植物资源保护(Conservation of plant resources)是指对资源植物及其赖以生存的生态环境的保护。植物资源能通过其自身的繁殖系统进行自然更新或借助于人工繁殖手段而扩大其资源量,属于可再生资源。从理论上讲,植物资源可通过其自身再生而成为用之不竭的资源,然而,植物资源的再生能力有限,且只能在一定条件下再生。当对其利用程度超过其再生量或其再生的生态环境遭到破坏时,资源植物就会减弱甚至丧失其再生能力而趋于枯竭和灭绝。造成植物资源枯竭的主要原因是生态环境被破坏、过度利用、化学污染、气候变化和外来物种入侵。目前,植物资源的保护更多的是强调对珍稀野生植物资源的保护。
一、我国植物资源保护的严峻性
1994年,国家林业局和农业部组织专家制定了《国家重点保护野生植物名录》,共收入419种和13大类物种约1000多种,并于1999年8月公布了第一批《国家重点保护野生植物名录》,为掌握我国重点保护野生植物的资源状况,为保护管理和合理利用植物资源提供了科学依据。1996—2003年,国家林业局组织开展了全国重点保护野生植物资源调查,从我国植物资源保护的急迫需要出发,确定将生态作用关键、经济需求量大、国际较为关注、科研价值高且资源消耗严重的189种重点保护野生植物作为调查对象。其中有148种列入第一批《国家重点保护野生植物名录》,另有41种正在争取进入即将公布的第二批《国家重点保护野生植物名录》。
调查结果显示,104种物种极危或濒危,其中百山祖冷杉、普陀鹅耳枥(Carpinus pu-toensis)和银杉等57种极危,巨柏(Cupressus gigantea)、水杉、观光木(Tsoongiodendron odorum)和滇楠(Phoebe nanmu)等47种濒危,岷江柏木(Cupressus chengiana)、福建柏和红豆杉等61种易危,秦岭冷杉(Abies chensiensis)、华南五针松和土沉香等14种依赖保护,金毛狗(Cibotium barometz)和翠柏(Calocedrusmacrolepis)等7种接近受危,另有光叶蕨(Cystoathyrium chinense)、金平桦(Betula jinpingensis)和秤锤树(Sinojackia xylocarpa)3种野外未发现;55种野生植物种群数量过少,包括野外未发现的光叶蕨、秤锤树、金平桦3个物种,11个物种的野外植株数量仅1~10株,12个物种的野外植株数量为11~100株,13个物种的野外植株数量为101~1000株,14个物种的野外植株数量为1001~5000株,另有人参和瑶山苣苔(Dayaoshania cotinifolia)2种草本植物;156种野生植物种群结构不合理,主要包括55种种群过小,44种年龄结构过老并呈衰退趋势,57种种群以幼树和小苗居多,49种野生植物仅存1个分布地点,极易使野生种群陷入濒危或极度濒危的状态,75种野生植物因生长环境恶化,陷入濒危状态,92种野生植物因市场需求过大导致资源过度利用。另外,我国苏铁(Cycas)植物的资源状况也不容乐观,近30年来,野生苏铁居群与株数至少减少了60%,其中苏铁(C。revoluta)、四川苏铁(C。szechuanensis)和灰干苏铁(C。hongheensis)3种野生居群几乎绝迹,德保苏铁(C。debaoensis)、多歧苏铁(C。multipinnata)等8种处于濒危状态。大部分种类分布范围狭窄,除篦齿苏铁外大部分种类分布局限在某省,甚至某几个县或某条河流,如灰干苏铁仅分布在云南省个旧市保和乡及黄草坝乡。
近年来,随着六大林业工程稳步推进,尤其是野生动植物及自然保护区建设工程、天然林保护工程、退耕还林和三北长江等防护林工程的实施,自然保护区发展势头良好,森林面积实现了持续增长,使我国野生植物生存环境得到逐步改善。但由于历史原因,长期以来对于野生植物资源的过度开发利用,加之环境变化等多种因素的影响,使我国野生植物面临资源锐减、生长环境恶化、分布区域萎缩、部分物种濒危程度加剧等严峻形势。据有关资料显示,我国目前已有4000多种植物受到各种威胁,其中1000多种处于濒危态势。
为了保护野生植物,我国先后颁布了《森林法》、《野生植物保护条例》和《农业野生植物保护办法》等法律法规,使野生植物资源保护有了法律保障,并划建了自然保护区,有效地保护了野生植物的原生地。尽管这些措施有了一定的效果,但总体上,植物资源保护还处于初级阶段,现状不容乐观。一是保护体系不完善,缺少整体布局和规划;二是保护意识差,缺少对生长环境保护的宣传,种质资源丢失严重;三是保护资金短缺,国家投入严重不足,缺少配套的基础设施和运转费用;四是缺少相关的政策法规、保护措施,监管乏力,一些我国特有的植物正面临灭绝的危险,部分物种已经灭绝。因此,必须用发展的观点来做好保护工作,加强植物资源保护,大力发展植物资源的人工培育,促进由利用野外资源为主向培育利用人工资源为主转变。我国重点保护的植物资源多为珍稀特有濒危植物、作物或经济植物的野生近缘种,虽然经过近年来的保护,其野外生存环境得到了一定的改善,人工培植和保存技术也有了长足的发展,但由于其自身生物学特性等方面的原因,野外生存状况依然堪忧,保护形势相当严峻。
二、植物资源保护的具体内容
植物资源保护,具体内容是:①保护资源植物,维持其一定量的种群和相对稳定的种群结构,使其拥有最大限度的再生能力,在不减少资源量的前提下,进行合理利用;②保护资源植物赖以生存、繁衍的生态环境,使植物资源得以再生;③保护其遗传多样性,即保护资源植物所拥有的全部基因型。因为遗传多样性是生存、进化的基础,也是驯化和育种的前提,缺乏遗传多样性的种群是不稳定的,环境适应性差,因而其再生能力必然差;④对野生资源植物进行生物学和生态学特性的研究以及栽培、繁殖技术的研究,利用人为的繁殖手段和栽培技术来提高其再生能力,增加其资源量。在植物资源保护中,生存、繁衍受到威胁的珍稀濒危植物应得到优先保护。目前主要通过就地保护(如建立自然保护区)、迁地保护、离体保存和栽培发展等途径来保护植物资源。
三、植物资源的保护途径
植物资源,尤其是野生植物的保护途径一直是资源科学工作者讨论和研究的热点,对一个物种采取的保护方法可能有多种,但要根据物种特性和生态特点确定科学经济的保护途径,最终目的是最大限度地保护植物资源。
(一)就地保护
保护植物资源最主要的途径就是建立自然保护区,即就地保护(in-situ conservation)。将重要的资源植物,特别是珍稀濒危植物所在地划为自然保护区或森林公园进行保护,不仅能保护物种本身及其所在生态系统的基本生态过程的持续,而且能保护物种的遗传多样性,维持资源的再生能力,达到永续利用。对作物亲缘种的就地保护,今后可以用以改良作物品质和提高抗病虫害能力;对于药用植物,还可以保持中药材的“道地性”。当前我国各类保护区已达1750多处,大多数国家重点保护野生植物和受威胁植物已包括在内。只要保护区管理得当,维护这些植物的生存和发展就有基础保障。但是一些保护区种群数量和质量不高、经营保护措施不能履行到位等问题也很严重,需要不断进行研究,主要包括:进行区内植物资源本底调查,确定地理分布、生物生态学特性、种群特点、演绎规律、经济价值、开发前景和途径等方面的研究工作;保证国家重点保护野生种、濒危种、受威胁种的安全;在保护的基础上进行研究开发工作,培育有经济价值的野生植物资源,促进人工集约栽培;加强宣传和教育工作,动员社会力量进行自觉保护。
(二)迁地保护
由于资源植物,尤其是珍稀濒危植物的广布性,不可能将其所在地全部划为自然保护区或森林公园来进行就地保护。大范围的环境污染、气候变化,特别是物种栖息地片断化,给就地保护的有效性带来一些影响,因此还必须利用迁地保护,建立种质基因库等手段来进行保护。所谓迁地保护(ex-situ conservation),是指在异地模拟所保护物种的原生生长环境,包括海拔、湿度、光照、土壤等,以达到保护目的。面对目前植物资源趋减的严峻形势,利用植物园对植物进行迁地保护正成为主要保护途径之一。就地保护是最重要也是最经济的保护手段,但在当前资源被过度利用的形势下,特别是一些极为重要的濒危植物,仅仅采取就地保护并不能得到有效保证,有些种群太小,只有一株或少数几株,繁殖更新能力又很差,所处的环境条件又逐渐不适宜生存,这就需要迁地保护。植物园和树木园就是迁地保护的主要场所。迁地保护需要根据不同的种类要求从不同地域引进,使其拥有足够的数量和基因型,并保证准确完整的档案记录,必要时可以根据需要采用人工促进保护措施,如人工授粉、设风障、设置隔离带等。
(三)离体保存
植物种质离体保存(in vitro conservation)技术是指在离体条件下保持植物物种,使之在任何时候都具有生命力,并在保存后仍然能稳定地保持其遗传性状的技术。植物种质离体保存的意义在于:长期保藏无病原的茎尖分生组织以及稀有珍贵的植物组织,便于进行国际交换;离体保存的各类种质资源的遗传多样性,是植物育种和作物改良的基础;离体保存植物种质所占空间小,维持较简单和经济;避免了田间条件下存在的遗传侵蚀问题;保存无性繁殖的植物种质,繁殖潜力大;克服组织培养和细胞培养过程中不断的继代培养会引起染色体和基因型的变异和在培养中发生的选择性遗传变异,保持组培物细胞的全能性、含有特殊产物的细胞系和抗逆性的细胞系等;防止植物种质衰老;提高了细胞或组织的抗寒性。对于一些就地或异地保存困难,或有严重危险的种质资源,可以采用离体保存,基因库是离体保存的主要基地,如种子、花粉、胚胎、各种繁殖体以及组织和细胞等都可以进行保存。保存要根据保存材料需求特点采用相应的保存技术措施,因此基因库的保存条件差异很大,因材料和保存时间而定,取样资料和保存条件要有详尽的记录,避免出现差错。
(四)栽培发展
许多植物特别是有发展前景的经济植物,通过栽培发展也是一条行之有效的途径,通过人为促成栽培措施促进野生植物资源的发展。对于野生状态下生长力弱、生长量小、适应性差、抗逆性弱、经济性状好的品种需要采取一定的栽培技术措施,通过栽培提高野生植物的适应和自我发展能力,在为人类作贡献的同时,野生资源状况因人类促成栽培而得到发展。我国主要中药和经济植物的蓬勃发展就是明显例证。笔者通过调查,可喜地看到我国野生植物的人工培育利用有了很大发展,123种调查物种在国内有栽培,栽培总面积约1.35×106 ha。发展人工培育来解决野生植物资源极危和濒危问题,已成为社会普遍关注的热点和新的经济增长点,近年来我国对野生植物的培育利用有了很大发展,花卉、药材、园林绿化等行业都已建立了一批具有相当规模的培育基地。
四、植物资源的保护对策
(一)坚持以生境保护为主的就地保护
保护野生植物的生境是保护野生植物最科学、最基本、最有效的方式。建立自然保护区是生境保护的最有效手段,保护区对拯救濒临灭绝的珍稀植物资源,探索这些植物的发生、发展和演化规律以及合理利用的途径、方法,都具有重要意义。要根据野生植物总量和生存需求划定自然保护区的规模、数量和级别,遵循“总量适当、布局合理、类型齐全、重点突出”的原则,加快并优化自然保护区的硬、软件建设。对于面积大的自然保护区要采取严格的管理措施,保护种群生态环境的稳定,研究内部植物群落的演绎和变化情况;尽量减少人为干扰,但在受到火灾、病虫、洪灾、飓风等自然灾害的危害时,要积极采取一定的人为措施促进生境恢复,保持生态系统稳定。对于分布面积虽小,生境特殊的种类,可以建设小型保护区,尽可能将野生植物的不同生境保护好,突出特点和功能。在做好就地保护工作的同时,对于生境被破坏、濒临灭绝的物种,则应采取迁地保护、基因保存的手段加以保护。到2003年,我国自然保护区总数已达1757个,覆盖国土总面积的13.2%,其中国家级自然保护区188个,总面积达到16.35亿亩。按照规划,到2010年,全国自然保护区总数要达到1800个,其中国家级自然保护区将达到220个,自然保护区面积占国土面积的比例将达到16.14%。
(二)坚持以重点保护物种为主要保护对象
有效保护好珍、稀、贫、特植物资源是野生植物保护工作的重中之重,同时还应高度重视栽培植物的野生近缘种的保护,这些物种与人类有着更为密切的关系,保护意义十分重大。建立有发展前景的本地珍贵、稀有和受威胁植物的苗木繁育基地,进行品种改良和人工辅助优化工作。建立重点保护野生植物研究和示范基地,研究重点野生植物的生物生态学特性和群落学特点,加速人工促进繁育和促成栽培,使之形成一定规模和适生环境,以满足人类利用和研究的需求。
(三)坚持加强立法、普法、执法,实行依法保护
野生植物保护要建立健全立法体系,如自然保护法、野生植物保护区法、濒危物种保护法等,以取代过去的各种规章制度,使之更具有约束力和强制性,减少人为破坏和盲目开发利用,使野生植物资源的保护、繁育、开发、经营等走依法建设的道路。同时一定要加强野生植物保护的执法和普法工作,严格执法、违法必究要得到切实的贯彻实行,用法律的武器打击破坏野生植物的行为,提高全社会对人类自我和野生植物的认识,提高全社会的法律意识和自觉性,使野生植物的生境得到切实有效的保护。
(四)坚持保护、培植和开发利用并重
保护的根本目的是为了实现野生植物资源的可持续利用。在植物资源丰富地区,建立保护区;发展应用珍稀资源植物的保存技术,系统研究种质特性评价体系、异地保存和离体长期保存技术;在便于研究和引种的适宜地区建立资源圃,尽可能全地收集、保存有用种质材料,为研究和开发利用奠定基础。在严格坚持依法保护的同时,一定要加强野生植物资源开发利用的研究工作,坚持“加强保护、积极发展、合理利用”的方针,使野生植物的资源优势在得到有效保护的同时,能够为人类作出自己的贡献,这是野生植物得到保护的根本有效途径。重点选择产品市场前景好、经济价值高、培育技术成熟的物种,大力推动野生植物的人工培育,有重点地扶持一批上规模、上档次的资源开发项目。把野生植物的丰富资源不断变成商品生产,以适应社会多方面的需求。通过商品开发提高人们对植物资源的认识,广开资金来源并进一步增加和积累研究、保护和培植资源的经费。杜绝掠夺式开发,使重要植物资源在动态平衡中稳定增长。
(五)强化组织管理和人员素质培训,提高野生植物保护和管理水平
强化组织领导和机构队伍建设是实现野生植物保护的关键,密切联系政府、民间组织和社会团体,甚至个人在野生植物保护方面的合作,在保证政府野生植物保护管理机构执行管理协作功能的同时,一定要注意鼓励民间组织积极参与,发挥民间团体的组织优势,倡导和鼓励发自民间的巨大活力;同时加强野生植物管理人员的管理和培训,全面提高管理和业务水平,使野生植物得到切实的法律保护和科学管理。
(六)加强野生植物保护方面的调查、科学研究和技术推广工作
加强种质调查评价。将综合调查与单科单属单种专项调查相结合,尽快弄清重要种质的分布、数量和开发潜力,开展主要资源抗性、经济和加工性状的系统评价以及丰产栽培和深加工工艺等实用技术研究。要使野生植物资源得到有效保护,必须了解野生植物资源的生物生态学特性、群落学特点和演绎规律以及(潜在)开发利用价值等方面的内容,这就需要进行深入的科学研究,使野生植物的保护和利用在科学研究的基础上进行,尽量减少人类的盲目行为,防止由此而造成的破坏。重点加强区域性植物多样性和民族植物学方面的研究,这对于野生植物的保护具有十分重要的意义。
(七)积极开展国内外交流和合作
植物资源是全世界的资源,在严防重要资源流失的前提下,要努力加强与国内外的合作和交流,学习国外在野生植物保护方面的经验和技术,全面提高野生植物保护和自然保护区的管理水平,加强与国际自然资源保护联盟(IUCN)、世界自然基金会(WWF)、世界银行等国际组织以及世界各国政府、野生植物保护非政府组织的联系和交流,获得他们的支持和帮助,同时也有利于开展宣传工作,使野生植物资源在得到保护的同时更好地造福人类。