2022年6月，国际竹藤组织提出的“以竹代塑”倡议被列入全球发展高层对话会的会议成果清单。同年11月，中国政府联合国际竹藤组织共同发布“以竹代塑”倡议，鼓励减少塑料消费。“以竹代塑”因其独特优势频频亮相国际舞台。

为什么是竹子?

竹，作为绿色、低碳、可降解的生物质材料，不仅具有涵养水源、保持水土、调节气候、净化空气等重要生态价值，还可依靠科技创新，培育、研发、制造出先进、环保的竹基生物质新材料，为人类提供物美价廉、低碳环保的建筑建材、家具家装和日用生活产品。

为什么是中国?

自古以来就在中国广泛生长，竹子在中国的历史和文化中占有非常重要的地位，与中国的经济、文化、环境和艺术等多个方面密不可分，有“梅兰竹菊”四君子之一、“梅松竹”岁寒三友之一等美称。

同时，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。

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。她亲自带队扎根一线林区，以科研工作者坚韧不拔和执着坚持的精神，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问题。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“如何通过人工经营技术将异龄毛竹林变成同龄林，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。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，为竹林机械化经营提供了技术支撑。

目前，该技术成果已在福建、江苏、安徽等省份进行试验推广，成果应用大幅节约了采伐成本，显著提高了工作效率和竹材产量。

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在新冠疫情前的项目实施期内，每年出差在外的时间将近200天。项目实施过程中，多少个周末和假期她不是在出差的路上，就是在试验基地里，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。

为了培育新品种，高健不畏艰难，多次乘坐昆明到普洱的大巴，从普洱乘坐吉普车奔驰在泥泞颠簸的泥土路面上，再到连江县的深山竹林里，直到汽车无法通行。然后在茂密的热带和亚热带丛林中穿越，过蚂蟥密集的湿地，走无路可走的森林。为了筛选、观察，收集资源，在西双版纳的热带丛林中一口气跑了3.6公里，以避免太多的蚂蟥上身。可当她闯过蚂蟥区后发现浑身上下还是沾满了蚂蟥，尤其是裤子和鞋子里就有50多条蚂蟥。

经过在云南普洱市曼歇坝村近10年的观察、测定和繁殖，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。

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，如何运用大数据、人工智能和5G、物联网技术，成为摆在她面前的技术瓶颈。高健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，结交多位相关领域专家，经过多次面对面地交流，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，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。

高健介绍，林业专项培育出一批观赏性好、适应性强、产量高、品质优的竹子新品种，建立了主要生态经济竹种种苗规模化扩繁技术，直接影响南方20个省(市、自治区)3亿多人的经济收入，为我国竹资源高效培育和产业化发展提供了有力支撑。

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。

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。

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。

“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。

作者：本刊记者 杨平

来源：《中国农村科技》2023年第3期