刘晓菊,王 冬,于德林,高丽红,梁 鹏
(辽宁省果树科学研究所,辽宁 营口 115009)
林木种质资源具有抗病、耐寒、耐旱等特性,或具有速生、材质优良等性状,既是林木遗传多样性的载体,又是开展林木育种的基本材料。以林木种质资源为中心的育种是最科学、最有效、最简捷的途径。因此,林木种质资源保存的数量和质量,不但是衡量育种工作发展水平的重要标志之一,也在一定程度上决定了育种效果。
辽宁省自然条件复杂,植物资源丰富,树木种类繁多。全省木本植物共有68科167属548种(含变种)[1]。但随着社会和经济的不断发展,人们对木材以及森林产品需求量的不断增加,导致大量林木不断被采伐,不但使许多珍贵的林木种质资源日益减少,甚至濒临灭绝,更引起林内生态环境的恶化,林内生物多样性的减少,破环生态系统的稳定性[2]。因此,优良林木种质资源正处于危机之中,保护林木种质资源已成为当前最重要的工作。
辽宁省果树科学研究所熊岳树木园,坐落于辽宁省营口市鲅鱼圈区熊岳镇境内,地理坐标122°09′E,40°10′N。始建于1915年,是收集北方树种较全的树木园之一。园区主要划分为珍稀古树资源保护区、濒危树种迁地保护区、园林绿化示范区,以及名优树种试验区4个功能区域,共收集保存北方各种珍稀、濒危和名特乡土树种67科150属657种,为农林科学研究和生产提供了重要的种质资源材料和基础数据信息。
熊岳树木园位于第四纪沉积平原上,平均海拔22.6 m,呈东北高西南低的趋势。大部分属草甸棕壤,土层深厚,较肥沃,通透性较好,地下水位10 m左右。属温带半湿润季风气候,四季分明,气候温和,雨热同季,光照充足。春季少雨多风;夏季炎热,历时较短;秋季昼夜温差大;冬季寒冷,历时较长。年均气温10.9 ℃,极端最高温36.8 ℃,极端最低温-28.2 ℃。年均降水量642.9 mm,多集中于6-8月;平均无霜期176 d。主要灾害性天气为春旱、大风、暴雨和冰雹。
1.2.1 珍稀古树资源保存养护
熊岳树木园是我国建园最早的植物园,也是最早引种保存国内外植物的树木园。由于生态环境好,保存古树名木资源较多,园区现保存100年生以上古树资源100多株,生长状态良好,有关其引种来源、生长适应性等基础数据资料保存完整(表1)。其中包括北美引进树种:北美乔松Pinusstrobus、班克松P.banksiana、银槭Acersaccharinum、刺槐Robiniapseudoacacia等;欧洲引进树种:欧洲云杉Piceaabies、银白杨Populusalba等;亚洲引进树种:天鹅绒黄檗Phellodendronmolle;乡土树种:枫杨Pterocaryastenoptera、核桃楸Juglansmandshurica等。
表1 古树名木资源保存现状
1.2.2 忍冬科、槭树科等北方适生树种及乡土树种的收集保存
熊岳树木园的引种原则是引种保存北方地区不同种源各科属典型代表植物种类,以及当地乡土植物资源。目前基本完成忍冬科、槭树科、蔷薇科、壳斗科等9大科北方适生树种属内各“种”级别的全面收集,共收集42属300种1 500余份。其中忍冬科包括忍冬属16种95份、接骨木属6种40份、荚蒾属8种45份、锦带花属9种50份、六道木属2种11份、猬实属1种6份、毛核木属1种7份,相关生长特性、应用价值、引种来源等数据信息保存完整;对一些观赏价值高的植物种类,大量收集保存不同品种、变种,通过科学配置,建成特色专类收集保存园,如牡丹园、木兰园、蔷薇园、杜鹃园等;注重当地野生乡土树种的收集保存,包括用材、绿化观赏、野生果树、木本粮油、贵重药材等树种资源,开展相关栽培管理技术研究并开发推广。这些树木资源不但为当地的城市园林生态建设和维持园林绿化景观稳定发挥了重要作用,也为促进地区农业经济发展提供种质资源保证。
1.2.3 国家级保护的珍稀濒危植物资源
国家级保护的珍稀濒危植物资源是树木园的重点收集保存对象之一。熊岳树木园现收集保存各类国家级保护林木资源100多种,重点保护珍稀濒危树种92株(表2)。这些树种引种时间较早,在熊岳树木园平均保存时间超过60 a,最新引种的国家级珍稀濒危树种的保存时间也超过20 a,有的就地保存在原栽植区域,有的被迁入迁地保护区特殊保护,生长态势良好,均已正常开花结实,并播种繁育出后代,栽培管理技术成熟,相关数据信息整理完善。
表2 重点保护珍稀濒危植物引种保存现状
丰富、珍稀、趣味的植物是树木园的最大特点,也是开展科普活动的最重要素材。目前,树木园发挥植物造景的优势,陆续建成了蔷薇园、杜鹃园、木兰园、樱花园、牡丹园、彩叶园6个特色专类园,按照其进化规律、观赏特性、生长习性等将各树种合理配置,突出其观赏性和科学性。蔷薇科是属类和种类丰富的大科,蔷薇园收集的树种既包括园林观赏小乔木树种樱花Prunusserrulata、山樱P.verecunda、碧桃P.persicacv.duplex、海棠花Malusspectabilis,也包括绿化观赏小灌木蔷薇Rosespp.、月季R.chinensis、棣棠花Kerriajaponica等。由于月季品种、类型,花色、花型丰富,因此被作为蔷薇园中观赏价值最高的专类园——月季园重点展示。月季园首先按照物种演化规律,花瓣从单瓣到重瓣;花色从单色到双色。其次按照对光照、水分及生长空间等的需求,合理配置。再次按照藤本、灌木、树状、微型、大花、丰花划分品种展示区,并且以月季为主题,按照花期、花色、类型等搭配其他树种,如连翘Forsythiasuspensa、辽东丁香Syringawolfii、西府海棠Malusmicromalus等,将月季园的科学内涵以艺术的形式展现出来。植物专类园营造出大面积群体美的景观效果,吸引各界群众前来参观学习,为更好地开展科普素质教育,达到寓教于乐的目的搭建了一个很好的平台。
自建园以来,树木园保存了大量有关植物引种,以及驯化栽培的档案资料,甚至保存日伪时期的引种记录。为适应数字化信息的不断发展,2007年以来,陆续对近100年来植物引种与保育过程产生的数据进行科学的加工与整理,并根据实际工作的需要,添加了引种保存树种的图片资料,最终形成包括引种植物中文科名、属名、种名和拉丁名、引种地、引种年份、引种材料类型、数量、引种人的信息、栽培数量、存活数量、栽培日期信息、物候期,以及开花结实图片信息,重点保护树种的生长量调查资料,生长适应性表现等的详细引种档案。
植物引种档案数字化积累,不但实现了植物保护组织和单位的植物保护多样性信息交流和植物多样性科学知识的普及,更有利于通过对引种树种进行系统的量化、分析和比较,为今后植物的迁地保护研究,以及植物资源开发、应用、推广提供科学的数据支持。
熊岳树木园始建于日伪时期,管理单位历经变革,对林木资源的相关研究与展示的提升不够重视。目前园区保存古树名木资源众多,森林生态环境较好,但景观效果单一,林木资源保存种类相对较少,没有进行系统分类。虽然近10年来每年都有引种,但园区的环境郁蔽,引入植物在园区生长不良,只能保存在迁地保护区。而树木生长快,迁地保护区越来越难满足持续不断的引种,尤其是最近几年,引种力度明显下降。
树木园有关资源保存和展示功能的改造程度较小,类型布局不合理,优势树种自身繁殖系数高,生长量大,致使其他树种的生长空间被严重挤压,生长势弱,难以发挥应有的景观效果。再加上园区科普配套基础设施不完善,科普解说牌数量较少,内容更新慢;科普展品类型少,多局限于植物枝叶标本、花果图片,且数量较少,展示更新少;科普活动多为常规植物识别性的植物教学实习,较少开展互动性较强的创新活动;科普人员普遍存在知识结构老旧,对植物科学的发展敏感度低,对展览、展品、科普活动的设计缺少新意,很难将公众的科普需求与最新科研成果有效结合。
熊岳树木园虽然收集保存了大量的林木资源,并且每年还在继续收集保存,但近年来,没能对现有的林木资源进行充分标准化的整理整合,林木资源的创新开发利用能力较为薄弱,仅对收集保存的部分重点林木资源开展了栽培试验,大量林木资源仍处于未被关注状态,开发利用程度较低。选育出的几个树种,虽然适宜北方地区推广应用,由于采取常规的繁育方式,以及树木园可利用的土地资源少等一系列原因,致使这些珍贵的林木资源繁育数量少,难以满足市场的大量需求,开发推广范围小。
物种多样性是遗传多样性的物质基础。丰富的林木资源具有丰富的遗传变异,不仅为林木育种提供了广阔的遗传基础并获得最大的遗传增益,更能在林业产业发展中抵御各种病虫害的集中暴发,以及极端自然灾害侵害,最大程度地降低林木产业损失。熊岳树木园应在清理杂树的基础上,继续加大北方地区珍稀、濒危植物以及特色乡土林木种质资源的收集保存工作力度,大幅增加林木种质资源,为林业的可持续发展和国家安全等方面储备必要的可再生生物资源。
树木的引种保存是本园基本的工作之一,系统建设樱花园、蔷薇园、杜鹃园、木兰园、彩叶园,充分收集各科树种,丰富各专类园植物种类。引种保存北方特有植物和重要资源植物,加强园区基础设施建设,改善植物栽培繁殖技术条件,提高园林景观展示能力。对收集到的珍稀树木资源的生长、抗性等主要功能性状进行定期测定,并对其性状的遗传变异水平、规律、利用潜力等进行深入研究,为树种的遗传改良和育种工作提供材料。
按照相同特质类型建设不同的植物专类园,系统展示不同类群的植物种类,依据树木园的各种小生境既可营造出多种多样的景观效果,使树木园的科学性和可观赏性都大大提高,不仅便于开展科学研究、物种收集,甚至营造出出其不意的群体景观效果,将树木园的科学内涵以艺术的形式展现出来,更好地诠释植物与环境、植物与人类生活的密切关系,以及保护植物资源的意义,使公众流连忘返于美景中,惊叹于植物对于人类的巨大贡献,潜移默化地开展环境教育,发挥树木园的科普教育功能。
树木园具有独特的植物优势,植物的形态、色彩、类型多样,功能、用途也多种多样,利用学校寒暑假、节假日、春游等广泛开展植物学知识普及教育活动,组织参观名贵花木、珍稀植物、药用植物、趣味植物,介绍植物基本分类学和形态学知识,并综合其产地、生境、各种生物学特性及其经济价值、科学意义、文化背景、历史渊源和因故来历等知识的讲解,使参观者在轻松愉快的气氛中学到更多知识,潜移默化地提高环境意识,为构建人与自然的和谐社会做出贡献。
熊岳树木园独特的地理优势,依托辽宁省果树研究所强大的科研实力,在北方林木资源收集保存、开发应用方面保持优势地位,是科研部门选种、育种的良好基地,同时为大专院校学生提供实践活动的场所。加强与大专院校和苗木生产单位的合作,在林木资源的保存利用上发挥各自优势。一方面,发挥熊岳树木园名优经济树种和园林绿化树种的示范推广功能,促进优良林木种质资源的成果转化力度,推动产业化发展,增加林农经济收入;另一方面,大力开展不同种源对比繁育试验,选育出适应当地环境的优良品种,尽快将良种转化为生产力,为辽宁省的林业科学研究和综合开发、产业转型升级奠定基础,促进林农增收。