沈熙環,林木遺傳育種學家。在科學研究上揭示了側柏的地理變異規律,劃分了種源區;研究了油松、落葉松等種子園開花結實規律和傳粉受精機理,提高了種子園產量;探索加速育種世代技術,研製多世代育種策略;開創了油松短枝嫁接;在華北落葉松扦插繁殖技術等方面作出了重要貢獻。在教學工作上,編著了多本教材和著作,培養了一批高層次人才。
基本介紹
- 中文名:沈熙環
- 出生日期:1931年2月28日
- 職業:林木遺傳育種學家
- 性別 :男
人物生平,技術成就,積極進取 發展中國林木遺傳育種學科,傳播國外先進林業科學技術,教書育人 無私奉獻,主要論著,簡歷,
人物生平
沈熙環,1931年2月28日生於江蘇省常熟縣虞山鎮。6歲上國小,國中和高中在當地就讀,1949年畢業。1950年考入北京農業大學森林系,1953年畢業於北京林學院(現北京林業大學),留校並被派往東北農學院學習俄語,一年後回校任蘇聯專家翻譯,1957年入遺傳育種和植物生理教研組,他從那時起就邁入了林木遺傳育種學術領域。1958年下放到湖南會同。1969 年隨校搬遷雲南。其間,他參加中國農林科學院情報研究所組織編寫的《國外林業概況》,同時編譯了不少林木遺傳育種資料,後來又參加了由南京林產工業學院主編的《樹木遺傳育種學》的編寫工作。
1978年夏,國家教育委員會選派他去瑞典進修。他在瑞典農業科學大學林木遺傳和植物生理研究所與烏布薩拉大學植物生理研究所,主修林木遺傳育種和繁殖生理。期間,他夜以繼日、如饑似渴地學習瑞典、芬蘭數十年來在種子園、種源研究等方面積累的經驗,同時學習了同工酶、激素分析等新技術,共發表論文多篇。其中在《Silvae Genetica》上發表的《關於種子園交配體系》一文,為國外同行廣泛引用,被認為是這一領域中的開創性研究。
1981年初回國,即投入教學,並參與“六五”、“七五”國家科技攻關項目“林木良種選育”計畫的制定,主持全國“針葉樹種種子園”專題群,“油松種子園營建技術研究”和“側柏種源和分布區劃研究”專題,參與“落葉松種子園”和“性狀早期預測”專題的研究;“八五”期間,主持林業部重點課題“油松種子園”專題;“九五”期間,除繼續原有部分研究外,還著力推廣科研成果在生產中的套用,並開發了國外灌木樹種的引進新領域,主持“灌木樹種和選育技術引進”項目。
他在國內外書刊上共發表論文近百篇,為《中國農業百科全書·林業卷》中《林木育種》副主編。編撰尚有《種子園技術》、《種子園優質高產技術》、《中國林木遺傳育種進展》和《亞太地區林木遺傳改良學術討論會》(英文)等,及高等林業院校《林木育種學》試用教材。他曾獲國家科技進步二等獎1項、林業部科技進步二等獎3項和三等獎2項;林業部優秀教材一等獎1項。由他主持的課(專)題,在“六五”和“七五”期間還曾分別得到國家計畫委員會、科學技術委員會、經濟委員會和財政部,以及林業部的多次表彰。1992年獲政府特殊津貼。
他受聘為全國林木種子標準化技術委員會第一屆委員、1994 年國家科學技術委員會國家秘密技術審查專家組專家、1995年國家科學技術獎勵林業專業評審委員;被推選為中國林學會第八、九屆理事,先後當選為中國林學會林木遺傳育種分會第一至四屆的委員、常委、副主任委員和主任委員。1998年獲林業部科技進步獎。
技術成就
積極進取 發展中國林木遺傳育種學科
揭示側柏地理變異、劃分種源區、篩選和推廣優良種源側柏分布區遼闊,是中國華北石質山地、西北黃土高原以及華東、華中部分地區的重要綠化樹種。研究和利用種內地理變異,對提高側柏造林質量有重要意義。當時有人認為側柏不長大材,沒有必要去研究。沈熙環認為中國國土廣大,條件多樣,樹種也應多樣,才能各得其所。經過多方努力,“側柏地理變異和種源區區劃的研究”終於列上了“六五”、“七五”國家科技攻關項目。在他主持下,有全國15個省(自治區、直轄市)的40個單位,共60餘名科技人員協同攻關,共收集108個種源,210個家系;在14個省38個試驗點布置了兩次全分布區試驗;在8個點做了局部分布區試驗,還開展了種源與家系多層次試驗。他分析了種源地理變異的基本模式及其氣候生態基礎、探討了種源與環境的互動作用。側柏主要性狀受緯度和經度雙重控制,緯向變異大於經向變異;地理變異的模式有明顯的氣候生態學基礎,溫度和水分是造成地理變異的主要選擇壓;種源與地點、種源與年齡有明顯的互動作用,西、北部種源的生長和適應性比東、南部的強。因此,側柏造林必需選擇適宜的種源。在地理變異規律研究基礎上,將主要分布區劃分為7個種源區,並對林業生產中側柏種子的使用原則做出了建議,為各主要造林地區提出並推廣了優良種源。此外,還開展了種源—林分—家系多層次的種內遺傳變異模式的研究。本項研究對指導側柏造林合理用種,對提高造林質量有重要作用,同時為今後開展側柏改良,奠定了基礎。經過兩個五年計畫的努力,取得重要成果,獲1991年度林業部科技進步二等獎,1993年度國家科技進步二等獎。
組織對油松和針葉樹種優樹資源進行選擇、收集、研究和推廣油松良種油松的遺傳改良始於70年代,但基礎薄弱。沈熙環自“六五”起連續3個五年計畫主持油松遺傳改良研究。他認為優樹資源是樹種改良的基礎。他主持北方9個省(直轄市、自治區)的20個單位近100名科技人員,在約占1/6的國土面積上,選擇和收集優樹,並對選擇的優樹進行遺傳測定。到“七五”期末,共選擇和收集優樹3446株;共營建子代測定林160 公頃,並在北方6省、自治區共建子代測定林163公頃。到“九五”期末,各地共篩選出材積實際生長量大於對照20%的優良家系200個以上。
對優樹資源,建立了油松優樹資源數據管理系統,使優樹、收集圃和子代林數據的輸入、修改、檢索和統計分析實現了計算機管理;以優樹數據為基礎,提出了生長量、乾形等在種內不同層次的變異特點及其在育種中的套用;研究了影響優樹選擇的因素,改進了選擇方法;通過各種交配方式製備的大量繁殖材料,為油松長期改良,提供了重要的物質基礎。這項研究的規模、內容及資源管理技術,居國內外同類研究的前列,同時為其他針葉樹種資源研究提供了經驗。
油松遺傳改良的科研成果,被列入推廣項目,確定由沈熙環負責。他在經費分配問題上,堅持要把有限的經費,最大限度地用到生產第一線造示範林。現在育苗造林工作已在子午嶺、秦嶺和黑里河等地啟動。
“六五”期末,沈熙環主持總結了全國13個主要針葉樹種優樹的選擇、收集和研究工作。全國200多個單位近600名科技人員,用3年多的時間,在24個省(自治區、直轄市)範圍內,選擇優樹11951株,建立收集圃92處、總面積達217公頃、營建遺傳測定林633公頃,含8966個家系和無性系。專家評定認為,這項成果達到了世界林業先進國家同類工作的水平。
潛心鑽研針葉樹種子園開花結實規律,確定提高種子品質和產量技術沈熙環於20世紀70年代末在瑞典進修期間,曾全面考察過瑞典和芬蘭的歐洲赤松和歐洲雲杉種子園,他認識到種子園無性系開花結實和傳粉受精問題是種子園經營中的關鍵。回國後他主持全國種子園課題,針對南北各地種子園產量普遍不高的問題,他和他的學生們以油松、華北落葉松、杉木和側柏等樹種為試材,對種子園無性系開花結實習性、傳粉受精等做過系統和全面的研究,他提出無性系的再選擇和保持充足的光照及防治種實病蟲害,是提高種子產量和品質的技術關鍵。不同樹種種子園配合好,並採取相應措施後,產量都有了顯著提高。
在這一研究領域內,他和他的合作者們以中文或英文發表了如《用同工酶研究歐洲赤松種子園授粉類型》、《興城油松種子園開花習性研究》、《油松種子園花粉飛散規律的研究》、《對由胚珠敗育和空粒引起油松種子園減產的分析》等論文20多篇。他在20世紀90年代主編關於林木種子園專著兩部,較全面地反映了中國在這一領域中的成就,其水平居國內同類研究的前列,也得到國際同行的好評。
在上述研究基礎上,沈熙環認為,林木種子園中配子結合的模式及其作用,是一個複雜問題,有其重要的理論意義,也是新一輪種子園建設中的技術基礎。為進一步揭示其內在規律,他於1997年申請了國家教育委員會博士基金課題,獲得批准。現正滿懷信心地帶領博士生們攀登新領域的高峰。
探索加速育種世代,制定高世代育種策略縮短育種世代,加快提供良種過程,是廣大林木育種工作者的責任和追求。沈熙環帶領多名研究生,從“六五”到“八五”,從生長性狀早期預測和縮短開花結實兩個方面,探索了縮短油松育種世代的問題。為確定早期測定的可靠性,他通過大量研究,得出了3~9齡是林分內個體間分化最激烈的時期;15齡後各齡級的秩序相關,均達顯著或極顯著。為儘可能地保留晚期速生的個體,在12~15齡前可淘汰生長差的個體。在生境差別明顯的幾十塊人工林標準地中,個體間生長差異的變化和早晚序次相關表現一致。他們隨後調查了早期營建的子代林和種源試驗林的年生長量,可靠的預測年齡較一般林分提前,3~6年生樹木單株的樹高,可以預測12~16年生的樹高,證明油松生長預測是可能的。1989年他在瑞典合作科研期間,對高溫、乾旱以及赤黴素處理誘導歐洲雲杉開花作過研究。20世紀90年代初,他用赤黴素,脫落酸和乾旱處理油松1~4年生嫁接苗,觀察到了促花效應,表明提前開花也是可以辦到的。按提出的措施,可以使油松育種世代縮短為常規的1/3~1/4。《高溫與乾旱誘導歐洲雲杉開花和赤黴素變化的研究》等多篇論文在《林業科學》等雜誌上發表。部分成果曾獲林業部科技進步二等獎。
沈熙環與中外專家合作制定了中國濕地松、火炬松和泡桐的育種策略。此外,他還在書刊上多次發表了制定策略的原則和技術,介紹了國外多世代育種經驗,推動了中國高世代育種工作的開展。
著力油松短枝(針葉束)嫁接和華北落葉松扦插繁殖技術針葉樹種子園一般用嫁接苗,同一個無性系需要大量的接穗。而直接從優樹或種子園母樹上采穗條,會不同程度地損傷母樹。20世紀80 年代初,他為解決這個問題,於1984年春在遼寧興城種子園試做油松短枝嫁接,在取得初步經驗後,於1986-1990年先後指導2名研究生在河南輝縣林場和河北山海關林場等結合種子園建設,邊研究、邊生產,完善了短枝嫁接技術,特別是提高接穗萌條率的技術;同時還作了癒合過程的解剖學觀察,揭示了短枝嫁接愈傷組織的發生和分化過程。油松短枝嫁接較常規嫁接接穗利用率可提高40~60倍,是油松無性繁殖係數最高的方法。採用適宜的試材和比較精細的操作,成活率可達90%以上,成苗率在70%~75%以上,生產成本為常規枝接苗的1/5,這項研究成果獲1991年度林業部科技進步三等獎。
落葉松是針葉樹種中比較容易扦插繁殖的樹種。沈熙環於1986年開展了華北落葉松不同無性系、原株年齡、起源、采穗部位和枝條性質,以及激素處理等對扦插生根和根系質量影響等方面的研究。20世紀90年代不僅改進了扦插技術,在采穗圃的營建及采穗樹的修剪和管理方面也有顯著進展,取得了每公頃年產315 萬根合格穗條的好成績,使該樹種無性系造林達到實用階段。
傳播國外先進林業科學技術
20世紀50年代,他作為專業俄語翻譯,在培養中國高級林業人才中貢獻過力量。其間,他還參與翻譯出版了蘇聯《造林學》、《森林學》和《測樹學》等林學主要課程的教材。20世紀70年代,他參加了《國外林業概況》一書的編寫,並閱讀英、俄、日等文獻資料,編譯發行了林木遺傳育種資料專集多冊,較全面地介紹了當時國外這一領域的進展。其主要內容,還編入了由南京林產工業學院主編的《樹木遺傳育種學》一書中。他對學習國外經驗,推動中國林業,特別是林木遺傳育種工作的發展,起了重要作用。
改革開放後,他為進修、專業考察、科研合作者講過學,參加過國際學術討論會,訪問過歐洲、南北美洲和大洋洲等約20 個國家,與幾十個國家數百名外國專業人員有過業務聯繫。他對國外林木遺傳育種現況和趨向比較熟悉,經常滿腔熱情地為國內同行諮詢。他曾為中國政府成功地向聯合國開發計畫署,申請援華樹木改良項目的立項做出過貢獻。受聘為聯合國開發計畫署——中華人民共和國濕地松、火炬松改良種子園和泡桐等項目的中方專家,他與美國、紐西蘭等外國專家一起制定了具體實施計畫,並與美國、紐西蘭、澳大利亞和英國專家研討和制定了一些樹種的育種策略。1994年他在北京參與主持了亞洲—太平洋地區林木遺傳育種國際學術討論會,宣傳了中國林木育種建設成就。他正致力於從國外引進灌木樹種,準備進一步豐富中國造林困難地區的樹種資源。
教書育人 無私奉獻
沈熙環自參加工作以來,一直在林業教學崗位上。自1984 年以來,他共培養林木遺傳育種碩士研究生24名、博士研究生6名及博士後1名。他認為,教師不僅要從書本上學,而且要參加科研和生產實踐。只有這樣,思想才能符合客觀需要,教學內容才能不斷更新。1987年他受林業部教育司委託,編寫《林木育種學》,在不到一年時間內便完成了任務,該書於1990年出版發行,迄今已印刷8次,總發行量近3萬冊。該教材於1995年獲林業部第三屆全國普通高等林業院校優秀教材一等獎。
沈熙環的出身和經歷,形成了他的愛國主義思想基礎。自幼便以“國家興亡,匹夫有責”這句名言鞭策自己,作為他工作、學習的動力。經過近30年的努力,他終於在1984年6月加入了中國共產黨。
他在瑞典期間,長期超負荷工作,在不到2個月內接連胃出血,其中一次病情嚴重,被送進了醫院,躺在病床上,他想到的是“人生自古誰無死”,但為沒有完成祖國的重託而自責。頑強的意志,終於使他戰勝了疾病。在瑞典為節省國家支出,他每月報銷的開支都在規定標準以下,不僅如此,回國時還帶回了許多試劑和必要設備。他認識到,國家的富強,出路在教育,看到貧困地區兒童失學,就慷慨解囊,在家庭支持下,幾次向希望工程捐款。他熱心公益活動,從不計較回報。他生活簡樸,對國家經費支出精打細算,從不輕易浪費,他簡樸、節儉,是學校聞名的。他認為做學問,不能墨守成規,必須開拓進取,為了工作和學習,他經常通宵達旦,沒有節假日。他虛心好學、不恥下問、平易近人。10多年前他接觸計算機,很快掌握了套用技術,現在他是學校里能熟練套用計算機的教授之一。他經歷過風風雨雨,不論是順境,還是逆境,他始終積極樂觀、寬容大度;他對人對事,襟懷坦白;對認準的事,只爭朝夕,鍥而不捨,堅持不渝。他取得的業績與他確立的人生目的、性格特點是分不開的。老驥伏櫪,志在千里,他還將繼續奮鬥在林業教育和科研的第一線,為祖國的林業建設多作貢獻。
主要論著
1.沈熙環.伽馬射線處理翠菊人工引變初報.園藝學報,1965,4(1):56~57.
2.沈熙環.用同工酶研究歐洲赤松在有性、無性繁殖下的遺傳結構.遺傳學報,1981,8(3):275~281.
3.Shen.X.H,Lindgren.D,Rudin.D.Study.of.the.Pollination.Pattern.in.a.Scotch.Pine.Seed.Orchard.by.Means.of.Isozyme.Anlysis.Silvae.Genetica,1981,(30):7~15.
4.沈熙環,Amold.S.1982.由歐洲赤松胚離體培養出完整小植株的初步研究.林業科學,1982,18(4):405~408.
5.沈熙環,李悅,王曉茹.遼寧興城種子園無性系開花習性的研究.北京林學院學報,1985,(4):1~14.
6.王曉茹,沈熙環.油松種子園花粉飛散規律的研究.林業科學,1987,23(1):1~10.
7.沈熙環.國外林木育種著作對我國教材建設的影響.見:國家教委條件裝備司主編.農科外國教材研究文集.北京:北京農業大學出版社,1990,160~165.
8.沈熙環,王清,Oden.P.C.高溫和乾旱誘導歐洲雲杉開花和赤黴素變化的研究.林業科學,1991,27(2):168~172.
9.沈熙環,匡漢暉等.提高油松種子園產量和品質的若干對策.見:沈熙環主編.種子園技術.北京:北京科學技術出版社,1993,169~177.
10.沈熙環,祖國誠,梁榮納.油松短枝(針葉束)嫁接技術的研究.見:沈熙環主編.種子園技術.北京:北京科學技術出版社,1993,288~300.
11.沈熙環,陳曉陽.側柏種源研究進展.見:塗忠虞,沈熙環主編.中國林木育種進展.北京:科學技術文獻出版社,1993,14~18.
12.沈熙環.從國內外林木育種進展談福建省林木育種工作.見:福建林業科技,1994,21(3、專輯):8~12.
13.沈熙環.國外林木遺傳改良動向及發展我國工作的考慮.見:沈熙環主編.種子園優質高產技術.北京:中國林業出版社,1994,1~9.
14.沈熙環.新形勢下鞏固發展林木育種成果之我見.見:中國林業如何走向21世紀.北京:中國林業出版社,1995,72~74.
15.沈熙環.林木育種學.北京:中國林業出版社,1990.
16.沈熙環.種子園技術.北京:北京科學技術出版社,1992.
17.沈熙環.種子園優質高產技術.北京:中國林業出版社,1994.
18.Shen.X.H.Forest.Tree.Improvement.in.the.Asia-Pacific.Region.Beijing:China.Forestry.Publishing.House,1995.
簡歷
1931年2月28日 生於江蘇省常熟縣虞山鎮。
1950-1953年 北京農業大學森林系學習,1953年北京林學院畢業。
1953-1954年 東北農學院俄語翻譯訓練班學習。
1954-1957年 北京林學院蘇聯專家翻譯室。
1957-1958年 北京林學院遺傳育種教研組、植物生理教研組,助教。
1959-1969年 北京林學院育種生物物理教研組、同位素實驗室、植物生理和樹木育種教研組講師。
1970-1978年 雲南林學院(現北京林業大學)生理育種組。
1978-1979年 北京語言學院進修英語。
1979-1981年 在瑞典農業科學大學林木遺傳和植物生理研究所、烏布薩拉大學植物生理研究所,訪問學者。
1982年 北京林業大學林木遺傳育種教研組,副教授。
1987年 北京林業大學,教授。
1993年 北京林業大學,博士研究生導師。