1植物遺傳資源應(yīng)當(dāng)是今后生物多樣性保護(hù)的重點(diǎn)

生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ), 具有巨大的生態(tài)服務(wù)功能。全球生物多樣性每年為人類創(chuàng)造的服務(wù)價值遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)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(wù)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(nóng)林牧漁新品種培育提供的物質(zhì)基礎(chǔ)。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(chǔ), 其實(shí)際和潛在價值尚未得到足夠的認(rèn)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(nóng)作物、野生經(jīng)濟(jì)植物、野生和栽培經(jīng)濟(jì)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(nóng)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(chǔ), 是國家重要的基礎(chǔ)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(guān)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)量和維持農(nóng)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(jì)林和防護(hù)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(nèi)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(shí)基礎(chǔ)(鄭勇奇, 2014)。

20世紀(jì)下半葉開始, 隨著人口增長、農(nóng)業(yè)擴(kuò)張、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加速推進(jìn)以及經(jīng)濟(jì)、社會持續(xù)發(fā)展, 植物遺傳資源面臨了嚴(yán)重的威脅(Heywood et al, 2007)。在對植物遺傳資源的保護(hù)中, 有建立種質(zhì)資源庫、基因庫, 以及遷地、就地保護(hù)等形式, 特別是遺傳資源庫受到廣泛關(guān)注并取得了重要成效, 遷地保護(hù)也有一定進(jìn)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(zhuǎn), 部分地區(qū)植物遺傳資源亟待搶救。植物遺傳資源保護(hù)面臨的主要障礙之一是缺乏對植物遺傳多樣性的全面認(rèn)識, 包括栽培植物與野生近緣種各自的分布模式、遺傳結(jié)構(gòu)、種群歷史、相互關(guān)系和喪失情況等, 研究的嚴(yán)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(hù)、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(biāo)B強(qiáng)調(diào)“減少生物多樣性的直接壓力和促進(jìn)可持續(xù)利用”, 目標(biāo)13強(qiáng)調(diào)“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(jì)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(hù)其遺傳多樣性的戰(zhàn)略”。因此, 可以預(yù)見的將來, 植物遺傳多樣性將是保護(hù)重點(diǎn)。

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(dú)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(hù)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(zhì)歷史和人類文明史及其相互作用的綜合結(jié)果(陳家寬等, 1997), 在我國乃至全球的生物多樣性中獨(dú)具特色。長江及其周圍湖群被列為“全球200”優(yōu)先保護(hù)熱點(diǎn)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(hù)關(guān)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)。《中國生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動計劃(2011–2030)》確定的35個生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)域中有11個全部或部分位于長江流域。可見, 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(nóng)耕文明起源地之一。大量考古資料證明, 中國的原始農(nóng)業(yè)和農(nóng)耕文明起源于約1萬年前的長江流域和黃河流域, 流域內(nèi)具備生態(tài)要素的合理配置, 以及生物多樣性提供的農(nóng)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(nóng)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(xué)說認(rèn)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(dú)立的世界農(nóng)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(nóng)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(yīng)和進(jìn)化, 也形成了豐富的種內(nèi)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(nèi)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(jì)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(jì)社會高速發(fā)展、人口密集的區(qū)域。隨著長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)和長江大保護(hù)戰(zhàn)略的推進(jìn), 長江流域更成為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、自然資源利用和生物多樣性保護(hù)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(hù)體系中, 學(xué)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(hù)工作, 取得了卓有成效的保護(hù)成就。但是, 對中華農(nóng)耕文明史的生態(tài)學(xué)解讀以及與人類生存和生產(chǎn)密切相關(guān)的植物遺傳資源的研究和嚴(yán)格保護(hù)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(hù)還面臨巨大威脅。目前, 隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)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(nèi)野生近緣種遺傳資源喪失嚴(yán)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(dǎo)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(yīng)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(hù)方式和72個主流化保護(hù)方式的農(nóng)業(yè)野生植物原生境保護(hù)點(diǎn), 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(hù)措施缺少生態(tài)學(xué)原理與方法的科學(xué)支撐, 其保護(hù)有效性如何和所保護(hù)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(hù)區(qū)或成為重要的保護(hù)對象。而且, 部分針對遺傳資源的保護(hù)小區(qū)在管理上存在缺失, 對保護(hù)對象缺乏科學(xué)的認(rèn)識和研究, 使保護(hù)工作難以發(fā)揮應(yīng)有的成效。長江流域林木遺傳資源在自然保護(hù)區(qū)、森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)等保護(hù)地內(nèi)受到較好的保護(hù), 但在其他區(qū)域的保護(hù)難度較大, 尤其是在大面積結(jié)構(gòu)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(zhì)資源或遺傳資源保護(hù)的立法, 僅農(nóng)業(yè)部《農(nóng)作物種質(zhì)資源管理辦法》(2003)對植物種質(zhì)資源的收集、整理、保存、利用等進(jìn)行了規(guī)范, 不足以依法有效保護(hù)。

普通油茶（攝影：戎?。?/p>

3長江流域植物遺傳資源保護(hù)和可持續(xù)利用是長江大保護(hù)的主要任務(wù)之一

2016年, 習(xí)近平總書記在推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會上強(qiáng)調(diào): 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(dāng)前和今后相當(dāng)長一個時期, 要把修復(fù)長江生態(tài)環(huán)境擺在壓倒性位置, 共抓大保護(hù), 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(jì)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(guān), 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(zhì)基礎(chǔ)之一。今后, 長江流域的資源不但是長江經(jīng)濟(jì)帶和生態(tài)文明建設(shè)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(shí)現(xiàn)中國夢最為關(guān)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(nóng)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(hù)非常緊迫, 需加大保護(hù)、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(diào)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(diào)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(hù)、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(hù)和可持續(xù)利用是長江大保護(hù)戰(zhàn)略的重要切入點(diǎn)和突破點(diǎn)之一。為此, 復(fù)旦大學(xué)和南昌大學(xué)設(shè)計并組織出版了“長江大保護(hù)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(nèi)共9篇文章, 首先從長江流域農(nóng)作物起源、農(nóng)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(nèi)在邏輯關(guān)系; 在此基礎(chǔ)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(jì)作物——茶、油茶、獼猴桃, 以及與人類生存、生活息息相關(guān)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(hù)、可持續(xù)利用的緊迫性和策略。最后, 趙耀等(2018)總結(jié)了國內(nèi)外對栽培植物野生近緣種進(jìn)行原生境保護(hù)與遷地保護(hù)所取得的進(jìn)展, 并基于我國實(shí)際情況提出了栽培植物野生近緣種的保護(hù)建議。對栽培植物野生近緣種利用技術(shù)進(jìn)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(hù)和利用情況進(jìn)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(hù), 本專輯只是管中窺豹。通過本專輯, 我們呼吁決策部門和學(xué)界對栽培作物及其野生近緣種的遺傳資源給予更多的關(guān)注與思考, 高度重視這類戰(zhàn)略資源保護(hù)、挖掘與利用的科學(xué)研究與戰(zhàn)略布局, 要在國家重大研發(fā)計劃與保護(hù)地建設(shè)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(guān)鍵地區(qū), 遺傳多樣性保護(hù)、開發(fā)和利用任重而道遠(yuǎn)！