申端鹏,吕立君,何登宁,席忠诚
(1.甘肃省子午岭管理局合水分局平定川林场,甘肃合水745407;2.庆阳市林木种苗管理站,甘肃庆阳745000;3.甘肃子午岭国家森林公园管理中心,甘肃庆阳745000)
种质资源(Germplasm resources)也称遗传资源、基因资源,是具有特定种质或基因,可供育种及相关研究利用的生物类型,也是国家重要的战略资源。因此,摸清种质资源“家底”,开展林木种质资源调查和保护利用,对于促进林业产业化发展具有十分重要的意义。
庆阳市位于甘肃省东部,陕甘宁三省(区)的交会处,属黄河中游内陆地区。总面积2.7万km2,总人口265万人。习称“陇东”,素有“陇东粮仓”之称。地形北高南低,海拔885~2 082 m。中南部为黄土高原沟壑区,平均海拔1 400 m;西北部为黄土丘陵沟壑区,海拔为1 500~2 000 m,黄土丘陵绵延起伏,总面积7 547 km2,土地辽阔,植被稀疏,人口密度平均26人/km2;东部为黄土丘陵区;山、川、塬兼有,沟、峁、梁相间,高原风貌雄浑独特,纵跨南北的子午岭,海拔在1 600~1 907 m,40 621 hm2次生林,为中国黄土高原上面积最大、植被最好的水源涵养林,森林覆盖率88.3%,总面积4 187 km2,有“天然水库”之称[1]。
庆阳属于中国北方零散林区,是少林地区之一,地处中纬度及东亚海洋季风能及的西部边缘,属于温带半湿润气候。由于地理、气候条件适宜植物生长繁衍,孕育出多种多样的木本植物种类。境内现有森林植被因受自然条件及人为活动因素影响,在水平分布上由北向南呈现出明显地带性差异。总的分布特征是西北部稀少,中南部稍好,东部较多。区内现有树种资源是在这一特定地域生境下,经过漫长自然演化及人工繁育活动而形成的。其中一半以上是从地史时期滋生、变迁、留存下来的固有“乡土树种”,还有相当数量是自汉唐以来的各个历史时期由人工从外域引种栽培,扎根本区,不断繁衍的“引进树种”,两大源流融汇成这一地区树种资源的丰富宝库[2]。
1991年以前,庆阳市木本植物资源未进行过系统普查,所用种质资源资料是根据1954年中国科学院植物研究所《子午岭梢林区调查报告》、1985年《庆阳地区林业区划》及科研部门的调查记载数据。1991年庆阳师专生物系和庆阳地区林业处合作,对子午岭林区木本植物资源进行调查与研究,并编著《子午岭木本植物志》,文中记载木本植物资源47科96属222种。随后庆阳市木本植物资源数据依据此成果,结合《庆阳地区林业区划》、各县(区)有关资料、《庆阳师专生物园植物名录》和《庆阳林校校园树种名录》等相关资料整理,记栽庆阳市区内共有木本植物369种,分属于71科151属。2015年出版的《庆阳市林业志》记载全市木本植物80科172属、445种1亚种64变种15变型[3]。
甘肃省种质资源调查试点工作2015年7月在庆阳市7县1区及子午岭4个林管分局全面开展。截至2019年底,庆阳市种质资源调查工作已完成采集标本6 903份,拍摄木本植物特征图片19 152张,制作标本8 085盒。
经初步统计,庆阳市林木种质资源分属76科179属690种(含变种63种,亚种6种,变型9种,品种103种),其中被子植物66科161属622种,裸子植物9科15属43种,蕨类植物1科1属1种;按来源类型分为野生树种231种,栽培树种336种,引进树种106种,濒危珍稀树种17种;按植物类型分为乔木393种,灌木256种,藤本35种,草本4种,竹类3种;另外,古树名木47种405处20科31属1 087株/群。
按照吴征镒对种子种植物区系地理类型分类分析,本区木本植物76科植物划分为10个分布区类型,其中:世界分布禾本科、毛茛科、榆科、蔷薇科、鼠李科、木樨科、菊科、豆科等19科占比25%,热带成分分布40.8%,其中泛热带分布的漆树科、芸香科、苦木科、楝科、卫矛科、椴树科、桑寄生科等24科,占比31.6%;热带亚洲和热带美洲间断分布紫茉莉科、七叶树科、冬青科、五加科、马鞭草科等5科,占比6.6%;热带亚洲至热带大洋洲分布苏铁科、马钱科等2科,占比2.6%;北温带分布松科、百合科、忍冬科、柏科、山毛榉科、桦木科、胡桃科、黄杨科、杨柳科、胡颓子科、槭树科、小檗科等18科,占比23.7%,东亚北美间断分布木兰科、蜡梅科等2科,占比2.6%;旧世界温带分布柽柳科1科,占比1.35%;地中海、西亚至中亚分布石榴科1科,占比1.35%;东亚分布猕猴桃科、三尖杉科2科,占比2.6%;中国特有成分分布银杏科、杜仲科2科,占比2.6%。本区木本植物177属划分为14个分布类型,其中世界分布的9属,占比5.1%;热带成分分布(27.7%)分别为泛热带分布20属,占比11.3%;热带亚洲和热带美洲间断分布6属,占比3.4%;旧世界热带分布5属,占比2.8%。热带亚洲至热带大洋洲分布9属,占比5.1%;热带亚洲和热带非洲分布1属,占比0.6%;热带亚洲分布8属,占比4.5%。温带成分分布(62.7%)分别为北温带分布49属,占比27.7%;东亚、北美间断分布21属,占比11.9%;旧世界温带分布16属,占比9%;温带亚洲分布5属,占比2.8%;地中海、西亚至中亚分布2属,占比1.1%;东亚分布18属,占比10.2%。中国特有成分分布8属占比4.5%[4,5]。
区内中国特有种为文冠果、虎榛子、杜仲、水曲柳、蜡梅、青檀、银杏等7种。
珍稀濒危木本植物有银杏、水杉、红豆杉、杜仲、新疆野苹果、紫斑牡丹、厚朴、水曲柳、胡杨、蒙古栎、龙爪桑、梨花牛甜果、椤木石楠、山刺玫、龙爪刺槐、金叶刺槐、野葡萄等17种。
木本植物物种资源丰富,区系地理成分多样,物种区系具有明显的温带分布性质,但也有热带成分分布,说明本区物种热带区系成分和温带区系交汇和过渡及相互渗透的特点,本区植物与亚热带、热带的植物有密切的联系,但以温带分布成分占主导地位,同时大部分温带植物区系具有热带亲缘。
随着庆阳市林木种质资源调查工作的全面完成,今后的工作应在以下几个方面进一步开展,以期更好地为庆阳市林业生态建设服务。
通过采集拍摄木本植物特征图片,采集制作植物标本,结合文字描述,充分表达林木种质资源现状;详细记录各树种的生态因子,确定木本植物的自然分布范围、自然地理状况以及气候、环境、土壤等适生外部环境条件。完成种质资源标本收集、种质信息数据录入、主要树种种质资源分布图绘制,加快种质资源成果汇总,丰富庆阳种质资源数据资料[1]。
种质资源是开展育种工作的物质基础,广泛收集和长期保存林木种质资源,是林木良种选育和实现良种化的前提,对社会经济发展和生态安全有着深远影响。建立庆阳市木本植物资源信息数据库,为今后林业生命科学研究、保护及利用提供宝贵的依据。因此,建立林木种质资源数据库,便于研究林木种质资源遗传的多样性、遗传性等,实施林木良种选育;同时不断完善、配套的技术标准体系,制定一系列技术标准或规程,使林木种质资源研究、保护、利用、管理等过程规范化、系统化[1]。
种质资源的创新主要是遗传和变异,而应用则是前提。庆阳市具有丰富的野生种质资源遗传基础,并带有许多优异基因,也带有不利的基因,需要通过科技手段,培养出高产、优质、抗逆、抗病的新品种。加之林木良种选育工作是长期的工作,亟待开展的是制定林木种苗长期发展规划,加强林木良种培育与推广,提高造林良种使用率,实现林木种苗生产基地化、质量标准化、造林良种化。因此,多方筹措资金,利用种质资源成果,设立保护科研课题,建设种质资源库,实施原地、异地保存和设施保存,保护种质资源多样性,利用分子技术发掘其中优异基因,推动一场林业科技革命,为林木种质资源研究、技术创新与引进、林木种质资源保护管理奠定基础[1]。
为了提升林业发展水平,加强管理、保护、利用林木资源,提高林地生产力和森林质量,推进生态建设,保障生态安全,发展绿色产业,建立种质资源收集保护利用的长效机制,建议成立市级种质资源保护和利用办公室,统筹规划和管理相关工作。市县林业部门利用基层林业工作便利,及时进行补充资料,丰富资源信息库,保证种质资源信息平台的及时更新和逐步完善。与本地专业院校及科研单位紧密配合,以现代基因组学为基础,以大规模、高质量的现代化设施为手段,全面开展新基因发掘工作;加快种质资源利用步伐,进一步推进成果转化,使选育出的优良树种(品种)及早应用到生产中[1]。