针对我国森林生态服务功能总体上较弱、森林经营水平较低等关键问题，为了满足我国生态文明建设、东北全面振兴、林学“双一流”学科建设等提出的需求，拟在扎实的前期研究基础上，设置3个研究方向：1）森林生态系统可持续经营生态学基础，2）森林生态系统保育与修复关键技术，3）森林生态系统可持续经营规划与设计，建立现代森林生态系统可持续经营创新平台，深入研究森林生态系统可持续经营的理论体系、技术和方法，保护、修复和优化森林生态系统的结构和功能，提升并充分持续地发挥森林生态系统服务功能，为国家和地方的林业生态环境建设提供人才储备、决策建议和技术支撑。3个研究方向的主要研究内容如下：

1.森林生态系统可持续经营生态学基础

以东北森林生态系统为主要研究对象，开展多尺度、多途径生态学系统的结构、功能过程、格局与动态规律、藕联关系、驱动机制以及对全球变化因子的响应、适应与反馈研究，计量评价森林生态系统服务功能，具体包括：

（1）森林生态系统结构、功能过程及驱动机制研究。研究温带与寒温带典型森林生态系统的组成、结构和功能过程及关系，地上与地下生态学过程的藕联，森林生态系统碳循环及其与养分和水分循环的藕联，森林生态系统的分布格局及分异机制，森林生态系统发生和演替规律及其驱动机制，森林群落的生物多样性及物种共存机制等。

（2）森林生态系统结构与功能过程对全球变化的响应和适应研究。研究温带与寒温带典型森林生态系统对气候变化（温度和降水变化）、氮沉降、土地利用与覆盖变化、林火、有害生物等全球变化因子的响应、适应与反馈机制，尤其是重要生物危害因子发生特点、种群扩张规律与暴发成灾机制，气候变化对林火发生、规模、强度等的影响以及森林生态系统的植被更新、演替、生物多样性、碳氮水循环等对干扰的响应机制。

（3）森林生态系统服务功能的计量与评价研究。基于黑龙江帽儿山森林生态系统国家野外科学观测研究站、黑龙江凉水森林生态站、黑龙江漠河森林生态站的长期定位研究数据，运用生态学和生态经济学的理论与方法，对森林生态系统的提供服务、调节服务、社会服务和支持服务进行综合计量评价，构建符合国情和省情的合理的森林生态系统服务功能评价指标和理论体系。

2.森林生态系统保育与修复关键技术

以东北阔叶红松林、低质天然次生林、人工林、大兴安岭冻土区等为研究对象，研究退化和受损生态系统的稳定性、多样性、抗逆性、生产力、恢复力，监测、模拟、预警及预测生态系统退化过程的动态，研发退化生态系统的修复与重建、生物多样性的恢复与维持、人工林退化机理及长期生产力的维持、低质林与黑土区水土流失控制与土壤生态恢复、森林有害生物发生规律与防治、林火管理等技术，并示范推广。具体包括：

（1）天然林保育及退化森林生态系统恢复技术。以原始林、过伐林等森林生态系统为主要研究对象，重点研究多物种共存与生物多样性动态维持技术、典型珍稀濒危物种保育和扩繁技术等。以天然次生林、采矿迹地、火烧迹地等为主要研究对象，重点研究林隙调控更新和生态抚育技术、次生林封育改造与结构调整技术、严重退化地的植被重建技术、退化天然林恢复中的保留木经营调控技术等。

（2）人工林生态系统生态修复技术。以人工林为主要研究对象，重点研究人工林地力衰退机理及长期生产力的维持技术、矿区水土流失控制与黑土区土壤生态恢复技术、人工林近自然化改造技术、人工林目标树经营技术、人工林病虫害监测预防技术、人工林火险预测评估和扑救技术等。

（3）重要森林有害生物的综合防控关键技术与示范。研究森林生态系统重要危害因子早期快速发现和诊断，重要危害因子种群和基因型检测、准确快速鉴定的检疫御灾技术；基于林业有害生物的本底数据库和监测管理平台的生物灾害监测预警技术；立体监测技术体系构建；宏观大尺度智能化监测。研究高效、无公害防控体系。天敌昆虫捕食机理，微生物杀虫剂和植物源农药致毒机制，研发高效持效的无公害防治技术；种间互作化学通讯和营养级间级联机制，研发抗性资源调控生态系统结构技术；景观生态理论阻遏有害生物扩散蔓延机制；基于森林生态系统重要危害因子生物学、生理学特征的新型农药分子靶标挖掘及绿色农药创制；先进生物技术在有害生物防控中的高效应用；害虫信息素“推-拉”机制及分离鉴定技术；集成几种重要生物危害因子关键技术协同控害效果的评价体系及技术体系。

（4）森林火灾防控关键技术与示范。研究林火干扰的发生发展规律以及多尺度森林火险预测预报技术。研发短、中、长期火险趋势的林火预测预报系统；利用多种遥感数据监测林火发生、蔓延以及提取过火信息等技术，建立森林火灾全过程监测技术体系；研究不同管理层次森林火险监测预警系统平台体系架构，研究林火监测、预测预报、火灾评估和扑救技术体系及应用系统构建，建立不同尺度的林火监测预警系统试验示范。

3.森林生态系统可持续经营规划与设计

以森林生态系统可持续经营生态学理论和生态系统保育与修复技术为基础，研发立地质量评价与潜力评价、森林生长与收获精准预测、不同尺度森林多目标协同优化、全周期精细化森林生产力和森林生态功能提升、森林资源监测与多效益评价等关键技术，揭示森林的生长、发育和演替规律，预测短期和中期的变化，调整森林结构，培育健康稳定高效的森林生态系统。实现森林供给、服务、支持和调节功能的最大化，因地制宜的开展森林景观优化配置设计与规划，建立东北地区森林生态系统可持续经营基础数据库和平台，为不同尺度森林可持续经营提供规划与设计方案。

（1）森林生长与经营模型模拟。基于近代统计方法（如混合效应模型、度量误差模型、联立方程组模型、空间加权回归模型等）及计算机模拟技术，利用统计模型、过程模型及杂合模型，研究森林多水平随机生长模拟理论框架和分析方法；立地质量空间评价模型；树木和林分随机生长与收获模型；林木树冠结构、树干形状、木材质量及机理模型；森林经营条件下生长收获模拟与演替机理；森林经营（植被控制、间伐、施肥、遗传改良等）随机效应模拟及经营效果定量分析；构建不同尺度林木及森林资源、生物量及碳储量预测模型；开展区域典型森林生态系统功能和过程模拟。

（2）森林多目标、多功能、多尺度经营规划理论与技术。研究基于森林的自然特性和人工特性及其“自然-人工”交互增益的机理和经营技术；经营条件下种间和种内相互作用及对森林生态系统整体功能的影响，经营措施对树种结构-碳汇能力-气候变化的影响机理和调控模型；森林质量协同提升的机制及多目标经营理论和方法研究，多尺度森林经营规划决策模型、多目标经营决策技术及森林恢复技术；基于激光雷达数据的森林动态收获空间优化模拟，组合GIS、遥感信息及多准则决策技术实现森林多功能经营；考虑将气候变化影响的随机优化算法引入森林规划问题中，研究气候变化不确定性的影响和复杂的森林决策问题；构建全周期森林经营优化的技术体系和方案，提供经营单位和景观水平的森林经营空间规划技术和设计。

（3）森林资源动态监测和评价技术。研究基于GIS的森林资源及生态效益的监测、分析、评价和经营决策；基于卫星和航空遥感技术、无人机激光雷达技术、以及地面精细调查技术的数据融合及数据库创建；基于新型遥感和机理模型的区域森林资源综合信息提取技术；智能森林资源信息管理框架的构建及辅助决策的优化算法；多源、多时相、多分辨率森林资源数据融合及一体化管理，实现对森林资源动态变化以及灾害等监测；结合多源遥感数据及地面精细调查技术，实现对森林碳汇时空变化的动态监测；不同尺度森林碳汇动态变化监测与评价模型；森林资源结构动态变化监测与可持续利用综合评价模型；大尺度高精度森林资源监测体系及数据库的设计与建设方案；东北地区乃至全国森林资源时空变化的预测模型。