机械化作业”的目标，创新了毛竹林传统择伐方式，并采用带状皆伐方式进行竹材采收研究。

官凤英研究员现场指导博士生试验

通过对伐后毛竹林的微环境、生物多样性、土壤养分、微生物、鞭根特征、内源激素、新竹更新、空间结构等系统研究，提出了带状采伐带宽、采伐时间、土壤养分管理等关键技术参数和经营模式，该技术实现了伐后毛竹当年(1年)恢复成林，林分平均胸径增加5.35%，林分生物量增长7.48%。有效地解决了农村劳动力匮乏背景下竹材采收雇工难、用工贵和效率低等问题，为竹林宜机化经营提供了技术支撑。

带状采伐毛竹林

自然恢复4年竹林

人工促进恢复1年竹林

目前，该技术成果已在福建、江苏、安徽等省份进行试验推广，成果应用在保障竹材产量的同时提高了工作效率，大幅降低了采收成本。

02 十年只为“致富竹”

我国竹林资源丰富，竹类有39属837种，为了选育出高产优质的“致富竹”，林业专项“竹资源高效培育关键技术”项目负责人高健研究员几乎跑遍了分布在9个省(自治区)的所有项目的试验示范基地。

经过在云南普洱市曼歇坝村近10年的观察、测定和繁殖，成功选育出高产优质的笋用竹新品种“曼歇1号”，获得国家林草局新品种授权。“曼歇1号”已经成为当地的致富竹，竹笋单价每公斤提高4元，质量和甜度都比当地原种好，帮助农村剩余劳动力3000余人就业，人均年收入达35000元。成为中国林学会评选的林业领域技术全国100项应用案例入库成果之一。

高健研究员在竹林现场调查

同时，为了改变传统竹资源培育落后的一切靠人工劳动的现象，高健研究员多次跨学科聆听计算机、人工智能和物联网等方面专家的学术报告，并邀请相关领域专家亲临竹林现场，最终在项目的基础研究内容中设计了行业急需的笋竹生长发育的智能监测研究内容，在项目组成员中引进了计算机方面的人才，开展了竹林环境监测、竹子高生长实时动态监测和竹茎秆液流全年全天候实时监测等技术研发，研制了多种专用传感器，建立了毛竹监测物联网系统，突破了竹林生长的山区复杂地形、供电及通信困难等情况下竹子和竹林多参数精准获取的瓶颈，为笋用林、材用林和竹林的复合经营提供了生长、生理和环境指标，与原有技术相比，提高了性价比和自动化、智能化程度，发笋量和竹笋高生长监测的精度达到98%，获得国际先进的科技成果“笋-竹智能监测物联网关键技术”，成为中国林学会评选的林业领域技术全国100项应用案例入库成果之一。从而将智能化、信息化引进竹资源培育，改变传统经营方式，为竹资源培育行业从现有的2.0时代(人工化)向3.0(机械化)和4.0(智能化)时代发展奠定了理论和技术基础。

毛竹监测物联网系统

03 竹资源多方位应用

2019年，轻质耐久型竹束单板层积复合材料，通过严格筛选，成功应用于北京大兴国际机场南航基地3000多平方米。

2020年，高耐候竹质护栏、地板产品及防护技术，在广西龙胜县龙脊镇大柳村建设成小型户外广场步道，并在四周开展竹质太阳能路灯的亮化工程示范应用。

高耐候竹质地板

2021年，装配式建筑用竹束单板层积材、石竹复合墙体及模块化组装技术在福建省永安市洪田镇上石村的美丽乡村工程中应用，建成65平方米的双层竹质装配式房屋1栋。

竹质装配式房屋

竹材的应用已在身边各个角落悄然铺开。在竹藤中心展厅，各式各样的竹产品，小到盘子、纸巾、衣服，大到桌椅板凳、汽车饰板、管道，畅销世界多地。

“这个管道就是用的竹缠绕复合材料，目前最大直径可做到8米，是我们通过林业专项自主研发、拥有完全知识产权的生物基材料，可被用于制作水利、市政、交通等管廊设施。相较于传统的铸铁等材质管道，竹缠绕管道具有重量轻、韧性好、强度高、可降解再生等优势。”“竹材高值化加工关键技术创新研究”项目负责人王戈指着展馆内采用了竹缠绕复合材料制成的管道说。

竹缠绕管道

据了解，我国每年需要铺设管道1亿吨(不包括水泥管)，建设管廊8000公里，管道用材需求量巨大。但钢铁、玻璃钢、塑料等传统管道材料不可再生，加工过程高能耗、高污染，不利于“环境友好型、资源节约型”的城市发展。以年产1000万吨的竹缠绕复合管代替螺旋焊管，可以减少二氧化碳排放5223万吨。

王戈研究员走访竹木企业

“通过项目的研发，我们在竹材传统加工方式、拓展竹材应用领域、竹材功能化增值利用三个方面取得了重大进展，大幅提升竹材加工产业的机械化、自动化水平，劳动生产率提高30%以上，促进竹材加工产业结构调整和转型升级，开辟了低质竹材及加工剩余物资源高值化利用新途径。项目创新研发的20项新技术、9件新产品和5套新装备，整体居于世界领跑地位，成果总体达到国际领先水平，具有良好的产业化前景和生态社会效益。”王戈介绍。

“十三五”林业专项取得了丰硕成果，项目中的这些竹业新品种和新技术一经推出就受到市场欢迎。“以竹代塑”是我国林业和竹业高质量发展的重要途径和方向，林业专项的实施建立健全了竹产业高质量发展模式，提高利用效率、拓展应用领域，满足了木材安全、“两山”理论、“双碳”目标、服务“三农”和乡村振兴战略的重大需求，引领绿色发展，具有重要意义。