近紅外光譜技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用“大有可為”——訪中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所楊忠研究員

在日前舉行的全國第十屆近紅外光譜學(xué)術(shù)會議上，中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所的楊忠研究員被授予**“中國近紅外光譜30年貢獻(xiàn)人物”**獎項，以表彰他在這一領(lǐng)域做出的杰出貢獻(xiàn)。楊忠研究員借此機(jī)會表達(dá)了對近紅外光譜領(lǐng)域全體科研工作者，以及對他職業(yè)生涯影響深遠(yuǎn)的陸婉珍院士、袁洪福教授、禇小立教授等人員的感謝。在會議期間，儀器信息網(wǎng)對楊忠研究員進(jìn)行了專訪，深入探討近紅外光譜技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新研究與應(yīng)用發(fā)展。

中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所研究員 楊忠

“中國近紅外光譜產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了從無到有的發(fā)展歷程，從基礎(chǔ)研究起步，逐步邁向?qū)嶋H應(yīng)用，這期間取得了很大的突破?！睏钪已芯繂T在采訪中談到，自他涉足近紅外光譜領(lǐng)域以來，至今已逾二十載。隨著對近紅外技術(shù)理解的不斷加深，他逐漸認(rèn)識到這項技術(shù)具有近乎“萬能”的潛力，不僅技術(shù)方法在不斷創(chuàng)新，還在越來越多的領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

“在林業(yè)發(fā)展中，樹種的選擇是首要考慮的因素。樹木種植后，需要對材質(zhì)優(yōu)劣進(jìn)行定期檢測。傳統(tǒng)方法需要通過砍伐樹木來獲取樣本，這不僅對樹木本身造成傷害，也給科研工作帶來了不便?！睏钪已芯繂T分析說，“通過近紅外光譜技術(shù)，建立好精準(zhǔn)的模型，僅需采集少量幾乎無損或低損傷的生長錐樣本，即可準(zhǔn)確測得木材的性質(zhì)。目前，實驗室近紅外光譜設(shè)備已經(jīng)可以實現(xiàn)此項檢測，下一步我們將開發(fā)適用于野外作業(yè)的小型化設(shè)備，以便在林場等生產(chǎn)現(xiàn)場直接使用?！?/p>

楊忠研究員將近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用到木材科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，取得了顯著的科研成果。這些成果不僅體現(xiàn)在論文發(fā)表、國家專利申請以及獲得國家自然科學(xué)基金的支持上，他還參與制定了相關(guān)林業(yè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)等。據(jù)介紹，“目前，他的主要工作集中在以下三個方面：一是繼續(xù)深化基礎(chǔ)研究，將近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于林木遺傳育種領(lǐng)域。傳統(tǒng)實驗室在檢測基本材性方面存在較大難度，而近紅外光譜技術(shù)以其快速、高通量的特點，在此領(lǐng)域表現(xiàn)出色，顯著提升了檢測精度；二是在木材識別上，中國作為木材生產(chǎn)和消費大國，木材種類繁多，不同樹種的價值和性能差異明顯，利用近紅外光譜技術(shù)可以實現(xiàn)木材的快速識別，應(yīng)用前景廣闊；三是近紅外光譜技術(shù)在人造板生產(chǎn)檢測中的應(yīng)用，尤其是在施膠量檢測方面，目前國內(nèi)外生產(chǎn)線尚缺乏成熟的技術(shù)。基于此，楊忠研究團(tuán)隊成功開發(fā)了一套設(shè)備，并將其在生產(chǎn)線上進(jìn)行了測試，效果良好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，下一步，他們計劃對該設(shè)備進(jìn)行專業(yè)化改進(jìn)并加以推廣?！?/p>

對于當(dāng)前近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)，楊忠研究員認(rèn)為：“一方面是模型非通用和不兼容。在某一臺設(shè)備上建立的模型，由于不同制造商生產(chǎn)的儀器之間存在差異，導(dǎo)致前期積累的大量數(shù)據(jù)庫模型難以跨設(shè)備使用；其次是較高的成本。在推廣過程中，設(shè)備的成本較高成為限制人們廣泛應(yīng)用的一個重要因素；還有雖“萬能”但不是最佳。在某些應(yīng)用場景下，需要將近紅外光譜技術(shù)與其他方法相結(jié)合，如與圖像識別技術(shù)融合，效果能夠顯著提升。”

楊忠研究員表示，近紅外光譜技術(shù)的便捷性、快速檢測能力等提升值得期待，當(dāng)其與智能化、5G技術(shù)和AI識別等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合時，將擁有更多可能性?？茖W(xué)普及與科技創(chuàng)新同等重要。為了促進(jìn)新技術(shù)的普及與應(yīng)用，楊忠研究員做了木材科普方面的工作，已經(jīng)先后在中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、中國科學(xué)技術(shù)館、國家自然博物館等單位開展科普工作，取得了不錯的反響。后面，他將加強(qiáng)近紅外在木材領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用科普，希望通過加強(qiáng)科普教育，推動技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)出更加高效、便攜的設(shè)備，以滿足林業(yè)及其他相關(guān)領(lǐng)域的需求。同時，他也希望，近紅外光譜技術(shù)不僅在中國范圍內(nèi)發(fā)揚光大，更希望通過國際合作與交流，將近紅外光譜技術(shù)推向全球，惠及更廣泛的社會群體。

供稿：楊忠 中國林科院 研究員/博士生導(dǎo)師、中國儀器儀表學(xué)會科普委員；