林木种质资源原地保存现状、技术和策略

林木种质资源原地保存现状、技术和策略
林木种质资源即森林植物种质资源。作为林木种质资源载体的森林与林木,负载着野生植物、野生动物和微生物的种质资源,是陆地生物(包括农作物野生种及近缘种)基因的“避护所”和“主基因库”。森林植物种质资源是生物多样性的重要内容,是实现森林可持续经营和林业可持续发展的遗传物质基础与必要前提,林木种质资源保护不仅制约森林生态系统的平衡与发展,而且直接影响到野生生物种质资源保护,关系到国家的生态建设和可持续发展(顾万春,2005)。
早在1975年,FAO和UNEP便提出了《森林遗传资源保护方法》,对森林遗传资源的收集与保存作了较全面的叙述,首次提出了森林遗传资源“原地保护”(Conservation in situ)、“异地保护”(Conservation ex situ)倡议,将其作为森林基因资源保存的基本方式。直到目前,林木基因资源“原地保护”和“异地保护”仍是较常用的两种保存方法。森林基因资源的保存策略侧重于“原地保护”,普遍认为“原地保护”是物种保存最有力和最高效的保护方法谭碧生,因为它不仅保证了物种的正常发育、物种在原生环境下的生存能力和种内遗传变异度,还保护了所在生境中物种个体、种和落。因此原地保护被认为是生物多样性保护的最根本途径。
1. 林木种质资源测试探针地保存特点
1.1 整个生态系统的保存
地保存”是对林木集团或包含林木集团的体作为生态系所具有的全部遗传
信息在原生地域进行保存管理。由于地保存的目的体作为生态系的一部分保存于自然环境之中,所以保存对象是通过有性繁殖的,其基因自由组合、交换。由于森林分布面积大、生境各异以及各种遗传隔离作用,使得林木的遗传变异极其丰富。遗传变异丰富的体作为遗传资源保存林 ,数字标签地加以保护是经济有效的。这种保存形式尤其适用于那些采种困难,不易营建后继林的树种。关键按照不同的生态区,出这种遗传变异丰富的保存体(赵彤堂等,1992)。
1.2 保存体是接近平衡的体婴儿电动摇篮床
地保存体与原始体都处在同一生态环境之中,没有新环境下选择压的淘汰。
这时保存体与原始体没有区别,在无突变、迁移和选择干扰下,它们接近遗传平衡
体,即在世代相传中,基因频率与基因型频率可基本保持不变(p2+2pq+q2=1),所以这种保存方式是最可取的保存方式,体遗传遵守“遗传平衡”法则(朱之悌等,1992)。
1.3 强调原生境的保存
地保存强调的是在原环境或原生境下的保存。对于集中分布的永久林分,就进
地保存,如种源保存、优良林分保存或划定自然保护区保存;如无集中永久林分的,就从分散单株或片林上采种造林,于原环境或林分附近的某处集中营造保存林分。
2.原地保存的主要形式
2.1 自然保护区
森林遗传资源的“地保护”主要通过建立保护区来实现。自然保护区是一个广义的概念,其类型因保护的对象和目的而异。保护区是专门用于生物多样性和有关自然和文化资源的管护,并通过法律和其他有效手段进行管理的陆地或海域(IUCN,1994)。IUCN根据保护地主要管理目标,把自然保护区分为6类,认为最适合保护森林遗传资源的保护区有4类,
即国家公园(National Park)、资源管理保护区(Managed Resource Protected Area)、生境/物种管理区(Habitat/Species Management Area)、严格的自然保护区(Strict Nature Reseve)。
2.2 自然保护小区和自然保护点
对于面积没有达到建立自然保护区的地方,但又有珍稀濒危物种分布较集中、分布种类较多,可在面积较小的地方建立自然保护小区,它不受林权等管理体制及专职管理机构的限制,灵活多样(葛继稳,1998)
2.3 禁伐区和封山育林区
对一些珍稀濒危树种集中分布区可以建立禁伐区,既可在一定时期内进行静态保护,又可根据植物落的演替规律对林木进行永续利用。在一些典型森林生态系统又易受人类干扰的林分,可以通过封山育林区来保存林木种质资源。
3.林木种质资源原地保存原则与关键内容
3.1 林木种质资源原地保存原则
林木种质资源“地保存”原则主要有以下几点:林木种质资源地保存必须与自然保护区管理相结合。1993年发布的《林木种质资源保存原则与方法》国家标准(GB/T14072-93,规定了设立林木种质资源原地保存区,应尽可能利用国家和地方建立的各种类型的自然保护区和保护林。林木种质资源原地保存优先树种的确定,不仅考虑它的稀少程度,而且应考虑它的社会经济价值和遗传资源枯竭的情况。林木种质资源就地保存必须与森林经营措施相结合。对于一些珍稀濒危树种,体自身繁殖能力弱,需要采取相应的森林经营措施保持适当的体大小。林木种质资源地保存必须与天然林保护工程相结合。天然林保护工程对自然保护区、江河源头、高山陡坡等生态极脆弱地区的天然林实行封禁保护,使天然林分能够维持更完善的生态结构,生产力和生物多样性得以提高和维持,使生态能持续地得到改善。林木种质资源保存应结合天然林保护工程,扩大保存范围和重点保存对国家生态建设的关键森林植物种。林木种质资源地保存必须与国家生态建设相结合。对于国家西部生态建设的重点乔、灌树种应优先考虑。
3.2 林木种质资源地保存关键内容
有效的遗传资源原地保存方案具有以下几个关键内容:林木种遗传多样性的鉴别;
特定地点及地点配置的选择;确定保存目的树种、样本策略和制定设计方案;保证种质资源的测定、评价有效利用计划;保存地的永久管理,对已经有管理活动的地区,地点的确定必须与当地的多种利用目的相结合,以便容易进行管理和收集活动(顾万春,1996)
4.林木种质资源原地保存技术
林木种质资源地保护区面积必须考虑到保存林木体的生态和遗传稳定性。《林木种质资源保存原则与方法》国家标准(GB/T14072-93规定针叶树种保存面积为100 hm2以上;阔叶树种为50 hm2以上;珍稀濒危树种为25 hm2
作为原地保存目标,如保存优良种源时,应首先进行种源试验,以了解优良种源区的所在地点,这时必需在树种的全分布区范围收集种子,包括全分布区取样(粗网)和局部地区取样(细网)两种,以弄清变异的规律及优良种源的地点。粗网取样,可以以种源、林分为单位,进行混合取样;但细网取样,必须以母树为单位,单点采收单播,以评价各种源之内和种源(点)之间的遗传变异。取样的林分数目和地点应与环境和林分变化的复杂性
相符合。在林分内取样,可以随机,也可以有选择地进行,但不同林分间的做法必须一致。优良种源或林分确定后,便开始保存。希望保存的林分或种源满足基因库作用所需有的效益,就必须考虑保护区的规模、树木和分布。原地保存时,保存的数目和面积都有一定的规定,才能维持一个稳定的生态系统和一个种所要求的变异幅度和稳定水平(朱之悌等,1992)。
保护区与就地保护之间存在明显的联系,但也有区别,通常保护区的目的是保护野生生物或生态系统或者保护文化和风景区,就地保护的目标是在目的原生境中管理目的种,着重于遗传基础及生物多样性。
生态系统的保存需要占据较大的面积,而遗传资源的保存不同,不必保存大量含有同样所期望基因综合体的个体,主要需要管理保护的林分,能维持理想的遗传组成,一般几千株树就足以建立有效的基因库,即能够保持自体的更新能力的体。同时要注意对极端环境和边缘体的保护,因为在极端环境和边缘体中,其基因频率可能不同于主要体的基因频率,可能产生具有特殊潜在价值的变种或生态型(王明庥,1993)。
1) 对于大面积分布树种:对于大面积分布的树种,原生境中划定一定面积能够包
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括所有形成森林主要树种的种组,在数量上保证足够的总体完整性即可。
2) 对于零散分布树种:对于广域分布的散生阔叶树种,例如杨树、泡桐,由于他
们不能形成稳定的自然落,所以无法进行单树种的原境保存。但是,他们在森林落里有零散分布,与其他树种共同组成稳定的混交森林生态系统,从而形成相对稳定的混交的森林自然落。在这样的体里,各林木在进行多世代繁育中,都能保持各自稳定的基因和基因型频率,从而实现了不能独立形成长期稳定自然落的散生阔叶树种的原境保存(侯元凯,1996)。
5.林木种质资源原地保存现状
我国森林类型自然保护区已初步形成全国性网络,具有一定基础,但与我国森林生态系统多样性保护的要求相比,及作为世界生物多样性最丰富国家相比尚有很大差距。在保护区分布、管理、分类体系方面存在不少问题,直接关系到自然保护区功能的发挥和遗传资源保护的成效。遗传资源保护如亚热带常绿阔叶林分布比较集中的福建、湖北、浙江、广东等省,自然保护区面积与森林资源拥有量还不适应,有待加强(薛达元,1995)
5.1森林类型自然保护区成林木种质资源原地保护的主体
    截止2002年底,我国已建立了1757个不同级别的自然保护区,其中国家级保护区226个,全国自然保护区总面积132.9 km2,陆地保护区面积约占陆地国土面积的13.2%。我国的自然保护区分3大类别9种类型,至2001年底,全国共建立森林生态系统类型保护区769个,面积2245.08hm2,占全国自然保护区总面积的49.58%(解炎,2004)。另建有野生植物类型保护区111个,面积212.99 hm2。两者面积合计2 245.8 hm2,占全国森林总面积的17.6%。
    森林生态系统类型保护区的建立不仅有效地保护了大量的森林资源,更重要的是保护了各种具有典型性和代表性的森林生态系统。我国已建立的森林类型保护区不仅数量较多,为全国自然保护的主体;而且分布较广,遍布全国所有林区和生物地理区域,代表着各种森林类型。建立了寒温带针叶林、温带针阔混交林、暖温带落叶阔叶林、亚热带落叶、常绿阔叶林及热带雨林的保护区。
5.2 自然保护区虽然数量多,但“原地保存”工作落后
  目前中国自然保护区数量、面积有了大幅增加,但保护区管理工作却因种种原因(经费投入太少、人员不够)滞后了。例如现有的各级各类保护区中已建立管理机构的仅占1/2;管理人员中,专业技术人员只占1/3,且大学本科以上学历者很少;省级以下的保护区大多没有开展全面的资源清查工作;国家级以下的自然保护区基本没有进行科研工作等等。落后的管理造成植物的“原地保护”只停留在较低级的水平上,受影响最大的当数稀有濒危植物(胡敏,2002)。

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