申端鵬,呂立君,何登寧,席忠誠
(1.甘肅省子午嶺管理局合水分局平定川林場,甘肅合水745407;2.慶陽市林木種苗管理站,甘肅慶陽745000;3.甘肅子午嶺國家森林公園管理中心,甘肅慶陽745000)
種質資源(Germplasm resources)也稱遺傳資源、基因資源,是具有特定種質或基因,可供育種及相關研究利用的生物類型,也是國家重要的戰(zhàn)略資源。因此,摸清種質資源“家底”,開展林木種質資源調查和保護利用,對于促進林業(yè)產業(yè)化發(fā)展具有十分重要的意義。
慶陽市位于甘肅省東部,陜甘寧三?。▍^(qū))的交會處,屬黃河中游內陸地區(qū)??偯娣e2.7萬km2,總人口265萬人。習稱“隴東”,素有“隴東糧倉”之稱。地形北高南低,海拔885~2 082 m。中南部為黃土高原溝壑區(qū),平均海拔1 400 m;西北部為黃土丘陵溝壑區(qū),海拔為1 500~2 000 m,黃土丘陵綿延起伏,總面積7 547 km2,土地遼闊,植被稀疏,人口密度平均26人/km2;東部為黃土丘陵區(qū);山、川、塬兼有,溝、峁、梁相間,高原風貌雄渾獨特,縱跨南北的子午嶺,海拔在1 600~1 907 m,40 621 hm2次生林,為中國黃土高原上面積最大、植被最好的水源涵養(yǎng)林,森林覆蓋率88.3%,總面積4 187 km2,有“天然水庫”之稱[1]。
慶陽屬于中國北方零散林區(qū),是少林地區(qū)之一,地處中緯度及東亞海洋季風能及的西部邊緣,屬于溫帶半濕潤氣候。由于地理、氣候條件適宜植物生長繁衍,孕育出多種多樣的木本植物種類。境內現有森林植被因受自然條件及人為活動因素影響,在水平分布上由北向南呈現出明顯地帶性差異??偟姆植继卣魇俏鞅辈肯∩伲心喜可院?,東部較多。區(qū)內現有樹種資源是在這一特定地域生境下,經過漫長自然演化及人工繁育活動而形成的。其中一半以上是從地史時期滋生、變遷、留存下來的固有“鄉(xiāng)土樹種”,還有相當數量是自漢唐以來的各個歷史時期由人工從外域引種栽培,扎根本區(qū),不斷繁衍的“引進樹種”,兩大源流融匯成這一地區(qū)樹種資源的豐富寶庫[2]。
1991年以前,慶陽市木本植物資源未進行過系統普查,所用種質資源資料是根據1954年中國科學院植物研究所《子午嶺梢林區(qū)調查報告》、1985年《慶陽地區(qū)林業(yè)區(qū)劃》及科研部門的調查記載數據。1991年慶陽師專生物系和慶陽地區(qū)林業(yè)處合作,對子午嶺林區(qū)木本植物資源進行調查與研究,并編著《子午嶺木本植物志》,文中記載木本植物資源47科96屬222種。隨后慶陽市木本植物資源數據依據此成果,結合《慶陽地區(qū)林業(yè)區(qū)劃》、各縣(區(qū))有關資料、《慶陽師專生物園植物名錄》和《慶陽林校校園樹種名錄》等相關資料整理,記栽慶陽市區(qū)內共有木本植物369種,分屬于71科151屬。2015年出版的《慶陽市林業(yè)志》記載全市木本植物80科172屬、445種1亞種64變種15變型[3]。
甘肅省種質資源調查試點工作2015年7月在慶陽市7縣1區(qū)及子午嶺4個林管分局全面開展。截至2019年底,慶陽市種質資源調查工作已完成采集標本6 903份,拍攝木本植物特征圖片19 152張,制作標本8 085盒。
經初步統計,慶陽市林木種質資源分屬76科179屬690種(含變種63種,亞種6種,變型9種,品種103種),其中被子植物66科161屬622種,裸子植物9科15屬43種,蕨類植物1科1屬1種;按來源類型分為野生樹種231種,栽培樹種336種,引進樹種106種,瀕危珍稀樹種17種;按植物類型分為喬木393種,灌木256種,藤本35種,草本4種,竹類3種;另外,古樹名木47種405處20科31屬1 087株/群。
按照吳征鎰對種子種植物區(qū)系地理類型分類分析,本區(qū)木本植物76科植物劃分為10個分布區(qū)類型,其中:世界分布禾本科、毛茛科、榆科、薔薇科、鼠李科、木樨科、菊科、豆科等19科占比25%,熱帶成分分布40.8%,其中泛熱帶分布的漆樹科、蕓香科、苦木科、楝科、衛(wèi)矛科、椴樹科、桑寄生科等24科,占比31.6%;熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布紫茉莉科、七葉樹科、冬青科、五加科、馬鞭草科等5科,占比6.6%;熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布蘇鐵科、馬錢科等2科,占比2.6%;北溫帶分布松科、百合科、忍冬科、柏科、山毛櫸科、樺木科、胡桃科、黃楊科、楊柳科、胡頹子科、槭樹科、小檗科等18科,占比23.7%,東亞北美間斷分布木蘭科、蠟梅科等2科,占比2.6%;舊世界溫帶分布檉柳科1科,占比1.35%;地中海、西亞至中亞分布石榴科1科,占比1.35%;東亞分布獼猴桃科、三尖杉科2科,占比2.6%;中國特有成分分布銀杏科、杜仲科2科,占比2.6%。本區(qū)木本植物177屬劃分為14個分布類型,其中世界分布的9屬,占比5.1%;熱帶成分分布(27.7%)分別為泛熱帶分布20屬,占比11.3%;熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布6屬,占比3.4%;舊世界熱帶分布5屬,占比2.8%。熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布9屬,占比5.1%;熱帶亞洲和熱帶非洲分布1屬,占比0.6%;熱帶亞洲分布8屬,占比4.5%。溫帶成分分布(62.7%)分別為北溫帶分布49屬,占比27.7%;東亞、北美間斷分布21屬,占比11.9%;舊世界溫帶分布16屬,占比9%;溫帶亞洲分布5屬,占比2.8%;地中海、西亞至中亞分布2屬,占比1.1%;東亞分布18屬,占比10.2%。中國特有成分分布8屬占比4.5%[4,5]。
區(qū)內中國特有種為文冠果、虎榛子、杜仲、水曲柳、蠟梅、青檀、銀杏等7種。
珍稀瀕危木本植物有銀杏、水杉、紅豆杉、杜仲、新疆野蘋果、紫斑牡丹、厚樸、水曲柳、胡楊、蒙古櫟、龍爪桑、梨花牛甜果、欏木石楠、山刺玫、龍爪刺槐、金葉刺槐、野葡萄等17種。
木本植物物種資源豐富,區(qū)系地理成分多樣,物種區(qū)系具有明顯的溫帶分布性質,但也有熱帶成分分布,說明本區(qū)物種熱帶區(qū)系成分和溫帶區(qū)系交匯和過渡及相互滲透的特點,本區(qū)植物與亞熱帶、熱帶的植物有密切的聯系,但以溫帶分布成分占主導地位,同時大部分溫帶植物區(qū)系具有熱帶親緣。
隨著慶陽市林木種質資源調查工作的全面完成,今后的工作應在以下幾個方面進一步開展,以期更好地為慶陽市林業(yè)生態(tài)建設服務。
通過采集拍攝木本植物特征圖片,采集制作植物標本,結合文字描述,充分表達林木種質資源現狀;詳細記錄各樹種的生態(tài)因子,確定木本植物的自然分布范圍、自然地理狀況以及氣候、環(huán)境、土壤等適生外部環(huán)境條件。完成種質資源標本收集、種質信息數據錄入、主要樹種種質資源分布圖繪制,加快種質資源成果匯總,豐富慶陽種質資源數據資料[1]。
種質資源是開展育種工作的物質基礎,廣泛收集和長期保存林木種質資源,是林木良種選育和實現良種化的前提,對社會經濟發(fā)展和生態(tài)安全有著深遠影響。建立慶陽市木本植物資源信息數據庫,為今后林業(yè)生命科學研究、保護及利用提供寶貴的依據。因此,建立林木種質資源數據庫,便于研究林木種質資源遺傳的多樣性、遺傳性等,實施林木良種選育;同時不斷完善、配套的技術標準體系,制定一系列技術標準或規(guī)程,使林木種質資源研究、保護、利用、管理等過程規(guī)范化、系統化[1]。
種質資源的創(chuàng)新主要是遺傳和變異,而應用則是前提。慶陽市具有豐富的野生種質資源遺傳基礎,并帶有許多優(yōu)異基因,也帶有不利的基因,需要通過科技手段,培養(yǎng)出高產、優(yōu)質、抗逆、抗病的新品種。加之林木良種選育工作是長期的工作,亟待開展的是制定林木種苗長期發(fā)展規(guī)劃,加強林木良種培育與推廣,提高造林良種使用率,實現林木種苗生產基地化、質量標準化、造林良種化。因此,多方籌措資金,利用種質資源成果,設立保護科研課題,建設種質資源庫,實施原地、異地保存和設施保存,保護種質資源多樣性,利用分子技術發(fā)掘其中優(yōu)異基因,推動一場林業(yè)科技革命,為林木種質資源研究、技術創(chuàng)新與引進、林木種質資源保護管理奠定基礎[1]。
為了提升林業(yè)發(fā)展水平,加強管理、保護、利用林木資源,提高林地生產力和森林質量,推進生態(tài)建設,保障生態(tài)安全,發(fā)展綠色產業(yè),建立種質資源收集保護利用的長效機制,建議成立市級種質資源保護和利用辦公室,統籌規(guī)劃和管理相關工作。市縣林業(yè)部門利用基層林業(yè)工作便利,及時進行補充資料,豐富資源信息庫,保證種質資源信息平臺的及時更新和逐步完善。與本地專業(yè)院校及科研單位緊密配合,以現代基因組學為基礎,以大規(guī)模、高質量的現代化設施為手段,全面開展新基因發(fā)掘工作;加快種質資源利用步伐,進一步推進成果轉化,使選育出的優(yōu)良樹種(品種)及早應用到生產中[1]。