全 文 ：第 ww卷 第 z期
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林 业 科 学
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用系统科学指导和丰富森林培育学 3
刘 勇 宋廷茂 翟明普 李国雷
k北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室 北京 tsss{vl
摘 要 } 森林培育学需要加强系统科学的指导 ∀这不仅是因为森林是以乔木和其他木本植物为主体 o多种生物
与环境相互依赖 !相互作用的复杂系统 o对其规律的认识需要系统科学的指导 ~更重要的是 o造林是一项系统工程 o
除林业行业外还涉及经济 !土地资源 !农业 !水利 !畜牧 !环保 !旅游等诸多方面 o要搞好这一系统工程十分需要系统
科学的指导 ∀人工造林实践表明 o缺乏系统思想和理论的指导不仅给林业生产造成了一定不利影响 o同时还会限
制森林培育学科的进一步发展 ∀因此 o作为以森林复杂系统为研究对象 o并要处理与多个系统相互关系的学科 o森
林培育学有必要广泛吸收系统科学的理论和方法 o以丰富森林培育学的理论基础 ∀
关键词 } 森林培育学 ~理论基础 ~系统科学
中图分类号 }≥zu 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lsz p ssst p sx
收稿日期 }ussz p s| p tu ∀
基金项目 }国家自然科学基金项目kvswztv{sl ~北京市教委项目k⁄tssuusyw{l ∀
3 致谢 }沈国舫先生为本文提出了宝贵而有见地的修改意见 ∀
Ενριχηινγ τηε Τηεορετιχαλ Βασισ οφ Σιλϖιχυλτυρε ωιτη τηε Σψστεµ Σχιενχεσ
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k ΚεψΛαβορατορψοφ Σιλϖιχυλτυρε ανδ Φορεστ Χονσερϖατιον οφ Εδυχατιον Μινιστρψ Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tsss{vl
Αβστραχτ } • ¨¥¨ ¬¯¨√¨ ·«¤··«¨ §¬¶¦¬³¯¬±¨ ²©¶¬¯√¬¦∏¯·∏µ¨ ±¨ §¨¶©∏µ·«¨µª∏¬§¤±¦¨ ©µ²°·«¨ ¶¼¶·¨°¶¦¬¨±¦¨¶qƒ¬µ¶·¯¼o¥¨¦¤∏¶¨ ©²µ¨¶·
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Κεψ ωορδσ} ¶¬¯√¬¦∏¯·∏µ¨ ~·«¨²µ¨·¬¦¤¯ ¥¤¶¬¶~¶¼¶·¨° ¶¦¬¨±¦¨¶
森林培育学是研究森林培育理论和实践的学科 o在林业科学中占有重要地位 ∀自诞生 uss多年来 o森林
培育学无论在理论上还是技术上都取得了显著进展 o特别是近几十年来 o作为森林培育学基础科学的生态
学 !遗传学 !生理学的成就 o对于森林培育学的发展起到了明显的推动作用k盛炜彤等 ot||wl ∀森林培育目标
已由最初的仅仅获得木材 o发展到现在的经济 !生态与社会三大效益兼顾 o不但能永续生产木材和其他林产
品 o而且也能持续发挥保护生物多样性与改善生境等多种功能k施昆山等 ot||zl ∀其中森林遗传学的进步 o
使林业工作者能够通过良种选育定向培育速生丰产的人工林 ~各种培育措施的生理生态学研究为提高森林
生产力提供了理论基础 ~生态系统理论的产生和运用更使得森林的多功能管理成为可能kŠµ¤°¥¬±¨ ot||w ~
¤¬±¬ot||t ~罗菊春 oussyl ∀可以说自诞生至今 o森林培育学从目标 !技术到理论都发生了很大变化 ∀然而 o
森林培育学始终以生命科学 o尤其是其中的植物学 !生理学 !遗传学 !生态学等 o以及环境科学 o尤其是其中的
气象学 !地质学 !水文学 !土壤学等作为其基础理论和知识的主要源泉 o特别又把以生物体及其群落与生态环
境结合起来研究的生态学科当成最为核心的理论基础 ∀所以从 us世纪 vs年代起 o许多森林培育学的著作
都明确表明以生态学为基础 o一直发展到现在这种情况没有改变k沈国舫 ousstl ∀
于是 o我们面对这样一种情况 o就是 }森林培育学的目标增加了 o理论和技术发展了 o涉及范围已大大扩
展 o但是在系统科学的运用上则明显滞后 o与生产上对系统科学的迫切需求形成鲜明对照 ∀仅以我国正在实
施的六大林业生态工程中的退耕还林工程为例 o从立地分类这一个方面看 o研究人员已明显感到单从传统的
植被因子和环境因子途径进行分类已不能满足需要 o急需完善的科技理论体系作为支撑 o才能保证圆满成功
k李世东等 oussxl ∀再有人工林稳定性k°¬°° ousss ~²µ¨¤∏ ετ αλqousst ~马姜明等 ousswl !森林健康性评价
k王彦辉等 ousszl !风景游憩林抚育k张容等 ousswl等问题 o都具有跨部门 !跨学科 !跨区域的综合性特点 ∀要
将这些不同领域 !不同学科的知识和理论综合协调起来为森林培育服务 o有必要更为广泛地运用系统科学的
有关理论和方法 o丰富森林培育学的理论基础 o指导和促进森林培育学更快 !更好地发展 o以满足当今快速发
展的社会对森林培育学的需求 ∀
t 现有森林培育学理论基础的不足之处
要找出现有理论基础的不足之处 o必须追根求源 o先看一看人们对/森林0一词的理解 ∀早在中国西汉
5淮南子6称/木丛曰林0 o也就是很多树木长在一起便成为森林 ∀≥³∏µµ等kt|{sl以及5中国农业百科全书 }林
业卷6k中国农业百科全书总编辑委员会林业卷编辑委员会 ot|{|l则把森林定义为以乔木和其他木本植物
为主体的一种生物群落 ∀而 Ž¬°°¬±¶kussxl则认为森林是一个由相互作用 !相互依赖的生物 !物理和化学成
分组成的复杂的功能系统 o森林的生物部分已经发展到能够参与产生新的有机物 ∀可见 o古代人们对森林的
认识是直观而肤浅的 o因为森林并非单个树木的简单相加 ∀因此到了近现代 o则把森林看成是一种包含多种
生物的群落 ∀随着近年来生态学的进一步发展 o现在已把森林看成一个复杂系统 ∀
可见 o对森林的认识走过了一个由简单到复杂 o由个体 !群落到系统的过程 ∀这一过程反映在生态学的
发展上 o就是由个体生态学 !种群生态学 !群落生态学 o一直到系统生态学 ∀生态学科之所以在最近几十年有
如此迅猛的发展 o既得益于不断吸收自然科学在微观和宏观领域的研究成果 o更重要的是系统科学的广泛渗
透 o这才使得生态学科向广度和深度发展成为可能k沈国舫 ousstl ∀
森林培育学虽然以生态学作为其理论基础的核心 o但是生态学科已经引入的系统科学并未自然而然地
传入森林培育学 o系统思想在森林培育学科的大多数研究人员中仍然感到陌生 ∀可以说 o目前大多数森林培
育学教材或著作 o还是以个体生态学或群落生态学的理论为基础 o尚未充分体现系统观念 ∀更为关键的是 o
森林培育学同森林生态学有着本质的区别 o森林生态学是要了解森林生态系统各有关因素之间的相互作用
关系 o而森林培育学则是要构建森林生态系统 o它涉及的内容除生态学外 o还有经济学 !社会学 !工程学等其
他更广泛的方面 ∀了解一个系统和构建一个系统之间有着很大差距 o构建是在了解的基础上进行 o但是还需
要更多的东西 ∀
现在生产上已普遍认识到 o造林工作是一项系统工程 ∀首先 o造林规划设计就需要多学科的科技知识集
成 o需要多方面人才的通力协作 o只有在系统思想指导下 o才能合理安排农 !林 !牧 !副各业用地 o才能正确处
理农 !林 !牧之间的关系 ∀其次从造林技术来看 o从采种 !育苗 !造林 o到抚育采伐 o涉及到一系列各个方面的
技术 o在科技发展日新月异的今天 o适用于造林的新品种 !新技术 !新工艺 !新材料层出不穷 o如何将这些新成
果进行优化 !组合 !配套 o在生产实际中发挥更大作用 o不能没有系统思想的指导 ∀再有 o林业工程涉及面越
来越广 !范围越来越宽 o要求处理的关系越来越复杂 o例如我国已开始实施的六大林业工程之一的退耕还林
工程 o范围涉及我国自然 !经济和社会各个方面 o而且这些实施地区又是条件各不相同的广大区域 o投资远远
超过了三峡工程 o是中国乃至世界上投资最大的林业生态工程 o实施规模如此之大 !覆盖面如此之广 !投资如
此之巨的工程 o更是迫切需要系统思想的指导k翟明普等 oussv ~李世东等 oussxl ∀
目前 o生产实际需要和所培养人才的知识结构之间存在着较大距离 ∀由于林学专业本科和森林培育的
研究生的教学活动中没有关于系统科学的课程 o这就使得从林业院校毕业的本科生和研究生没有形成扎实 !
完整的系统思想 o这对于他们即将面对的造林 ) ) ) 这一越来越复杂的系统工程 o并未做好知识结构和思想上
的准备 ∀所以 o缺乏系统思想和理论的全面指导便是森林培育学理论基础的不足之处 ∀
u 缺乏系统理论指导给林业生产实践带来的不利影响
国内外人工造林的经验表明 o没有系统理论和思想的指导 o森林培育走过了一段曲折路程 ∀德国是世界
上开展现代人工造林最早的国家之一 ouss多年的人工造林史 o就是一部人类从开始认识森林局部到认识整
u 林 业 科 学 ww卷
体的过程 ∀早期人工林多为单一树种的纯林 o其目的是尽快获取木材 o发展到后来 o更成为集中连片的大面
积纯林 o以集约经营手段 o让森林速生丰产 ∀这一德国模式被各国效仿 ∀然而 o好景不长 o人工林在生物学上
不稳定的问题随后突显出来 o这表现在 v个方面 }一是病虫害严重 o控制困难 ~二是抵御不正常气候能力弱 o
易遭受风灾 !雪压危害 ~三是地力容易衰退 o尤其是针叶人工林k盛炜彤 ousstl ∀据报道 ot||s年 tt月的一
场风灾 o使德国西部 tΠw的森林ktzs万 «°ul受害 ∀us世纪 {s年代大片森林因酸雨侵袭出现猝死 o尤以云杉
kΠιχεᶳ³ql和冷杉kΑβιε󶳳ql人工林的损失最大 ∀在奥地利 o数十年的木材采伐中抢救伐率高达 vs h ∀
有人总结到 o德国 uss年的林业史让人看到了速生集约林的命运 }病虫害 ) 抢救伐 ) 劣质材 ) 木材跌价 ∀从
欧洲到其他地区 o凡效仿德国模式造林的都遭到了同样的损失 o尤其是引进国外树种恶果尤重k邵青还 o
ussv ~ ‹¤·½©¨ §¯·ot||zl ∀
痛定思痛的德国林业 o开始反思森林培育的道路 ∀人们想起了 tss多年前 o近自然林业理论创始人嘎耶
kŠ¤¼¨ µl的著名论点 }生产的奥秘在于一切在森林内起作用的力量的和谐 ∀人类应尽可能地按照森林的自然
规律来从事林业生产活动 ∀于是 o从 us世纪 |s年代起 o近自然林业理论便从德国传遍欧洲 o走向世界 ∀其
中 o近自然林业理论的一个重要特征 o就是把森林看成一个整体 o采用整体途径进行森林经营k经营一个生态
系统而不只是林木lk黄清麟 oussxl ∀至此 o德国林业工作者完成了对森林规律认识的一个完整过程 o即从一
开始把森林当成林木的简单相加 o采取单一树种 !大面积纯林 o进行以人工林为主的集约经营途径 o到现在发
展为将森林看作一个整体 o看作多种生物及其环境相互依存 !相互作用的生态系统 o应始终顺应自然规律进
行森林营造 ∀us世纪 |s年代中期 o德国政府正式宣告采纳近自然林业理论 o并制定了相关方针 o朝恢复天
然林方向转变k黄清麟 oussxl ∀
我国人工林面积已达 v vvv万 «°u 左右 o是世界上的人工林大国 o而且一些省份已宣布完全消灭荒山 ∀
但是人工林质量效益低下 o生产力水平低 o生态效益低于天然林等问题突显 ∀仅以森林病虫害为例 o/八五0
期间我国森林由于病虫害造成的损失达 xs多亿元 o每年减少林木生长量 t zss多万 °v ∀us世纪 xs年代我
国平均每年森林病虫害发生面积 vv1v万 «°u o{s年代以后平均每年都在 yyy1z 万 «°u 以上 o而 t|||年上半
年就已达 yyv1{万 «°u ∀之所以会出现这样严重的问题 o其原因可能是造林时未能从生态学的角度去研究 !
观察和实践 ∀德国就是将山毛榉k Φαγυ󶳳ql !栎类k Θυερχυσl !椴属k Τιλιαl 等为主的阔叶林大多改造为云杉
和欧洲赤松 k Πινυσσψλϖεστρισl 的纯林 o从而造成了生态灾害 ∀中国人工林问题也与造林树种单一 !不按生态
规律办事有关 ∀
生态学历来是森林培育学的核心理论基础 o凡是从事造林的人 o或者说 o凡是从事林业的人都学过森林
生态学 o然而 o是什么导致学过生态学的人不按生态规律办事呢 ‚原因也许是多方面的 o但其中一个不可忽
视的重要方面 o就是仅靠生态学理论无法在人们思想中建立牢固系统观 o这就出现了在了解森林时可以有生
态的系统观 o而构建森林k或造林l时则没有了系统观 o所以营造的森林不是一个健康 !完整的生态系统 ∀
世界各国的林业工作者都在反思人工林出现的问题 o认识到是由于不按生态规律办事造成的 o这是一个
很大进步 ∀但是 o这只看到了直接原因 o而更深层次的原因与森林培育学缺乏系统科学的全面指导有关 o从
而使得以系统思想来构建森林的系统观没有真正建立 ∀从 uss多年的造林实践来看 o这种系统观的建立仅
有生态学理论是不够的 ∀
v 用系统科学指导和丰富森林培育学
系统科学是 us世纪中叶形成 !近几十年来发展十分迅猛的一个大门类新兴学科 ∀它把事物看作系统 o
从系统结构和功能 o从系统的演化 o研究各学科k从物理系统 !化学系统 !生物系统 o到经济系统和社会系统l
的共性规律 o是各门学科的方法论和基础 ∀它的诞生和发展集中体现了人类对客观世界的认识走的是一条
从总体到局部 o再到总体 ~从分析到综合 o再分析 o再综合 o不断地螺旋式地向更广 !更深发展的道路 ∀它是
人类在经过 vss年的近代科学技术的发展分化后出现的更高层次 !直接走向宏观系统 !走向复杂和综合的一
门学科 ∀今后 o学科本身的进一步分化和向微观方向的发展仍很重要 ∀但是进入现代科学时期 o向宏观 !交
叉和复杂的整体化的趋势发展已成为主流k许国志 ousssl ∀在此大背景下 o系统科学的发展方兴未艾 o以至
成为科学社会越来越大的 !越来越有用的思想之源 !理论之源 o以及方法之源k高隆昌 oussxl ∀我国的/两弹
一星0 !/载人航天0 !/嫦娥一号0等等都是规模浩大的系统工程 o之所以能够获得巨大成功 o系统科学的全面
v 第 z期 刘 勇等 }用系统科学指导和丰富森林培育学
指导是一个重要方面 ∀作为/两弹一星0等工程领导者和参与者的钱学森先生还引领了系统科学在中国的发
展方向 ∀
森林是以乔木和其他木本植物为主体 o多种生物与环境相互依赖 !相互作用的复杂系统 ∀它是一个整
体 o整体与各部分之间是一种非线性的关系 o从而使得在整体层次上会涌现出各组成部分所不具备的新特
性 o换句话说 o复杂系统具有创造力 o森林生物多样性就是森林这一复杂系统所创造的成果k刘勇 oussyl ∀另
外 o由于森林的多目标和多种效益 o森林培育从来就不是林业专业和林业部门所能独自完成的事情 o它还涉
及社会 !经济 !土地资源 !农业 !水利 !畜牧 !环保 !旅游等诸多方面 ∀因此 o森林培育学涉及的不仅是森林生态
系统 o还涉及自然系统 !社会系统等多方面和多层次的系统 ∀对于这样一个需要处理多个系统相互关系的学
科 o仅仅以生命科学和环境科学作为其理论基础就表现出一定的局限性 o所以有必要用系统科学来指导和丰
富森林培育学的有关理论 o使森林培育学建立在更加宽广 !稳固的基础之上 ∀
目前 o用系统科学指导和丰富森林培育学可以从以下几个方面入手 }
tl 将系统科学的有关课程作为林学专业学生的必修课程 林学专业的学生是从事森林培育学的教学 !
科研工作者 o以及生产上进行造林工程实践人员的主要来源 o建立系统思想首先要体现在他们身上 ∀将系统
科学的有关课程作为林业专业学生的必修课 o如运筹学 !系统工程 !系统分析等 o使将来的林业工作者系统地
接受系统科学的教育 o建立牢固的系统思想 o掌握全面的系统分析方法 ∀
ul 为森林培育学科研究生开设系统科学的必修课和选修课 为森林培育学科的研究生开设类似/系统
论研究0的必修课 o介绍系统科学的发展前沿与研究进展 o同时开设一些交叉学科研究的内容作为选修课 o以
拓宽学生视野 o形成良好的系统观 ∀
vl 开展森林培育学与系统科学的交叉研究 开展森林培育学与系统科学的交叉学科研究 o将森林生态
系统 !自然系统 !社会系统等与森林培育有关的系统进行比较研究 o探索其共同的发展变化规律 ∀另外从系
统工程角度 o研究各个系统之间统筹 !协调的规律和方法 ∀只有不断深入研究 o才能使系统思想逐渐渗透到
森林培育学中 ∀
wl 对现有森林培育工作者进行关于系统科学的培训 对现有森林培育从业人员进行关于系统科学的
知识更新与培训 o结合系统科学理论对现有人工林问题进行反思 o使其树立系统观 o从而更好地指导造林系
统工程的实践 ∀
xl 把系统思想融入5森林培育学6教材 在5森林培育学6教材的修订中 o应更加注意运用系统科学的思
想 !理论和方法 o并将其融入森林培育学的基本原理内容中 o可以考虑用专门章节论述营建森林生态系统的
系统思想和系统方法 o把造林工作当作真正的系统工程来对待 ∀
w 结语
作为构建和经营森林复杂系统的学科 o森林培育学十分需要系统科学在思想 !理论和方法等方面的全面
指导 ∀在系统科学的指导下 o更有利于从系统和整体层次来认识森林的生长变化规律 o更有利于将各相关学
科的研究成果进行优化 !组装和配套 o更有利于统筹协调各行业 !各部门 !各有关方面的利益 o共同为森林培
育服务 ∀
参 考 文 献
高隆昌 qussx1系统学原理 q北京 }科学出版社 q
‹¤·½©¨ §¯·‹ Š qt||z1 生态林业理论与实践 q沈照仁 o等译 q北京 }中国林业出版社 q
黄清麟 qussx1浅谈德国的/近自然森林经营0 q世界林业研究 ot{kvl }zv p zz1
Ž¬°°¬±¶° qussx1 森林生态学 q曹福亮 o译 q北京 }中国林业出版社 q
李世东 o沈国舫 o翟明普 o等 qussx1 退耕还林重点工程县立地分类定量化研究 q北京林业大学学报 ouzkyl }tt p tv1
刘 勇 qussy1复杂系统创造力模型的构建 Μ陈晓阳 q林业专业教育教学改革与实践 q北京 }中国林业出版社 otxz p tyv1
罗菊春 qussy1抚育改造是森林生态系统经营的关键性措施 q北京林业大学学报 ou{ktl }tut p tuw1
马姜明 o李 昆 qussw1 森林生态系统稳定性研究的现状与趋势 q世界林业研究 otzktl }tx p t|1
邵青还 qussv1对近自然林业理论的诠释和对我国林业建设的几项建议 q世界林业研究 otykyl }t p x1
沈国舫 qusst1森林培育学 q北京 }中国林业出版社 ot p |1
盛炜彤 o王 虹 qt||w1 我国森林培育学发展的战略研究 q世界林业研究 ozkxl }zt p z|1
w 林 业 科 学 ww卷
盛炜彤 qusst1人工林的生物学稳定性与可持续经营 q世界林业研究 otwkyl }tw p ut1
施昆山 o关百军 o魏宝林 qt||z1ut世纪世界林业发展战略和经营模式 q世界林业研究 otskvl }t p z1
王彦辉 o肖文发 o张星耀 qussz1 森林健康监测与评价的国内外现状和发展趋势 q林业科学 owvkzl }z{ p {x1
许国志 qusss1系统科学 q上海 }上海科技教育出版社 ot p ty1
翟明普 o郭素娟 qussv1 关于提高我国造林质量的若干意见 q世界林业研究 otyktl }xs p xw1
张 容 o翟明普 o阎海平 qussw1 国内外风景游憩林抚育研究进展 q北京林业大学学报 ouykul }tsz p ttv1
中国农业百科全书总编辑委员会林业卷编辑委员会 qt|{|1 中国农业百科全书 }林业卷k下l q北京 }农业出版社 owzv p wzw1
Šµ¤°¥¬±¨ • ∞qt||w1 • «¤·¬¶ ¦¨²¶¼¶·¨° °¤±¤ª¨ ° ±¨·‚q≤²±¶¨µ√¤·¬²± …¬²¯²ª¼ o{ktl }uz p v{1
²µ¨¤∏  o‘¤¨ °¨ ≥ oŒ±¦«¤∏¶·¬° o ετ αλqusst1…¬²§¬√ µ¨¶¬·¼ ¤±§ ¦¨²¶¼¶·¨° ©∏±¦·¬²±¬±ª}¦∏µµ¨±·®±²º¯ §¨ª¨ ¤±§©∏·∏µ¨ ¦«¤¯¯¨ ±ª¨¶q≥¦¬¨±¦¨ ou|w }{sw p {s{1
¤¬±¬≥ qt||t1°µ¤¦·¬¶¬±ª¶∏¶·¤¬±¤¥¯¨©²µ¨¶·¶¨¦·²µ§¨√¨¯²³° ±¨·¬± ≤¤±¤§¤}¤©¨ §¨µ¤¯ ³¨µ¶³¨¦·¬√¨ q׫¨ ƒ²µ¨¶·µ¼ ≤«²µ±¬¦¯¨oyzkul }tsz p ts{1
°¬°° ≥ qusss1׫¨ ¦²°³¯ ¬¨¬·¼ ¤±§¶·¤¥¬¯¬·¼ ²© ¦¨²¶¼¶·¨° q‘¤·∏µ¨ owsv }{wv p {wx1
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k责任编辑 徐 红l
中国科技核心期刊 !全国优秀农业期刊
5植物遗传资源学报6征订启事
5植物遗传资源学报6是中国农业科学院作物科学研究所和中国农学会主办的学术期刊 o为中国科技核
心期刊 !全国优秀农业期刊 ∀该刊为中国科技论文统计源期刊 !中国科学引文数据库来源期刊k核心期刊l !
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中国生物学文献数据库 !中文科技期刊数据库收录 ∀据中国期刊引证研究报告统计 oussz年度5植物遗传资
源学报6影响因子达 s1|tw ∀
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收集 !保存 !评价 !利用 !创新 o信息学 !管理学等 ~起源 !演化 !分类等系统学 ~基因发掘 !鉴定 !克隆 !基因文库
建立 !遗传多样性研究 ∀
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w||yΠ≥ o国际统一刊号 Œ≥≥‘tyzu p t{ts ∀
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x 第 z期 刘 勇等 }用系统科学指导和丰富森林培育学