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[關鍵詞]技術創新 珍惜樹種 林業品相
中圖分類號:S7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)05-0314-01
前言
林業的發展方向是一項產業鏈式的發展方向,涵蓋有物種保護、林下經濟、生態發展等多方面的同時致力。我國的地域廣闊、氣候多變、水土豐富,這就保證了我國的珍稀樹種品種豐富,種類繁多。但是因為技術的限制以及認識度的缺乏,導致很多珍稀樹種資源未能得到很好的利用,尤其是在其生態價值、藥用價值等方面。所以加快林業種植技術的創新,推進發展珍稀樹種,大幅提高林業品相對我國的林業發展有著重要的意義。
1、在林業發展方面存在的問題
1.1 種植技術的多方限制
在我國的林業發展方向上,盡管多數是以國家林業局等國有制、集體式的形式進行林業產業發展的,但是也有家庭林場、個體林場等產業存在。這種小塊林地的私有化經營模式已經在我國大為盛行,并占據很大的市場,但是隨之而產生的就是種植技術方面的問題。個體缺乏對林業種植技術的掌握,使得:選擇普通樹種進行栽培種植技術容易,卻也經濟效益低;珍稀樹種進行培育經濟效益高,但是種植技術困難。
1.2 珍稀樹種資源的利用不完善
珍稀樹種的稀有性、珍貴性是人盡皆知的事情,并且對珍稀樹種不斷的發展也會給人們帶來無盡的財富。[1]但是就現階段的社會發展而言,珍稀樹種具體有什么經濟價值、生態價值、藥用價值甚至是觀賞價值,都是大多數林業種植者所不知道的。其實,不僅僅是林業種植者,即使是從業研究員他們對珍稀樹種的實際價值也是探索階段,受到認識、技術、倫理等多方因素的限制而未能全然窺探。同時因為研究水平的限制、群眾認識程度的限制,導致了珍稀樹種資源的利用不夠完善。例如:種植面積小,利用率低等。
1.3 林業品相問題
林業是指培育和保護森林以取得木材和其他林產品,并在過程中注重對生態環境的保護和生態平衡的保持,是利用林木的自然屬性以發揮防護作用的生產部門,是國民經濟的重要組成部分。但是當下我國的林業品相十分狼狽,既沒有保證到其原本發展過程中的生態性原則,也沒有在國民經濟組成中占據其應有的地位,特別是對珍稀樹種的林業種植。林業品相不夠盡善盡美,是對林業資源的巨大浪費。
2、提高林業品相的應對措施
2.1 珍稀樹種種植技術的普及
林木種植的觀念正在不斷的適應新時代的發展,這也就需要轉變林木種植的發展思路,對珍稀樹種更是應該研發、普及其種植技術。珍稀樹種的種植技術普遍要注意的就是:生長環境中的土壤和溫度,繁殖技術中的扦插、播種方式的適用性選擇,幼苗的移植以及病蟲害的防治等。舉例說明紅豆杉的種植技術:紅豆杉主要采用種子繁殖和扦插繁殖,收集種子在 9 月左右采收洗凈,混濕沙貯藏,要注意種子的休眠特性,且自然條件下發芽周期長;之后要注意幼苗的越東打理;幼苗移栽的煉苗播種苗或扦插苗經培育時,也要注意株間距、施肥、遮蔭和灌溉等。
2.2 普及珍稀樹種的資源優勢
珍稀樹種不僅在其原始基礎的木材上具有極高的實用價值,在其生態、藥用、觀賞等方面也有很多創造經濟效益的地方。農民只要能夠在適宜的氣候下,結合種植技術的支持,選擇合理的珍稀樹種,種植珍稀樹種就能夠得到豐富的財富,所以進行珍稀樹種的資源優勢的普及是十分創收的舉動。舉例說明:楠木、樟課常綠喬木等,樹木通直、數質優良、有香氣、強度中等在家具、造船、雕刻、精密木模等方面有重要應用;紅豆杉,常綠大喬木,珍貴的藥用樹種,其中的紫杉醇具有抗癌等要用功效。
2.3 整體提高林業品相
發展綠色產業經濟,注意林業生態化、可持續性的發展,提高林業品相。因地制宜、合理規劃,堅持林業發展生態化原則,加快經濟財富的創收,與此同時更加注意我國整體林業品相的保持和提高。加強科學技術的實際應用,用現代技術的進步來維持林業品相,生態林業建設是一項宏偉的系統工程,其中包括許多科技含量高的問題,因此就需要相關部門必須加大科技投資力度來進行整體林業品相的發展。
結語
我國的林業發展的當下局勢并不夠完美,但是珍稀樹種的價值已經在慢慢被發現,種植技術也在不斷的進步和發展,林業品相也在緊步提高。家具、地板等需求越來越注重品質,醫藥、觀賞等作用漸漸被發現。努力發展珍稀樹種的經濟性栽培具有很大市場。
關鍵詞:培育;珍稀樹木;興林富農
中圖分類號:S725 文獻標識碼:A DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.034
Make Great Efforts to Cultivate the Rare Trees,Promote the Tianjin Forest and Enriching the People
ZHANG Jie1, LIU Shan1, ZHANG Yue-hong2, HAO Lian-jun3, LI Xu-ying1, CHEN Xue1, WANG Ji-hua4, ZHANG Ting-xiao5, XIN Hui-bin6, LYU Wei-wei6
(1. Tianjin Forestry Bureau, Tianjin 300074, China; 2.Tianjin Forestry Bureau of Jixian County, Jixian, Tianjin 301900, China; 3. Dagang Planting Center of Tianjin, Tianjin 300270, China; 4. Institute of Forestry investigation and Planning Design of Tianjin, Tianjin 300074, China; 5.Agricultural and Water Service Center of Qingguang Town Beichen District Tianjin City, Tianjin 300400, China; 6.Forest Seedling Demonstration base of Tianjin, Tianjin 300074, China)
Abstract: The Amur cork, Tilia amurensis, Acer truncatum, Chinese Fringetree, acanthopanax, Fraxinus mandshurica, Juglans mandshurica and other rare special tree species were preserved in Jixian County Tianjin city. The author gave some suggestions to promote the forestry industry and sustainable development. The suggestions were cultivate rare trees, optimize the structure of tree species, improve forest quality and benefits, improve the ecological environment and living environment, Increase the wealth reserves of forest, resolve the imbalance between supply and demand of rare trees.
Key words: cultivation; rare trees; promote the forest and enriching the people
天津市薊縣國營林場位于薊縣北部山區穿芳峪鎮境內,東通唐山90 km,西距北京90 km,南抵天津100 km,北達承德170 km。地理坐標為東經117°32′~117°34′,北緯40°04′~40°14′之間。所轄的6個林區總面積為1 400 hm2,其中,西水廠林區是場部所在地,坐落在穿芳峪鎮果香峪村北,面積為440 hm2;梨木臺和黃乜子林區坐落在下營鎮東船艙峪村北,面積為573 hm2;黃花山林區坐落在孫各莊滿族鄉丈煙臺村北,面積為160 hm2;秋子峪林區坐落在五百戶鎮看花樓村南,面積為133 hm2;莊果峪林區坐落在白澗鎮莊果峪村西南,面積為93 hm2。薊縣林場森林覆蓋率達95%以上,活立木總蓄積量10萬m3。薊縣國營林場氣候溫暖濕潤,雨量充沛,水熱條件優越,物種資源豐富,是天津市珍稀樹木的主要保存基地。
1 天津市珍稀樹木基本情況和存在問題
1.1 基本情況
薊縣國營林場植主要被為華北地區暖溫帶落葉、闊葉林、針闊混交林和針葉林,有高等維管束植物89科237屬362種,主要喬木有:油松、側柏、櫟類、黃檗、欒樹、核桃楸、椴樹、山楊、刺楸、刺槐、丁香、流蘇、堅樺、白蠟、臭檀、楓樹、桑、樸、鵝耳櫪、槲樹、大果榆、花曲柳等。主要灌木有:荊條、孩兒拳頭、衛予、小檗、螞蚱腿子、雀舌頭、錦雞兒、山杏、酸棗、托盤、杜鵑、錦帶花、太平花、東陵八仙花、秀線菊等。藤本植物有軟棗獼猴桃、南蛇藤、北五味子、山葡萄、烏頭葉蛇葡萄、蝙蝠葛、五葉地錦、爬山虎、鐵線蓮、葛藤、杠柳、兔絲子等。另外,還有很多的草本植物和中草藥材等。
據統計,黃檗、紫椴、元寶楓、流蘇、刺五加、水曲柳、核桃楸等珍稀及特殊樹種在薊縣林場區內都有單株和小區域分布,100 hm2天然和人工側柏林分布在西水場和秋子峪林區,梨木臺和黃乜子林區以遼東櫟、蒙古櫟、栓皮櫟、槲櫟等櫟類樹種為主,林地面積567 hm2,其他林區以人工油松林和硬闊、軟闊類混交林以及經濟林為主。
1.2 存在問題
近年來,由于部分群眾的法律意識淡薄和薊縣林場管護資金的不足,疏于對這些珍稀及特殊樹種的管護,致使部分樹種遭到不同程度的破壞和毀滅性采挖,有些樹種瀕臨滅絕。如黃檗、刺五加、紫椴、流蘇等一些珍稀樹種只在一些深山區和遠山區零星存在,核桃楸、水曲柳等樹種也未采取嚴格的管護措施,再加上部分樹種的單一性,造成病蟲害發生嚴重,部分林地的郁閉度較大,林分質量相對較差,部分小班內雜草、灌木和藤本叢生,林區內的珍稀樹種生長受到嚴重影響。
2 大力培育珍稀樹木的預期效益
2.1 直接經濟效益
通過大力培育珍稀樹木,每年可向社會提供珍稀林木苗木,預計可出苗600株?hm-2,按每株30元計算,林每年可收入18 000元。
2.2 生態效益
珍稀及特殊樹種資源是全國重要的戰略資源,通過大力培育珍稀樹木,可使林場內珍稀及特殊樹種林地面積大幅度增加,林分質量得到進一步改善和提升。同時,增加了天津市的珍稀及特殊樹種的后備資源,豐富了薊縣當地栽培樹種的多樣性,促進了該地區陸地生物能量的轉換和物質生產循環,可以為野生動植物提供生存環境以及繁衍場所;提高森林調節氣候,涵養水源的能力,可增加降水量,減少蒸發量,提高相對濕度,降低干燥度。此外,還實施過程中,還可為今后珍稀及特殊樹種培育提供科學依據,對緩解目前珍稀木材市場的存在的供需矛盾,調整天津市林業產業結構、樹種結構,增強天津林業發展后勁都有十分重要的意義。
2.3 社會效益
大力培育珍稀樹木,可為薊縣林場和當地村民直接提供勞動就業機會。此外還可增加當地地方稅源,繁榮林產品市場,滿足社會對林產品的多元化需求。同時,還可帶動薊縣林場及周邊地區加快珍稀及特殊樹種栽培,為社會主義新農村建設起到積極地推動以及示范作用。
大力培育珍稀樹木,可以進一步調整完善薊縣林場的林種結構,優化資源配置,同時通過技術培訓及新技術、新品種的廣泛應用,增強林農科技生產技能,提高天津市林業生產的科技含量,促進生產力的發展。維護林區內生物多樣性,進一步改善林場的森林景觀,提高薊縣旅游資源的品位,促進當地森林旅游業的發展,增加薊縣周邊地區林農濟收入,更好地實施林地建設和生態環境保護。
3 大力培育珍稀樹木的措施和目標
一是堅持因地制宜、實事求是、保護以及發展并重;二是尊重自然科學規律,加強科技創新和科技推廣,充分運用和發掘天津市珍稀及特殊樹種實用培育技術以及成功經驗;三是充分利用現有的資源,結合珍稀及特殊樹種的生物學、生態學特性,同時考慮樹種立地條件,做到適地適樹;四是提升森林撫育質量、林地生產力,穩定豐富林區內森林群落結構;五是堅持預防為主、科學防控、依法治理,生物防治、物理防治和化學防治等相結合的林業病蟲害防治措施;六是維護林區內森林生態資源,提高自身防火控制能力,保護人民群眾生命與財產安全。
通過充分發揮地理位置和自然條件的優勢,對薊縣林場內現有珍稀及特殊樹種資源進行合理經營,逐步加大珍稀及特殊樹種人工培育和人工改造力度,不斷擴大森林培育面積,逐步地提高現有森林資源中珍稀及特殊樹種的比例。同時,輻射周邊地區種植珍稀及特殊樹種,達到改善其生長條件和生長狀況和提高林地生產力的主要目標。
4 開展大力培育珍稀樹木工作的保障措施
4.1 組織保障
大力培育珍稀樹木是一項林業重要生態工程,任務重,質量要求高,應加大對工作開展的組織領導,確保工程質量及任務順利完成。建議成立領導小組,統籌安排,分層落實,層層簽訂目標責任狀,具體工作開展由技術負責人全面負責。同時,要制訂森林防火、病蟲害防治等預案,廣泛開展宣傳工作,樹立長效觀念和質量意識,營造良好的社會環境,為工作開展提供有力的組織保障。
4.2 資金保障
項目建設成功與否,與資金投入力度、資金落實和資金管理緊密相關。應積極申請國家和地方各級財政投入,并抓好資金的落實工作,做好部門間協調,積極籌措資金,確保資金足額到位。要嚴格執行資金管理程序,控制資金使用范圍,嚴禁變相使用資金或挪作他用,做到專人管理、專戶儲存、專賬核算,確保資金專款專用。要遵循先動工、后驗收、再撥款的報賬制原則,做到賬賬相符,賬表相符。同時接受上級主管部門和同級財政審計部門的監督檢查,保證資金足額到位以及財政投資的安全有效運行。
4.3 技術保障
要堅持科技興林,提高工程質量和營林水平。在大力培育珍稀樹木工作開展過程中要堅持以科技為先導,積極引進新技術,推廣應用新成果、新方法,加強技術監測,提高科技含量水平,促進培育技術水平位居全國先進和優勢地位。市、縣兩級林業部門要加大科技推廣和培訓力度,深入具體實施地點,進一步努力發掘珍稀及特殊樹種的生物學特性以及適應其生長的環境條件,把先進林業生產技術送到林區一線及林區周邊地區,切實幫助解決林農在培育珍稀樹種實施過程中的實際問題,提高培育成效和管理水平。
4.4 管理保障
在工作開展過程中,要加強對施工人員的管理和對技術人員的培訓,組織專門人員及時巡邏,做好安全防范措施,注意林區防火工作。要及時進行森林病蟲害監測,發現病蟲害要及時匯報、及時防治。要加強工程質量管理,及時組織人員對已施工地塊進行檢查,發現不符合設計要求、達不到設計標準的要立即返工,限期完工,情節嚴重的將給予通報批評,確保工作順利實施并取得預期效果。
參考文獻:
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圍繞“再造一個大竹海”總體要求,在抓好新造竹的基礎上,抓好低產竹林改造;圍繞國家木材戰略儲備基地縣建設,抓好珍稀樹木發展;圍繞“十個萬畝特色農業觀光體驗區建設”,抓好花椒、花卉苗木觀光體驗區建設;圍繞“百里新村、養生長廊”,抓好示范基地建設(竹林豐產示范、林下立體開發、珍稀樹苗木、花椒特色經濟林)。
二、工作目標
(一)完成新造林2萬畝。
(二)實施低產竹林改造5萬畝。
(三)建設珍稀樹種種苗基地1萬畝。
(四)完成公路綠化100公里。
(五)完成義務植樹150萬株。
三、工作措施
(一)落實造林任務。今年造林綠化工作的重點是解決高塝望天田、撂荒田地、公路沿線、鄉村庭院的綠化建設,同時抓好低產竹林改造,提高竹林產量。各鄉鎮要采取有效措施,組織發動干部群眾,將任務落實到村到社到戶,規劃落實到山頭、田塊,本著因地制宜的原則,選擇以竹類、珍稀樹木為主的苗木;選擇相對集中連片的低產竹林進行改造示范,加大科技推廣力度,確保造林綠化任務圓滿完成。
(二)推進“兩大”工程。搶抓春季造林有利時機,鞏固天保和退耕還林“兩大”重點工程成果,著力抓好2013年到期退耕還林的管護及補植補造。充分利用鞏固退耕還林成果后續產業建設等項目政策,大力推進林竹品種改良,發展以優良竹類和楨楠、香樟、紅椿為主的珍稀樹種,提高全縣林業資源生物多樣性。
(三)抓好基地示范。縣林業部門要加大對林農在新技術、新品種方面的推廣培訓,根據全縣造林綠化工作重點和產業布局,抓好林竹產業示范基地(新造林或低改示范)建設,在新農村建設示范片及國家、省、縣級公路兩旁集中展示。
(四)加強種苗選育。縣林業部門要加強與林業科研院校的合作,組織培育適應我縣氣候環境的竹木優質優良品種,建立試驗示范品種選育基地,搞好優質優良竹木種苗(包括綠化苗木)基地建設。圍繞發展珍稀樹種種苗基地1萬畝目標,重點做好本地樹種(如綿竹、硬頭黃竹種、楨楠、香樟等)的選育,打造全省以珍稀樹木為主的綠化苗木繁育基地。同時,切實抓好外地竹木種苗引進防疫檢疫工作。
(五)實施全民植樹。縣林業、城管、交通等部門要認真做好全民義務植樹方案,結合城鄉環境綜合治理工作,確定縣城、鄉鎮街道、鄉村學校、衛生院、村級陣地、公路兩旁、鄉村庭院綠化重點。根據《省綠化條例》規定,凡年滿18歲至60歲的男性公民、年滿18歲至55歲的女性公民,除喪失勞動能力者外,每人每年應義務植樹3至5棵。各鄉鎮、各有關部門要精心組織,開展好義務植樹活動,落實具體人員做好義務植樹登記統計報送工作。
四、時間安排
(一)2013年2月30日前完成造林規劃上報、種苗組織等。
(二)2013年4月30日前全面完成造林任務,10月30日前完成低產竹林改造,并按時總結上報。
(三)2013年11月—12月進行檢查驗收。
關鍵詞 國家儲備林;林地建設;推進舉措
中圖分類號 F326.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)04-0157-02
國家儲備林是指通過人工林栽培或現有林改造、撫育及補植補造等措施,營造的優質高效多功能森林,包括工業原料林、珍稀樹種和大徑級用材林等。人多地少、缺林少綠是我國目前的國情和林情,數據顯示,我國森林覆蓋率僅為21.63%,森林面積和森林蓄積僅占世界的5%、3%,人口卻約占全球的23%,人均森林蓄積量僅為世界平均水平的1/7。“總量不足、效率不高、結構失衡、進口受限”,對生態產品和林產品的剛性需求短缺的矛盾日益凸顯,森林資源安全形勢十分嚴峻[1]。加快推進國家儲備林建設,對于維護國家木材安全、保障森林生態安全的意義重大。
1 建設國家儲備林的必要性
我國林業發展面臨著木材供給總量與供給結構問題并存、結構性問題更加突出的矛盾。在供給量方面,隨著2020年“三個1億人”和城鎮化率達到60%,木材供應缺口將達2億m3;在結構性方面,資源短缺問題突出,我國原木、鋸材進口量已超過全球貿易總量的1/3,國際壓力巨大。珍稀樹種和大徑級原木進口斷供風險加大,全球先后有86個國家和地區限制或禁止珍稀、大徑級原木出口,嚴格限制交易的樹種已增加到246個。2015年政府工作報告明確要求“停止天然林商業性采伐”,我國木材供需缺口急劇增大。供給量不足和結構性短缺問題亟待解決。這就需按照中央要求,突出抓好供給側結構性改革,政策引導,科學經營,精準提升質量,大幅提高我國現有林地林木生產率,木材供給全面轉向以人工林生產為主,這就是國家儲備林建設的必要性所在。
2 國家儲備林建設的廣闊前景
我國從2017年起全面停止天然林商業性采伐后,必須大力推進國家儲備林建設,才能緩解木材產量急劇減少所造成的供需缺口持續增大的矛盾。通過一般樹種和珍稀鄉土樹種相結合、長短周期相結合、新造林和現有林改培相結合的方式,集約高效培育工業原料林,并定向培育珍稀樹種林、大徑級用材林,建立林木后備資源體系[1]。建成國家儲備林基地后,可實現從一般樹種速豐林,向工業原料林、珍稀樹種林及大徑級用材林培育的定向轉變,增加活立木儲備、生態產品和中高端品種供給[2],預計每年可新增木材供應約1億 m3,基本實現木材供需平衡,逐步緩解國內木材的供需矛盾。
3 推進國家儲備林建設的主要舉措
近年來,我國大力推進國家儲備林建設,主要從基地建設、融資創新、制度創立、科學管理等方面著手。
3.1 基地建設為儲備林建設“夯實根基”
自2012年起,我國國家儲備林建設以國有林場為主體,在7個省(區)試點示范。在試點示范基礎上,2014年國家儲備林劃定100萬hm2,試點范圍擴大到15個省(區、市)。截至2015年底,中央政補貼資金18.36億元,儲備林建設面積達199.3萬hm2。目前,我國圍繞長江經濟帶、“一帶一路”、京津冀協同發展等發展戰略,編制《國家儲備林建設規劃》,擬于2016―2020年,在全國25個省設18片基地,涵蓋東南沿海、西南、長江中下游、黃淮海、京津冀及東北地區,建設國家儲備林1 400萬hm2。
3.2 金融創新為儲備林建設“增肥施料”
資金一直以來都是保障工作有力推進的重要因素[3]。我國國家儲備林建設采取補助政策:一是現有林地改培。改培一般樹種大徑材林,補貼金額為4 500元/hm2,改培珍稀樹種林7 500元/hm2;二是新造人工林。新造一般樹種大徑材林補貼金額為4 500元/hm2,珍稀樹種7 500元/hm2;三是中幼林撫育及造林補貼。森林撫育1 500元/hm2,造林補貼3 000元/hm2。
自2012年項目啟動以來,計劃安排廣西省建設國家儲備林15.07萬hm2,中央安排補貼資金3.37億元,但這些補助僅是杯水車薪,資金缺口巨大。針對這一情況,2015年12月和2016年6月,國家林業局創新國家儲備林投融資機制,分別與國家開發銀行、中國農業發展銀行簽定戰略合作協議,重點支持國家儲備林等林業建設。首個試點省(區)廣西一期建設國家儲備林50萬hm2,獲得新型林業金融產品的 100億元貸款,享超長期貸款期限(27年,含寬限期8年)和低利率。此外,中央財政貼息3%,貼息年限3~5年,同時要求地方上配套貼息;還要完善抵押政策,以林(木)權抵押為主,兼顧其他資產抵押;另外,要建立健全政策性森林保險機制,并開展商業性保險。
截至2016年6月,貸款規模達519億元,其中國家開發銀行185億元、農業發展銀行334億元,簽約國家儲備林貸款項目20多個,完成國家儲備林建設22.5萬hm2。特別是廣西、天津、河北、吉林森工等地創新利用開發性、政策性金融貸款推進國家儲備林項目建設,探索形成了各具特色、可復制可推廣的建設模式:廣西“統貸統還、融資擔保、契約管理、按期還款”,天津“分貸分還、借用管還、政府回購、委托代建”,張家口“市級統籌、市縣分擔、平臺運作、合同管理”,吉林森工“域外轉型、產業升級、促進改革、保障民生”。另外,還要積極探索運用PPP模式,吸引社會資金投入國家儲備林建設。
3.3 制度創立為儲備林建設“保駕護航”
當前,我國進入全面建成小康社會階段,國家儲備林建設已納入《林業發展十三五規劃》《國家林業局推進生態文明建設規劃綱要》。在《國家儲備林樹種目錄》《國家儲備林劃定辦法(試行)》《國家儲備林核查辦法(試行)》的基礎上,制定了《國家儲備林基地建設管理辦法》《國家儲備林基地建設年度施工作業設計管理辦法》等,編制了《國家儲備林現有林改培技術規程》《國家儲備林基地建設模式及典型案例》,并建立起系統的《國家儲備林制度》。制度先行,使得儲備林建設有章可循,為研究推廣其可持續經營模式,加快基地建設起到了“保駕護航”作用。
3.4 科學管理為儲備林建設“增翅添翼”
為加強國家儲備林建設的科學管理,充分借鑒世行貸款項目的經驗和模式,強化契約管理、系統化工程管理和模型設計,總結了高效培育模式和珍稀樹種混交林改培模式等,共包括43種模式57個案例,推進國家儲備林培育經營標準體系的建立。
3.4.1 良種為本奠基礎。林以種為本,種以質為先,選用“來源清晰、種源純正、質量過硬”的優良品種造林是國家儲備林可持續發展的基礎。
3.4.2 良法撫育促高產。儲備林基地造林離不開精準有效的撫育管護。采用測土配方施肥法,做到精確施肥。建立小班跟蹤管理系統[4],做到定期定點測土,保證養用兼顧,實現可持續發展。
3.4.3 多模式經營結碩果。無論是種植混交林,還是改培現有林,都要遵循“按需擇伐,摒棄皆伐”的培育模式,逐步實現林地培育“近自然化”[5]。每次間伐都把影響“目標樹”生長的“半熟樹”去掉,調整林分密度結構[6],并從新生苗中選擇優良單株培養新的“目標樹”,大小樹共存,循環往復生生不息。創新造林模式,把強陽性的、生長速度截然不同的樹種混交套種,解決短期收入和長期受益問題,以短養長,長短互濟,一舉多得。
4 建設成效評估體系
國家儲備林建設是我國全面保護天然林的關鍵,也是推進我國生B文明建設、維護國家木材安全戰略的重要舉措。當前,大規模推進國家儲備林基地建設時機已經成熟。我們要在堅持“創新、協調、綠色、開放、共享”發展理念的基礎上,盡快探索出一條生產能力高效、經營規模適度、儲備調節有序、生態環境良好的安全發展道路,確保國家儲備林建設的順利開展和加快推進。
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[關鍵詞] 虛擬手術;仿真手術刀;力反饋
[中圖分類號] R608 [文獻標識碼] C [文章編號] 1673-7210(2013)05(a)-0146-02
當前,虛擬仿真手術是虛擬現實技術在醫學中的一項新的應用,也是世界各國研究熱點問題之一[1-2],其是根據生物醫學工程學的知識,使得醫生能夠真實地置身于計算機重建生成的“靈境”中,然后從仿真手術器械的使用著手,學習如何進行各種仿真手術和處理各種突況。如何正確使用手術刀進行手術是外科實習醫生必備的訓練課程。醫生在執行手術時,離不開手術刀的操作。自2011年以來,經過長江大學附屬第一醫院研究人員的辛勤工作,建成了一個利用虛擬手術刀實現虛擬外科手術的系統平臺,保證了進修醫師和醫學生可以重復進行各種常規操作訓練,并得到專家手術指導,降低了手術的風險,節約了培訓醫生的費用,大大提升了教學的質量和效果。
1 仿真手術刀的研制
仿真手術刀的研制主要考慮了其在使用方式上與實際手術刀必須保持一致,訓練的目的才能真正地實現。首先,常用的抓持手術刀方式,①琴弓式:琴弓式是最常用的一種執刀方式,動作范圍廣而靈活,用力涉及整個上肢,主要在腕部。用于較長的皮膚切口和腹直肌前鞘的切開等。②執筆式:用力輕柔,操作靈活準確,便于控制刀的動度,其動作和力量主要在手指。用于短小切口及精細手術,如解剖血管、神經及切開腹膜等。③握持式:全手握持刀柄,拇指與食指緊捏刀柄刻痕處,此法控刀比較穩定,操作的主要活動力點是肩關節。用于切割范圍廣、組織堅厚、用力較大的切開,如截肢、肌腱切開、較長的皮膚切口等。④反挑式:是執反挑式、筆式的一種轉換形式,刀刃向上挑開,以免損傷深部組織,操作時先刺入,動點在手指。用于切開膿腫、血管、氣管、膽總管或輸尿管等空腔臟器,切斷鉗夾的組織或擴大皮膚切口等。⑤指壓式:用力重,食指壓住刀柄前端,后半端藏于手中,此法控刀稍不靈活。主要適用于難于切開的皮膚。本研究通過實際調查工作發現,醫生大多采用琴弓式或握持式的抓持刀柄姿勢,見圖1。
1.1 手術刀受力分析
琴弓式持手術刀,操作者的手指關節將感覺到來自手術刀反饋的切割力,接著手指將這一信息傳遞給操作者的大腦;同時人的眼睛感知到的手術刀位置和姿態情況也傳入大腦。大腦將這兩方面信息處理和融合,進一步控制醫生的手臂和手腕協調動作。整個過程相關的因素主要包括:手臂的力角度、手的姿勢、切割對象的生理特征、組織產生的阻力等[2]。見圖2。
1.2 手術刀構造
仿真手術刀研制成功與否關鍵在于盡可能地使其符合實際操作習慣,一手持刀柄,另一手用持針鉗(持針器)夾住刀片,嵌入刀柄前端的凹處,再用持針鉗(持針器)把刀片夾好即可使用。仿真手術刀沒有一個固定的支點,因此它只能提供給手指一個反饋力。手臂上力的感知是通過視覺來收集反饋信息的,這樣就可以彌補不足。實驗表明,仿真手術刀確實能夠提供給操作者一個身臨其境的力反饋的真實觸覺。
2 力反饋設備
2.1 力反饋設備選擇
將手術刀的受力點與牽引鋼絲相連,由步進電機-絲杠傳動的驅動方式來拖動牽引鋼絲。因為步進電機在額定載荷范圍內啟動和制動均平穩,控制十分簡單方便,絲杠傳動還可以進一步降低了機械的振動,保證了運動的直線精度值。當操作者手向上抬起產生拉力時,拉力就能及時地傳遞到食指,這樣就給操作者帶來了明顯的力反饋感受[3-5]。
2.2 力反饋控制模型
力反饋裝置采用兩種力反饋控制策略。
2.2.1 基于位置的開環控制策略 基于位置的開環控制策略依據的是刀尖抬起的高度與示指感受到的切割力成正比這一特點。它的優點是模型直觀、控制簡單,但控制精度難于保證。
2.2.2基于反饋力的閉環控制策略 由于模型相對復雜,而且需要添加拉力傳感器,直接利用反饋力作為控制量,控制精度較高。因為手術操作是十分精細的,醫生的力覺反饋尤為重要,稍有不慎就會釀成大禍。因此,既要使虛擬外科手術系統更加真實地模擬,又要求仿真手術刀連接的力反饋裝置精度高。經過比較,本研究選擇了基于反饋力的閉環控制策略對力反饋進行控制[5]。見圖3。實驗結果顯示,通過4個步驟很真實地實現了切割反饋力變化情況。見圖4。
3 虛擬手術系統環境的仿真
本研究構建了一個虛擬手術室,在虛擬手術臺上設置了手術對象和手術場景中所有因素。系統將所有的圖像信息投影到一個平放的屏幕上。受訓者可以按照事先設定好的模型進行手術操作,通過仿真手術刀的操作,輕松實現在模型上的切割和練習。利用這些信息可直接調Open GL函數產生三角形面片,進而生成虛擬人體組織[3-4,6]。當“手術刀”在操作屏幕上滑動時,就留下了相應操作軌跡,并出現了劃開的切口,同時又有相應的人體生理特征的顯示配合生成,保證醫生的手術逼真感,系統具備醫學手術課程要求的內容,對于操作者會逐條進行操作提示和考核[7]。系統全部由VC編寫,穩定快捷,對于各種操作系統平臺均有很好地支持[8]。
4 結論
仿真手術刀的應用,大大降低了醫生培訓中存在的風險,節約了大量的醫療成本,提高了醫生業務技術和操作水平,可以有效地緩解當前人體尸體教學標本日趨減少的問題,為醫院今后開展各種新技術、新業務的預演討論、可行性認證提供了新的途徑[7-8]。相信通過研究者不懈努力,將逐步實現虛擬現實技術在醫院臨床醫療中開展相關測試和手術教學試驗,將其應用于手術培訓、手術預演、臨床診斷、遠程干預、醫學輔助教學等各個環節,不遠的將來,仿真手術刀會越來越完善,并且更多的手術器械會被模擬出來,為醫生的培訓教學工作和手術器械的研制提供大力支持和幫助。
志謝
本研究得到了華中科技大學生命科學院生物醫學工程系丁明躍教授的指導和幫助。
[參考文獻]
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