1植物遺傳資源應當是今后生物多樣性保護的重點

生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎, 具有巨大的生態(tài)服務功能。全球生物多樣性每年為人類創(chuàng)造的服務價值遠高于經(jīng)濟生產(chǎn)總值。目前, 人類生存與發(fā)展主要還依賴于自然生態(tài)系統(tǒng)的巨大服務功能, 包括生物多樣性提供的良好生態(tài)環(huán)境, 以及遺傳多樣性給農林牧漁新品種培育提供的物質基礎。然而, 遺傳多樣性(遺傳資源)作為生物多樣性的重要組成部分及物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的重要基礎, 其實際和潛在價值尚未得到足夠的認識和重視(中國生物多樣性國情研究報告編寫組, 1998, 2016; Li & Pritchard, 2009)。

本文所指的植物遺傳資源包括栽培農作物、野生經(jīng)濟植物、野生和栽培經(jīng)濟林木、野生和栽培藥材、花卉觀賞植物和能源植物等。其中, 作物和林木遺傳資源是維持農林產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與競爭力以及糧食安全和能源的基礎, 是國家重要的基礎和戰(zhàn)略資源。野生近緣種(crop wild relatives)是現(xiàn)有栽培植物的祖先或與之遺傳關系較近的野生種, 它們含有現(xiàn)代栽培作物所沒有的有益基因, 對于提高農業(yè)生產(chǎn)量和維持農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展越來越重要。林木資源可分為用材、經(jīng)濟林和防護林等樹種。其中, 用材樹種資源多樣性體現(xiàn)在林木的種類多樣性和種內遺傳多樣性兩個層面, 豐富的野生林木資源為用材林樹種培育、良種選育和林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎(鄭勇奇, 2014)。

20世紀下半葉開始, 隨著人口增長、農業(yè)擴張、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加速推進以及經(jīng)濟、社會持續(xù)發(fā)展, 植物遺傳資源面臨了嚴重的威脅(Heywood et al, 2007)。在對植物遺傳資源的保護中, 有建立種質資源庫、基因庫, 以及遷地、就地保護等形式, 特別是遺傳資源庫受到廣泛關注并取得了重要成效, 遷地保護也有一定進展。但栽培植物與野生近緣種遺傳多樣性資源持續(xù)減少的趨勢未得到根本扭轉, 部分地區(qū)植物遺傳資源亟待搶救。植物遺傳資源保護面臨的主要障礙之一是缺乏對植物遺傳多樣性的全面認識, 包括栽培植物與野生近緣種各自的分布模式、遺傳結構、種群歷史、相互關系和喪失情況等, 研究的嚴重滯后和信息的大量空白制約了對其制定合理有效的保護、保存和利用策略?！渡锒鄻有詰?zhàn)略計劃》(2011–2020)(CBD-COP10)的戰(zhàn)略目標B強調“減少生物多樣性的直接壓力和促進可持續(xù)利用”, 目標13強調“到2020年, 保持栽培植物、養(yǎng)殖和馴養(yǎng)動物及野生近緣物種, 包括其他社會經(jīng)濟及文化上寶貴物種的遺傳多樣性, 同時制定并執(zhí)行減少遺傳侵蝕和保護其遺傳多樣性的戰(zhàn)略”。因此, 可以預見的將來, 植物遺傳多樣性將是保護重點。

長江流域

2長流流域植物遺傳資源的戰(zhàn)略地位和面臨的威脅

中國的植物遺傳資源及保存數(shù)量位于世界前列。我國是最大的、獨立的世界栽培植物形態(tài)建成中心和栽培植物起源地(起源中心), 初生和次生起源于中國的作物有136種, 占全世界667種的20.4%(瓦維洛夫, 1982)。雖然我國野生近緣種的遺傳多樣性極為豐富, 但栽培種的遺傳多樣性卻十分貧乏, 作物野生近緣種的研究與保護亟待重視(馬克平, 2012)。

長江流域是生物多樣性極為豐富的區(qū)域。這是全流域自然地理、地質歷史和人類文明史及其相互作用的綜合結果(陳家寬等, 1997), 在我國乃至全球的生物多樣性中獨具特色。長江及其周圍湖群被列為“全球200”優(yōu)先保護熱點生態(tài)區(qū)之一(Olson & Dinerstein, 1998)?！吨袊锒鄻有試檠芯繄蟾妗反_定的17個具有全球意義的生物多樣性保護關鍵區(qū)域中有10個全部或部分位于長江流域(中國生物多樣性國情研究報告編寫組, 1998)?！吨袊锒鄻有员Ｗo戰(zhàn)略與行動計劃(2011–2030)》確定的35個生物多樣性保護優(yōu)先區(qū)域中有11個全部或部分位于長江流域?？梢? 長江流域生物多樣性具有重要的戰(zhàn)略地位。

長江流域與黃河流域同為世界四大農耕文明起源地之一。大量考古資料證明, 中國的原始農業(yè)和農耕文明起源于約1萬年前的長江流域和黃河流域, 流域內具備生態(tài)要素的合理配置, 以及生物多樣性提供的農作物野生近緣種、林木資源和家養(yǎng)動物野生種資源(陳家寬和李琴, 2014)。長江流域的作物遺傳資源, 在流域自然條件演變和近萬年農耕文明耕作制度下, 經(jīng)歷了漫長的自然選擇和人工選擇, 形成了豐富的遺傳多樣性。Н. И.瓦維洛夫的栽培植物起源中心學說認為, 中國中部和西部山區(qū)及其毗鄰的低地(主要位于長江流域)是全球第一個最大的獨立的世界農業(yè)發(fā)源地和栽培植物起源地, 是世界八大作物起源中心之一。全流域的栽培植物數(shù)量極大, 初生和次生中心植物種群變異大, 異型和野生近緣種多, 遺傳多樣性豐富, 特別是長江流域亞熱帶的栽培植物區(qū)系極為奇特和豐富, 在組成上與世界其他農業(yè)初始起源地有明顯不同。在栽培植物種和屬的潛力和優(yōu)勢上, 也超出了其他起源地(瓦維洛夫, 1982)。長江中上游地區(qū)是許多中國起源的栽培作物野生近緣種的多樣性中心, 而現(xiàn)在的長江中下游地區(qū)是水稻(Oryza sativa)、油菜(Brassica campestris)、桑(Morus alba)、茶(Camellia sinensis)、油茶(Camellia oleifera)、柑橘(Citrus reticulate)等的集中產(chǎn)區(qū)。長江流域亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)的林木資源大多處于野生狀態(tài), 分布極為廣泛, 生境多樣, 經(jīng)過長期的適應和進化, 也形成了豐富的種內遺傳多樣性。這一區(qū)域的主要用材林樹種有杉木(Cunninghamia lanceolata)、馬尾松(Pinus massoniana)、毛竹(Phyllostachys edulis)等幾十種, 存在顯著或極顯著的群體內或群體間遺傳變異、顯著的種源地理變異趨勢(顧萬春, 2001), 對育種和遺傳改良有較高開發(fā)利用價值。

野生稻（攝影：宋志平）

長期以來, 由于長江流域具備符合全球經(jīng)濟生產(chǎn)力適宜溫度的氣候要素條件(Burke et al, 2015), 一直是我國經(jīng)濟社會高速發(fā)展、人口密集的區(qū)域。隨著長江經(jīng)濟帶建設和長江大保護戰(zhàn)略的推進, 長江流域更成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展、自然資源利用和生物多樣性保護最具沖突的區(qū)域之一。目前, 長江流域已建立的生物多樣性自然保護體系中, 學界和決策部門在物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性兩方面已開展大量科研和保護工作, 取得了卓有成效的保護成就。但是, 對中華農耕文明史的生態(tài)學解讀以及與人類生存和生產(chǎn)密切相關的植物遺傳資源的研究和嚴格保護的戰(zhàn)略意義, 及其在全世界的重要地位尚沒有引起人們足夠的重視！

長江流域植物遺傳資源保護還面臨巨大威脅。目前, 隨著城鎮(zhèn)化進程對土地利用格局的大幅改變、人類活動對濕地和森林生態(tài)系統(tǒng)的干擾以及生境片斷化, 流域內野生近緣種遺傳資源喪失嚴重。主要表現(xiàn)在: 野生近緣種因棲息地被破壞、過度采挖、過度放牧等因素而消失; 作物種植品種單一化程度突出而導致遺傳多樣性逐漸丟失; 珍稀作物野生近緣植物分布居群或居群系統(tǒng)萎縮或消失。魏偉等(2008)提出9種中國應優(yōu)先利用卻被忽視或未被充分利用的首批植物資源名單, 其中獼猴桃(Actinidia chinensis)、蕎麥(Fagopyrum esculentum)、香櫞(Citrus medica)、枇杷(Eriobotrya japonica)起源于長江流域, 黃花菜(Hemerocallis citrina)的主產(chǎn)區(qū)位于長江流域。從2001年至2014年, 我國已建立189個物理隔離保護方式和72個主流化保護方式的農業(yè)野生植物原生境保護點, 約1/3位于長江流域(中國生物多樣性國情研究報告編寫組, 2016), 但這種簡單圍墻式的保護措施缺少生態(tài)學原理與方法的科學支撐, 其保護有效性如何和所保護種群的生存生長狀態(tài)亟需開展跟蹤和監(jiān)測(于燕波等, 2013)。另外, 還有很多重要的作物及其野生近緣種遺傳資源沒有納入自然保護區(qū)或成為重要的保護對象。而且, 部分針對遺傳資源的保護小區(qū)在管理上存在缺失, 對保護對象缺乏科學的認識和研究, 使保護工作難以發(fā)揮應有的成效。長江流域林木遺傳資源在自然保護區(qū)、森林公園、風景名勝區(qū)等保護地內受到較好的保護, 但在其他區(qū)域的保護難度較大, 尤其是在大面積結構單一的人工林區(qū)域, 林木遺傳資源原生性和完整性較差, 其遺傳多樣性急劇下降。目前尚沒有針對種質資源或遺傳資源保護的立法, 僅農業(yè)部《農作物種質資源管理辦法》(2003)對植物種質資源的收集、整理、保存、利用等進行了規(guī)范, 不足以依法有效保護。

普通油茶（攝影：戎?。?/p>

3長江流域植物遺傳資源保護和可持續(xù)利用是長江大保護的主要任務之一

2016年, 習近平總書記在推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展座談會上強調: 長江、黃河都是中華民族的發(fā)源地, 都是中華民族的搖籃。當前和今后相當長一個時期, 要把修復長江生態(tài)環(huán)境擺在壓倒性位置, 共抓大保護, 不搞大開發(fā)。資源分布的時空格局決定了人類文明起源和經(jīng)濟社會發(fā)展的空間格局。歷史上, 文明的發(fā)端和興衰都是與溫度適宜、生態(tài)要素優(yōu)勢配置的濕地密切相關, 長江流域的生物多樣性資源是中華古文明起源、發(fā)展和繁榮的最重要物質基礎之一。今后, 長江流域的資源不但是長江經(jīng)濟帶和生態(tài)文明建設最重要的自然資本, 而且長江流域和我國海岸帶一起成為我國能否實現(xiàn)中國夢最為關鍵的自然地理區(qū)域。作物遺傳資源是將來長江流域甚至全國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的命脈。因此, 長江流域植物遺傳戰(zhàn)略資源的整體保護非常緊迫, 需加大保護、研究、開發(fā)和可持續(xù)利用工作的力度，盡快全面系統(tǒng)地開展長江流域作物和林木遺傳多樣性的調查工作, 摸清家底和尚未引起重視的遺傳資源的瀕危情況, 基于它們的調查編目來制定完善和合理有效的遺傳資源多樣性研究、評估、保護、監(jiān)測和可持續(xù)利用體系。

京梨獼猴桃和兩廣獼猴桃（攝影：王玉國）

綜上, 長江流域植物遺傳資源的保護和可持續(xù)利用是長江大保護戰(zhàn)略的重要切入點和突破點之一。為此, 復旦大學和南昌大學設計并組織出版了“長江大保護與植物遺傳多樣性”專輯, 得到主編馬克平先生的大力支持。本專輯包括本文在內共9篇文章, 首先從長江流域農作物起源、農耕文明形成和發(fā)展著手, 從歷史與生態(tài)視角探討了其與流域尺度上生物多樣性的內在邏輯關系; 在此基礎上, 選擇了長江流域最有代表性并對全人類生存與發(fā)展有重要影響力的糧食作物——水稻和蕎麥, 經(jīng)濟作物——茶、油茶、獼猴桃, 以及與人類生存、生活息息相關的林木資源, 分別闡述了它們的發(fā)展歷史以及遺傳多樣性現(xiàn)狀、保護、可持續(xù)利用的緊迫性和策略。最后, 趙耀等(2018)總結了國內外對栽培植物野生近緣種進行原生境保護與遷地保護所取得的進展, 并基于我國實際情況提出了栽培植物野生近緣種的保護建議。對栽培植物野生近緣種利用技術進行了梳理, 探討了其可持續(xù)利用的新思路, 并以長江流域幾種代表性栽培植物為案例, 對主要作物類型的保護和利用情況進行了探討。

對于長江流域生物多樣性和植物遺傳多樣性研究和保護, 本專輯只是管中窺豹。通過本專輯, 我們呼吁決策部門和學界對栽培作物及其野生近緣種的遺傳資源給予更多的關注與思考, 高度重視這類戰(zhàn)略資源保護、挖掘與利用的科學研究與戰(zhàn)略布局, 要在國家重大研發(fā)計劃與保護地建設上盡快安排, 并率先在長江流域取得突破。長江流域是中國植物遺傳資源和作物野生近緣種分布的最重要區(qū)域之一, 也是承載中華文明過去和未來的關鍵地區(qū), 遺傳多樣性保護、開發(fā)和利用任重而道遠！