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中国林木种质资源保护 研究与对策 93 中国林木种质资源保存中国林木种质资源保存中国林木种质资源保存中国林木种质资源保存 研究与对策研究与对策研究与对策研究与对策 顾万春 中国林业科学研究院林业研究所 北京 100091 摘要摘要摘要摘要 界定了林木种质资源定义和重要性 系统全面地阐述了中国林木遗传 种质 资源保存与 研究现状 包括 背景 保存策略和原则的研制 保存地域分层与树种分类计划 种质保存的样本策 略 保存模式与相关技术的研究进展 中国林木种质保存与利用的成绩以及强化保存工作的基本对 策等五个方面问题 还列述了最新研究成果与大量数据 关键词关键词关键词关键词 林木 遗传 种质 资源 资源保护 核心种质 林木种质资源负载高度的遗传多样性 关系到国家的可持续发展和今后基因工程的基本 保障 是国家重大的基础战略资源 中国乔木树种有 3000 余种 较之欧洲 280 种 和北美洲 600 多种 丰富得多 全国的乔木 灌木 竹 藤等树种 9000 多种 特有种 1100 多种 物种多样 性程度高 顾万春 1998 林木物种数占北半球同纬度地区的 45 左右 是世界上树种和林木 种质资源最富集的地区之一 全国拥有林木种质资源 100 多万份 急待保存的有 30 余万份 随 着地球气候变迁 人口膨胀 有效森林面积减少 天然林木种质资源正在加速丢失 目前濒危物 种数占 17 约有 90 林木物种的种内出现濒危群体 经过近 10 多年的努力 全国初步建立了 10 个林木种质资源保存库 保存 76 个树种种质 资源 1 5 万份 其中核心种质约 1100 份 建立信息管理的种质 4 0 万份 但距离全面保存要求 差距甚远 中国林木种质资源保护任重道远 急需实施中央与地方两级保存计划 加速抢救保 存 1 1 1 1 林木种质资源的界定与重要性林木种质资源的界定与重要性林木种质资源的界定与重要性林木种质资源的界定与重要性 1 1 林木种质资源的界定 林木种质资源是以物种为单元的遗传多样性资源 包括种内全部基因 组 与基因型 组 群 及其频率载体的总和 顾万春 1999 林木种质资源保存种内地理生态空间上 集成群 体 家系 个体 繁殖体的系统组合材料 最大限度地代表种内生态多样性与遗传多样性的活体 样本 构建 核心种质 是林木种质保存的基本策略 即是以保存最少的种质份数 最低的遗传 重复 达到最大限度地保存种内遗传多样性的目的 目前广义上的林木种质涵盖三类 核心种质 Core collection 物种遗传多样性样本种质 是以最少的种质份数 最低的遗 传重复 集成种内群体 家系 个体 最大限度地代表种内遗传多样性 P 95 所构建 该文系国家 十五 攻关 2001BA511B10 课题 国家基础性工作 2000 2003 年 的研究内容 中国生物多样性保护与研究进展 94 94 的组合种质叫做核心种质 保留种质 reserve collection 育种材料 品种以及非 核心种质 属性的种质 代表种内 部分遗传多样性或内含特有基因与基因型 与核心种质之间保持遗传材料动态交流与调整 陈列种质 display collection 属于广义范畴的种质 包括树木园 植物园等陈列的活体 标本 陈列的样本太小 遗传背景及代表性不清楚 属于非定义种质 是抢救保存濒危珍稀物种 的后备或补遗材料 目前 被保存的林木种质资源主要包括核心种质与保留种质 保存实施 配合使用原地保 存 异地保存和设施 低温库等 保存 3 种形式 确保多世代种质繁衍过程中 最大限度地不丢 失基因 林木种质保存的完整含义 包括保存 评价和创新利用 1 2 林木种质资源的重要性 1 林木种质资源是遗传多样性资源 林木种质资源保护的核心内容是遗传多样性的保存 评价和利用 生物遗传多样性是生产 力资源 是基于对全球性森林面积缩减 物种加速濒危 森林健康严重受到威胁 森林适应性下 降和森林功能衰退的现实 人类面临紧迫的环境发展重大命题的共识 林木种质资源已经成为 我国环境发展 治理生态灾难的关键性战略资源之一 林木遗传多样性问题看上去不如农作物 那样迫切 但是在长周期生产活动中因遗传多样性下降的加速产生 渐释效应 引起的不良后 果 危害更大 持续时间更长 因此 林木种质资源保护就显得更为迫切 对生态环境建设及国 民经济可持续发展更为重要 开展林木种质资源保护同步抢救保护了我国珍贵 稀有 濒危和 特有树种种质资源 为全面实施国家林木种质资源保护与利用 构建深层次上的保护策略 奠 定坚实的基础 这是一项面向 21 世纪的国家可持续发展和国家安全的重要内容 为未来 16 亿 人口生活质量的改善和提高 储备必要的可再生物质资源的源头资源 2 我国生态环境建设充分必要的基础资源 当前 我国面临的 生态赤字 比财政赤字更可怕 已经危及农业及国民经济可持续发展 全国自然生态失衡有 7 大 赤字 最主要的是与林木有关的前 3 项 赤字 即 全国水土流 失面积大于治理面积 风蚀和水蚀面积达 380 万 km 2 占国土面积的 1 3 沙漠化面积 267 4 万 km 2 每年新增 2460 km2 南方山地丘陵地区石漠化面积 346 万 km2 每年新增 133 km2 以上生态 赤字 对农业生产和国民经济建设的危害将越来越严重 治理与抑制 生态赤字 重要途径之一是植被恢复 恢复再生植被的基础和前提是选择与 之匹配的灌木 乔木和草等种质资源作种质材料 根据调研 适用于上述三类 生态赤字 地区 的乔灌木树种达 120 种以上 拟保存的种质达 6 万份 可供选择的优良种质约 400 份以上 而 且随着优良种质的开发利用于生态环境治理工程 其生态 经济 社会的综合效益将迅速增大 3 生物经济 时代国际竞争的战略需求 由于人口负荷增大 地球气候变迁 环境污染加重等诸多因素 森林和林业用地退化或减 缩 林木种质资源损失和侵蚀日趋严重 在近期内如不紧急抢救保存 丢失的基因将一去而不 复返 目前与未来的可利用的国家战略性基础资源会受到严重损失 21 世纪将从 信息经济 跨入 生物经济 的崭新时代 基因工程与基因开发利用将是生物 经济的主要内容 林业种质资源负载着地球生物基因避护所和 主体基因库 是基因工程的源 泉性基础资源 需要持续发展的国家和民族 都会将生物种质资源放在 战略优先 的位置 中国林木种质资源保护 研究与对策 95 4 为满足国家对木材等林产品的需求而开展林木遗传改良的需要 随着国民经济发展和人民生活水平的不断提高 对各种木材产品 果品 花卉 药材和工业 原材料的要求 趋向优质 高效和多样化 林产品市场需求日趋多样 迫切需要对现有树木进行 不同功能的定向培育和遗传改良 因此 需要保存 评价 利用和储备多样化的可供选择利用的 林木种质资源 林木种质资源是国家所有的基础性战略资源 理应放在国家战略优先地位 2 2 2 2 不断完善的保存策略不断完善的保存策略不断完善的保存策略不断完善的保存策略 2 1 保存策略与阶段目标 20 世纪 90 年代初 经原林业部主管部门与中国林科院负责 组成林木种质保存专家 组 经过深入研究和广泛征求意见 研制完成的中国林木遗传 种质 资源保存策略 立足可持 续发展 国家与地方分工负责 区域分层 树种分类 短期抢救与系统保存结合 保存 评价与利 用结合 统筹实施 信息管理 建立具有中国特色的林木遗传资源保护与利用体系 顾万春 1995 1998 1999 保存种质材料以树种为单元 树种内群体遗传变异为重点 建立全国林木遗 传资源保存中心 库 体系 根据国家和地方的财力 兼顾科学性与可行性 建立起我国森林遗 传资源保存体系 满足当前和长远经济与环境发展的需要 分阶段落实保存计划并实现保存目 标 顾万春 1998 1 近期计划 1991 2000 年 开展林木种质保存的理论与技术研究 系统保存重要树种 育种材料和优良种质资源 在全国 5 个典型气候带 按照森林植物区系建成 10 个保存中心 库 建立林木遗传资源保存评价和利用技术及信息库技术体系 2 中期计划 2001 2020 年 深化种质保存的理论与技术 实施重要 特有树种核心种 质保存 按照国家 省 区 市 2 级保存的分工 建成中国林木遗传资源原地保存 异地保存 设 备保存3 种形式相辅相成的保存体系 国家和地方遗传资源互补 信息共享 3 长期计划 2021 2050 年 实现中国森林遗传资源的科学 系统保存 森林遗传资源 优化配置 实现森林遗传资源策略总目标 保存实体及其科学技术得到丰富和发展 确保遗传 资源永续利用与共享 2 2 保存方式与地植物区系的优化保存配置 根据对不同气候带的森林生态系统及物种的生物学 繁殖机制 林学特性 遗传背景等现 状与认知程度 包括树种内群体 P 群体内家系 F 及个体 G 以及特定树种的群体有效大 小 Ne Gu 2002 确定适宜的保存方式 或组合 与保存策略 见图 1 森林植被区系的优化保存配置策略 1 原地保存林 自然保护区等 目的树种 Ne 目的树种核心区 保存林大小 面积 株数 此类保存方式成本低 比较被动 难于测定评价和利用 或许不可靠 2 异地保存林 多点选择 环境设计 Ne 配置设计 P F G 此类保存方式 成本较 高 易受遗传漂变与环境影响 比较积极和可靠 易于测定评价和利用 3 散生与零星林木聚群种质保存 环境设计 Ne 配置设计 P F G 此类保存方式 中国生物多样性保护与研究进展 96 96 图 1 中国目前不同气候带森林生态系统对应 3 种保存方式配置的技术选择 属于创新性保护或提高遗传多样性保存 积极 有效 易于测定评价和利用 4 设施保存 种子 Ne 样本及 P F G 组合种子量及损耗系数 Q 构建的样本量 设计 保存条件设计 此类保存方式成本高 积极 可靠 有利于测定评价和利用 5 以上 1 4 的优化组合保存 及倍份保存 6 继代保存的理论 设计 技术 2 3 林木种质资源保存分区及树种选择 1 依据 中国林木育种区 进行遗传资源保存分区的计划 我国已研制成功表征综合生态梯度量值的生态梯度轴 EGA 估算模型 将n个多元因子 降维成一元的综合生态梯度轴 值 用于树种的生态遗传研究及林木育种区区划 顾万春 1995 中国林木育种区是当前与长远林木遗传资源保存的生态地理分层准则 顾万春 1995 1998 顾万春等于 1994 年完成的中国林木育种区区划研究 把我国划分为 10 个林木育种大区 97 个育种区 74 个育种亚区和 31 个育种基本区 绘制了区划图 确定了分区建立林木种质 管理信息系统 中国林木育种区规定了遗传资源保存任务 表 1 2 保存树种种质的选择分类计划 首批保存 478 个树种的选择 根据生态环境与用材林主要造林树种 经济林树种 固沙水保树种以及珍稀濒危树种的特 性与现状 以物种繁殖更新为前提 评价树种生态经济价值 生物学特性 遗传背景和繁殖性 状 首批保存树种的种质分成 4 类 共 478 种 顾万春 1998 即 甲 主要用材林和生态林乔木 树种 马尾松 Pinus massoniana 等 87 种 乙 经济林树种和固沙水保树种 沙棘 Hippophae rhamnoides 等 58 种 丙 引进国外并且较长期适应的主要造林树种 刺槐 Robinia pseudoacacia 等 23 种 丁 国家登录的 I II III 级珍稀濒危树种 秃杉 Taiwania flousiana 设施保存 以种子为主 异地保存 多地点保存林与测 定评价结合 原地保存 自然保护区 森林公园 原地保存林 优化保存 评价 测定和利用 信息管理与共享 寒温带树种 高山矮林及灌丛树种 温带 区系树种 亚热带 北 中 南 散生林木物种 濒危珍稀物种 西南中高山 如西藏大峡谷 热带雨林 季雨林 中国林木种质资源保护 研究与对策 97 等 310 种 甲 乙类是当前林业生产和生态环境建设的主要树种 而丁类是必须抢救保存的树 种 表表表表 1 1 1 1 中国林中国林中国林中国林木育种区分类与森林遗传资源保存分工木育种区分类与森林遗传资源保存分工木育种区分类与森林遗传资源保存分工木育种区分类与森林遗传资源保存分工 林木育种区 分类等级 数量 个 森林遗传资源保存的主要工作内容 1 级 林木育种大区 10 大区林木种质保护策略 建立国家级遗传资源保存中心 组织地域差的 原地与异地组合保存体系 建立大区林木种质管理支持系统 2 级 林木育种区 97 重点树种 组 的遗传资源的原地保存与异地保存 组织遗传资源评价 的测定林等 建立省级遗传资源保存亚中心 3 级 林木育种亚区 74 林木种质保存的亚区策略 逐步建立遗传资源保存与育种工程相结合 的基地 保存与利用种质材料等 4 级 林木育种基本区 31 统筹基本区内遗传资源保存策略与布局 组织保存实施 制定地区性保 省 市 自治区级 存策略 分层次保存遗传资源 组建区域与省级良种中心和良繁基地 建立林木种质资源信息库 并与全国联网 两级信息管理 树种分层次保存计划 列入分层次保存计划的树种分为 3 个层次进行保存 I 层 需求紧急保存的树种共 73 种 这些树种对林业生产与生态环境发展十分重要 其特 点是 种以下群体渐危或濒危 资源急需保存或属于 I 级保存树种 其中 甲类 40 种 乙类 11 种 丙类 15 种 丁类 7 种 即 I 级保护树种 II 层 树种遗传资源具有重要性 但可从长计议 或者重要性略低于 I 层的树种 或隶属于 II级保护树种 共173乔灌木树种 其中甲类 20种 乙类 11种 丙类 14种 丁类 128种 III 层 对林业生产具有意义 或对生态环境和可再生资源具有重要意义 或隶属于 III 级保护乔灌木树种 共232种 其中 甲类 27种 乙类 16种 丙类 14种 丁类 175种 3 3 3 3 样本策略样本策略样本策略样本策略 保存模式与相关技术的研究进展保存模式与相关技术的研究进展保存模式与相关技术的研究进展保存模式与相关技术的研究进展 林木种质保存技术 植根于物种内群体间 生态类型 遗传差异 及其群体内个体间的遗传 差异 有效保存种内地理空间上群体 PN 的代表群体 PN j 及其群体内代表遗传组成的个 体 Gn k 达到以最小的种质样本份数 最少的遗传重复 保存代表种内最大遗传多样的目 标 这便是野生为主的林木种质资源保存的样本策略 研究树种的有效群体数 PNe 有效群 体大小 Ne 及其遗传结构与遗传评价和管理 是林木种质保存技术的核心内容 包括样本策 略 保存模式和相关技术 Gu 2002 3 1 保存种质的样本容量 研究结果 林木种质资源各类保存方法的配置样本技术 以树种为单元 树种内不同地理 生态空间的遗传组成或生物系统学等级的种质材料 配套样本大小 容量 包括大配子体样本 大小 Ng 家系单态位点遗传标记样本大小 NF 计量性状估算的半同胞家系样本大小 N F 群体基因频率估算的群体 内 样本大小 N G 与群体计量性状样本大小 NP 群 体子代样本容量 NM M N 以及 1 个树种内保存群体数的样本量 NPS 等 适用于异地 中国生物多样性保护与研究进展 98 98 保存 原地保存和设备保存 也适用于 3 种保存方式的联合保存 或者说 根据样本大小估算原 地保存空间 面积 大小 异地保存繁殖材料样本及设备 低温库 保存的样本大小 主要树种种 质类型有效样本容量是 1 1 个树种内应保存的群体数量 种内群体样本量 number of population samples in species NPS 抢救保存或重点地区 非全分布区 保存的树种 NPS 3 4 个 遗传 变异及分布区中等的树种全分布区保存 NPS 5 10 个 遗传变异及分布区大的种全分 布区保存 NPS 9 16 个 2 每 1 个群体内样本量 特指个体间无显明亲缘关系的有效个体数 群体内当代样本容 量 number of individual samples in population NIP NIg 24 40 群体内个体数 3 子代家系样本容量 1 个家系样本量 number of individual samples in family NIF 包括全同胞家系与半同胞家系 家系内个体NIF 22 35 株 3 2 已研制并实施的种质资源的 11 种保存模式 根据林木种质资源特点 移植群体遗传学 生态遗传学和实验遗传学原理 运用田间试验 和林木育种外业试验技术 研制出适合于不同遗传特点种质资源的 11 种保存模式 11 种保存 模式 因种质材料特点施用 充分体现了 保存 评价 利用 相结合的技术组合 Gu 2002 1 树种大群体 三四三四 保存 评价 利用相结合的实验模式 PTF 2 群体 三一二 保存 评价和利用相结合的模式 PTO 3 群体 家系配置保存 评价 利用相结合的模式 PF 4 群体小样本 种源 保存和评价相结合的模式 Pmin 5 家系 育种群体配置保存 评价和利用相结合的模式 FBP 6 家系测定 保存和利用相结合的模式 FM 7 家系 繁殖群体配置的保存 评价和利用相结合的模式 FPP 8 优树 无性系的保存 评价和利用相结合模式 PC 9 原地保存林模式 IS 10 珍稀濒危树种及散生树种的聚群保存模式 EDS 11 灌木组合群体保存模式 CPS 3 3 已经建立的保存与评价的相关技术 1 保存林 圃 的图表管理技术 包括收集与保存的原始 本底 登记表 4 种 种质材料 繁殖登记表 4 种 保存林 圃 底图 适用于原地保存 异地保存和设施保存 2 保存林建立模式与营林技术要点 包括设计的保存模式 11 种 原地保存林的营林 技术限制 异地保存林营建和护理技术 3 种子等繁殖材料的设备保存技术 包括种子采集 检测 低温跟踪活力测定 超低温跟 踪活力测定以及继代保存技术 4 保存林 区 观测技术 包括不同种质材料观测样本大小 观测性状与精度 观测表格 规范 种质信息卡片登录及科技人员职责 5 表型多样性测定技术 已有约 50 个树种 按群体与个体两个层次进行测定 集中在生 长 适应性 抗逆性 材质等性状方面进行了不同程度的研究 中国林木种质资源保护 研究与对策 99 6 遗传多样性测定技术 主要采用同功酶标记 PCR RFLP 等分子标记方法 研究云杉 落叶松 马褂木 白皮松 蒙古栎等 取得了结果 7 种质保存的数据库信息管理 1995 年建成 国家林木遗传 种质 资源数据库 及信息 管理系统软件 1998 年研制完成数据库系统软件的第 2 版本 目前 已起步研制国家林木种质 资源信息平台 NFGRP 4 4 4 4 中国林木种质资源保存与利用的成绩中国林木种质资源保存与利用的成绩中国林木种质资源保存与利用的成绩中国林木种质资源保存与利用的成绩 全国林木种质资源清查是从 20 世纪 80 年代末开始 已有 76 个树种的自然分布区 2001 年 生态类型及群体分布等现状得到确认 已保存种质资源 1 5 万份 表 2 勘察 调查 登录 的种质 2 5 万余份 2001 年 另据抽样调查估算 全国拥有林木种质资源约 108 万份 已经得 到保存的 12 万分 其中 1 全国 11 个林木种质资源库 圃 累计 异地 原地 设施 保存林木 种质 1 5 万份 2 全国林木良种基地 部 省二级 异地保存育种材料与品种资源约 10 5 万 份 尚有 96 万份种质未被确认保存或未加保存 其中 26 万份种质濒临丢失 在已列入保存的 林木种质中 经过测定或评价的种质不足 4 万份 主要是育种材料和品种资源 已经用做育种 材料或认定为优异种质的 0 4 万份 全国森林野生植物自然保护区 估算涵盖的林木种质约 24 万份 未确认 4 1 已建成的自然保护区和自然 森林 公园保存了一大批森林遗传资源 全国自然保护区和自然公园建设 从 1956 年起步至 2002 年底中国已建立各种类型自然 保护区 1551 个 面积达到 1 4472 亿 hm 2 占国土陆地面积 14 4 已建国家森林公园 439 处 自然保护区与森林公园遍布全国 5 个气候带 覆盖所有的 中国植被分区 1979 年 的 8 区 24 亚区 带 专家组 预计保存了全国典型森林生态系统的 60 左右 其中主要树种的 20 30 的群体遗传资源得到不同程度的保存 已有 354 个重要树种及植物种的自然遗传资源得 到部分保护 列入国家保护 1 3 级珍稀濒危树种 200 余种得到不同程度的保存 我国自然保护区建设较早的陕西省 已建成 12 个自然保护区 10 个自然保护点 保存面 积 32 万 hm 2 占全省面积 1 56 著名的秦岭太白山保护区 1965 年始建 5 4 万 hm2 重 点保存温带 亚热带过渡带 40 多种树木及林下植物 并已纳入 IUCN 保护网点 广西壮族自治 区经过 20 世纪 80 年代和 90 年代的建设 已建成国家级 省级 县 市 级自然保护区和森林公 园 64 处 总面积 17886 4 hm 2 占国土面积的 7 53 其中 热带 南亚热带保护区 40 处 内含 自然保护区 8 处 水源林自然保护区 20 处 红树林自然保护区 3 处 珍贵树种 金花茶 蚬木 南亚松 自然保护区 3 处 较为完整地保存了热带季雨林和季风常绿林地带的森林生态系统 生物区系成分和类型 4 2 在全国 5 个气候带建成林木种质资源保存中心 库 10 处 中国于 1991 年起 将 重要针阔叶工业用材林树种种质资源保存技术研究 列入国家科技 攻关计划 在全国范围内有系统地开展了林木种质资源保存与利用研究 取得了初步成效 到 2000 年底在全国北温带 温带 亚热带 南亚热带和热带建成林木种质资源保存中心 库 10 处 表 2 和 3 在 10 个保存中心中 国家林木良种繁育中心和部省林木良种基地 6 处 林业科研 中国生物多样性保护与研究进展 100 100 基地 3 处 国家自然保护区 1 处 已建成的保存中心具有长期保存和滚动研究功能和保障 累 计保存 74 个主要树种的大群体 种源 林分 家系 优树 无性系共 15000 余份 建立异地保存 林 270 hm 2 原地保存林 13 处 核心保存区面积 276 hm2 10 个林木种质资源保存中心库 点 收集保存的种质资源具有明显的特色 顾万春 1995 1998 表 2 和表 3 表表表表 2 2 2 2 中国中国中国中国 10101010 个林木种质资源保存库保存树种名录个林木种质资源保存库保存树种名录个林木种质资源保存库保存树种名录个林木种质资源保存库保存树种名录 编 树种名 保存 拉 丁 名 号 地点数 编 树种名 保存 拉 丁 名 号 地点数 1 秃杉 2 Taiwania flousiana 2 云杉 3 Picea asperata 3 红皮云杉 1 Picea koraiensis 4 粗枝云杉 1 Picea asperata 5 冷杉 1 Abies fabri 6 杉木 4 Cunningghamil lanceolata 7 油杉 1 Keteleeria fortunei 8 柏树 1 Cupressus funebris 9 白皮松 2 Pinus bungeana 10 红松 1 Pinus koraiensis 11 马尾松 5 Pimus massoniana 12 樟子松 1 Pinus sylveatris L var mongolica 13 油松 3 Pinus tabulaeformis 14 柳杉 1 Cryptomeria fortunei 15 日本柳杉 1 Cryptomeria japonica 16 华北落叶松 1 Larix principis rupprechtii 17 长白落叶松 2 Larix logensis 18 兴安落叶松 1 Larix gmelini 19 侧柏 1 Platyoladus orientalis 20 桧 1 Sabina Chinensis 21 银杏 2 Ginkgo biloba 22 国槐 2 Sopora japonica 23 板栗 2 Castanea mollissima 24 核桃楸 1 Juglans mandshurica 25 苦槠 1 Castanopsis sclerophylla 26 蒙古栎 2 Quercus mongolica 27 栓皮栎 4 Quercus variabilis 28 水青冈 1 Fagus longipetioata 29 火力楠 1 Michelia macclurei 30 红椎 1 Castanopsis hystrix 31 香梓楠 1 Machilus zuiboensis Pandia canthioides 32 樟树 2 Cinnamomum camlhora 33 檫木 1 Sassafras tsumu 34 楸树 1 Catalpa bungeii 35 黄菠罗 1 Phelldodendron amurense 36 水曲柳 1 Fraxinus mandshurica 37 白蜡 2 Fraxius chinensis 38 苦楝 2 Melia azedarach 39 马褂木 4 Lirodendron chinense 40 桤木 3 Alnus cremastogyne 41 槭树 1 Acer spp 42 白桦 3 Betula platyphylla 43 西南桦 1 Betlua alnoides 44 枫香 1 Liqidambar formosana 45 白榆 1 Ulmus pumila 46 臭椿 2 Ailanthus altissima 47 香椿 1 Toona sinensis 48 皂角 1 Gleditsia sinensis 49 黄杨 1 Buxus microphylla var sinca 50 黄栌 1 Cotinus coggygria 51 八角 1 Illioium verum 52 龙眼 1 Dimccarpus longan 53 樱桃 1 Prunus pseudocerasus 54 杜鹃 1 Rhododendron spp 55 枣 1 Ziziphus jujyba jijyphus 56 红花天料木 1 Homalium haimanense 57 柳树 2 Salix matsudana 58 毛白杨 3 Populus tomentosa 59 山杨 1 Populus davidiana 60 欧洲黑杨 2 Populus nigra 61 毛泡桐 1 Puulownia tomentosa 62 白花泡桐 1 Paulownia fortunei 63 紫斑牡丹 1 Paeonia suffruticosa Andr var Papavercaes 64 柚木 1 Tectona grandis 65 火炬松 2 Pinus taeda 66 湿地松 2 Pinus elliotii 67 加勒比松 1 Pinus caribea 68 日本落叶松 4 Lanix kaempferi 69 刺槐 2 Robinia pseudoacacia 70 美洲黑杨 2 Populus deltoides 71 尾叶桉 1 Eucalyptus uraphylla 72 巨桉 1 Eucalyptus grandis 73 细叶桉 1 Eucalyptus tereticornis 74 大叶相思 1 Acacia aruicuaeformis 75 马占相思 1 Acacia sp 76 厚荚相思 1 Acacia sp 注 编号 64 76 为引种成功的外来树种 中国林木种质资源保护 研究与对策 101 表表表表 3 3 3 3 中国中国中国中国 10101010 个林木遗传个林木遗传个林木遗传个林木遗传 种质种质种质种质 资源保存中心保存树种及种质资源份数统计表资源保存中心保存树种及种质资源份数统计表资源保存中心保存树种及种质资源份数统计表资源保存中心保存树种及种质资源份数统计表 保存库名称 保存树种 树 种 名 称 保存种质 数量 份数 山西分宜 大岗山 11 苦槠 樟树 枫香 檫木 桤木 马褂木 杉木 马尾松 湿地松 火炬 2910 松 秃杉等 四川邛崃 泸州 11 栓皮栎 水青冈 樟树 桤木 马褂木 杉木 马尾松 柏木 柳杉 日本 1720 柳杉 秃杉等 河南孟县 卢氏 16 臭椿 刺槐 毛泡桐 毛白杨 美洲黑杨 白榆 楸树 香椿 栓皮栎 苦 1855 楝 国槐 板栗 云杉 油松 白花泡桐 日本落叶松等 黑龙江林口 宾县 13 红松 樟子松 兴安落叶松 日本落叶松 长白落叶松 红皮云杉 山 2840 杨 白桦 核桃楸 黄菠罗 水曲柳 蒙古栎 槭树等 广西 凭祥 8 杉木 马尾松 火力楠 香梓楠 柚木 红花天木 西南桦 八角等 760 广西南宁 崇左 13 杉木 马尾松 油杉 湿地松 加勒比松 火炬松 巨桉 尾叶桉 细叶 1305 桉 大叶相思 马占相思 红椎 龙眼等 陕西太白山 9 粗枝云杉 紫斑牡丹 栓皮栎 华北落叶松 日本落叶松 云杉 油松 410 白桦 白皮松等 江苏张集 7 美洲黑杨 刺槐 毛白杨 苦楝 银杏 柳杉 欧洲黑杨等 1280 北京昌平 灵山 24 国槐 柳树 皂角 枣 白蜡 银杏 樱桃 黄栌 黄杨 杜鹃 樟子松 长 1380 白落叶松 蒙古栎 白桦 香椿等 湖北京山 神农架 8 冷杉 马尾松 栓皮栎 白蜡 板栗 桤木 马褂木 日本落叶松等 560 合计 76 不重复树种 76 种 15020 1 被保存的树种几乎覆盖我国中东部主要用材林和生态林地区 占国家造林项目世行 贷款造林树种的 96 包含 八五 攻关工业用材林研究树种的全部 占生态林业工程项目研 究树种的 80 左右 树种种质的保存紧密结合林业工程生产利用 2 在被保存的树种中 濒危 珍贵 稀有的树种有冷杉 秃杉 红松 油杉 红锥 黄菠罗 水曲柳 鹅掌楸 香梓楠 樟树等多个树种 体现了林木种质资源保存中心抢救保存与经济开发 利用相结合的原则 3 各个种质保存中心库根据树种重要程度和遗传改良背景 分别树种 群体 群体 家 系 群体 个体等多层次进行收集 繁殖和保存的各种试验 充分体现树种的 原种 群体保 存与核心种质保存为重点的指导思想 同时掌握先易后难与先重点后一般的尺度 4 林木种质资源异地保存 原地保存与设施保存的调查 收集 繁殖 设计及其研究 贯 彻 保存 评价和利用 相结合的原则 研究目的明确 5 保存中心 库 点 的设立 充分体现地域特色和树种组特色 具有很高的示范和推广 价值 10 个保存中心 库 保存技术研究 构成了中国林木种质资源保存的有代表性技术体系 4 3 林木育种与良种繁育基地肩负林木遗传 种质 资源保存功能 1 在林木育种基地中保留种质 育种材料 得到保存 中国林木遗传改良研究机构和林 中国生物多样性保护与研究进展 102 102 木良种管理部门 通过在林木良种基地建立种质收集区和小型资源库 保存了各种遗传资源与 育种原始材料 顾万春 1999 目前 已有杉木 马尾松 长白落叶松 华北落叶松 兴安落叶松 油松等 23 个主要造林树种的种源及优良种源区得到确认 并对相关群体进行了群体小样本的 异地保存 另有 18 个树种种源与林分得到部分保存 约建群体小样本保存林 3 4 万 hm 2 共选 择收集了松 杉 杨 榆 油茶 油桐 水杉 落叶松等 30 多个树种的优树资源 4 46 万株 建立了 育种材料资源库 圃 470 hm 2 营建了各种试验林 3670 hm2 杨树 柳树 桉树 刺槐等阔叶树 和优良杂种 优良个体无性系的保存达 6000 余份 全国引种成功的桉树 刺槐 柚木 相思 木 麻黄等多个树种的种源 品种 变种 无性系等近万份 扩大和丰富了我国森林遗传资源 成为 林木遗传改良中重要的次生 种质 资源库 2 我国林木种苗生产基地种质资源的利用与保存成绩斐然 林木种苗生产基地与林木 良种繁育基地的大量育种与良种材料 是持续利用与有效保存有机地结合的一种有效途径 包 括群体利用保存和个体利用保存两大类 是中国现有林木种质资源 在主要树种中 保存的主 要组成部分 从遗传品质上来区分 依次为种源区 优良林分采种林 母树林 采穗圃等 截止 1996 年初 全国 18 个主要造林树种选择建设的采种基地共 327 处 表 4 可供采种面积 121 7 万 hm 2 每年采收一般生产用种约 400 万 kg 还有 40 多个主要造林树种共建林木良种 基地 626 处 总面积 72880 hm 2 其中种子园 11541 hm2 母树林 49648 hm2 采穗圃 898 hm2 无 性系繁殖圃 581 hm 2 实验林 示范林 10217 hm2 每年生产林木良种 70 万 kg 左右 其中种子 园种子 20 多万 kg 年生产优良穗条约 1 5 亿条 根 母树林与林木采种基地 林 是通过选择 的天然林 天然次生林及人工林 遗传多样性较高 具有重要的群体遗传资源保存的功能 是林 木良种生产实体中的重要种质资实体 表表表表 4 4 4 4 中国林木采种基地中国林木采种基地中国林木采种基地中国林木采种基地 具有保存林功能具有保存林功能具有保存林功能具有保存林功能 概况表概况表概况表概况表 按大区分按大区分按大区分按大区分 林木采种基地 基中重点建设的采种基地 项目 地区 处 可供采种 1995 年 数 面积 采种量 万 hm 万 kg 处 可供采种 1995 年 数 面积 采种量 万 hm 万 kg 要采种树种 合计 华北区 东北区 华东区 中南区 西南区 西北区 327 121 7 452 0 40 31 4 67 0 102 38 3 291 2 33 13 3 42 3 51 13 2 10 3 50 15 0 27 5 51 10 5 13 5 70 93 7 191 8 10 28 0 47 5 10 23 1 103 7 5 12 5 22 2 24 12 7 9 5 9 11 0 3 7 12 6 4 5 2 油松 柠条 侧柏 华北落叶松 樟子松等 红松 油松 兴安落叶松 长白落叶松等 黑松 侧柏 马尾松 刺槐 杜仲等 马尾松 杉木 侧柏 油松等 华山松 马尾松 杉木 云南松 柳杉等 柠条 花棒 油松 云杉等 4 4 珍稀濒危树种遗传资源保存取得进展 中国政府对保护珍稀 濒危树种资源非常重视 建国以后 就开始了有计划的保护 开发和 利用 1979 年加入了自然保护和物种保护的国际组织 颁布和制订了有关的法令 条例和标 准 1984 年公布了第一批中国珍稀 濒危保护植物名录 即 国家重点保护植物名录 1987 年 出版 中国珍稀濒危保护植物名录 1993 年颁布了 林木种质资源保存原则与办法 的国家标 准 1996 年发布 中华人民共和国野生植物保护条例 和国家重点保护植物名录 我国第一批 珍稀濒危保护植物名录 共 354 种 其中有 1 个亚种 21 个变种 包括蕨类植物 9 种 裸子植 中国林木种质资源保护 研究与对策 103 物 68 种 被子植物 277 种 列为一级重点保护的 8 种 二级重点保护的 143 种 三级重点保护 的 203 种 其中被列入此名录中的单种属树种并开始实施抢救保存的有银杏 珙桐 Davidia involacratu 杜仲 Eucommia ulmoides 华盖木 Manglietiastrum sinicum 观光木 Tsoongiodendron odorum 长柄双花木 Disanthus cercidifolius var Longipes 香果树 Lindera flavinervia 连香树 Cercidiphyllum japonicum 圆籽荷 Apterosperna oblata 青檀 Pteroceltis tatarinowii 绵刺 Potaninia morgolica 长蕊木兰 Alcimandra cathcartti 银杉 Cathaya argyrophylla 水杉 Metasequoia glyptostroboides 水松 Glyptostrobus pensilis 金钱松 Pseudolarix kaempferi 福建柏 Fokienia hodginsii 白豆 杉 Pseudotaxus chienii 钟萼木 Bretschnedidera sinensis 掌叶木 Handeliodeneron bodinieri 任木 Zenia insignis 猪血木 Euryo denderon excelsum 四合木 Tetraena mongolica 四数木 Tetrameles nudiflora 栌菊木 Nouelia insignis 伞花木 Eurycorymbus cavaleriei 水青树 Tetracention sinense 山白树 Sinowilsonia henryi 永瓣 藤 Monimopetalum chinense 萼翅藤 Calycopteris floribunda 喙核桃 Annamocarya sinensis 钻天柳 Chosenis arbutifolia 山铜材 Chunia bucklandioides 等 许多树种为残遗 或孓遗植物 驰名世界的观赏植物 园林绿化树种 少数属的代表种或属在我国仅产 1 种的树 种 还保存了一些经济树种的野生原型 目前 中国在不同植被地理区域 珍稀 濒危植物的主要生殖和栖息场所 建立了不同类型 的自然保护区 森林公园以及原地保存野生珍稀 濒危物种的原生生境 全国现有各级森林公 园 752 个 面积六佰八十多万 hm2 其中经林业部批准建立的国家森林公园 439 处 2002 年 经营面积四百多万 hm2 已建立的森林公园范围内约有珍稀植物 140 多种 启动了对珍稀濒危 树种保存的研究计划 银杉 桫椤 Alsophila spinulosa 珙桐 秃杉 望天树 Parashorea chinensis 天目铁木 Ostrya tehderiana 普陀鹅耳枥 Carpinus putoensis 等 24 个重要种 在种群分布 濒危成果 保存繁殖 遗传多样性和保存对策等方面取得了不同程度的研究成果 5 5 5 5 强化林木种质保存与研究的基本对策强化林木种质保存与研究的基本对策强化林木种质保存与研究的基本对策强化林木种质保存与研究的基本对策 基本对策的立足点在于 林木种质资源的保存 评价与利用 必须坚持维护森林遗传多样 性所承担的义务 实行修复 扩大 新森林 的遗传基础 调控有效繁殖群体多世代周期亏损 确保基因不丢失 提高或稳定子群体的有效大小 在林木育种中解决克服繁殖群体周期亏损 修复 新森林 的遗传多样性 无庸置疑 有效开发与创新改善国土资源环境的树种种质资源 关系到本世纪粮食和生存质量的重大问题 通过评价与保存 为生态环境林 工业人工林与经 济林建设 创新种质并改善树种遗传结构 可持续经营 提供充分必要的物质基础 为我国 生 态赤字 地区逆境造林地配置相适宜的乔木 灌木树种及种质 为山区 林区的经济发展与保存 名 特 优种质资源 开发利用我国珍稀 特有木本植物的种质资源 5 1 宗旨及目标 依据 有效保护 抢救保存 增强国力 服务社会 的宗旨 从实际出发 坚持 有所为有所不 为 的准则 重点排队 抢救保存与重点保存相结合 严密实施 使全国林木种质资源得到有效 保护和安全保存 贯彻科学评价和合理利用的原则 有效地开发利用一大批优良种质用于生态 中国生物多样性保护与研究进展 104 104 环境建设和经济发展 2001 2020 年的总体目标是 扭转中国林木种质资源丢失和流失的 谷 底 态势 全面实施中国特有 珍稀 濒危物种及重要乔木 灌木 草 花卉的种质资源保存 重要 物种实施构建核心种质的策略 最大限度地保存种内遗传多样性 5 2 林木种质保存的重点 林木种质资源保护以国家安全 提高国力为目的 为当前 近期 长远的开发利用及可持续 发展服务 直接为国家生态环境建设及经济发展提供多方面需求的优良种质 重点是 保护与提高天然林和人工林的树种 群体 品种的遗传多样性 在空间上与时间上保存 构建 遗传多样性丰富的种质材料 优先实施构建核心种质的保存策略 填补中国 生态赤字 地区乔灌草物种种质资源的评价 利用和保存的空白 创建生 态林业工程急需的适应性 抗逆性和稳定性强的优良种质 建立评价与保存技术 系统实施珍贵 稀有 特有 优质 濒危物种种质的评价 保存与利用的体系 努力实现种质资源与生态 土地 资源的优化配置 提高经济 生态和社会效益 为 农业 林业可持续发展提供保障 逐步实现林木种质资源保存 评价与利用的标准化 数据化和网络化 为社会共享 5 3 强化二级保存体制 林木种质资源是野生生物资源的主体 是国家的宝贵资源 属于基础性工作范畴 应以国 家保护为主 实行 中央为主 中央与地方两级保护 的建制 中央主管全局性 跨地区性的重 要物种的种质及核心种质 地方重点保护具有地区特色的种质 国家统一规划 中央与地方优 势互补 达到最大限度地保护与储备国家种质资源的最终目的 今后 20 年内 中央建成不同气 候带典型植物区系的 15 个各具特色的林木种质资源保存中心及种质低温保存库 地方 省 分 别在寒温带 温带 亚热带 南亚热带 北热带 中国西部等特色森林地区 设置 34 个林木种质 资源保存中心 并与该地方的各类自然保护工程相结合 5 4 林木种质勘察 收集 保存工作 贯彻 三优先 的原则 优先抢救特有 濒危 珍稀的物种种质资源 优先保存覆盖面广而且有现实和潜在开发利用价值的种质资源 优先保存物种特有物种 最具有遗传多样性 代表性的核心种质 群体 家系 个体 构建的样本 5 5 实施林木种质的原地 异地和设施三种保存方式的优化配置 根据林业种质资源野