植物资源的保护与管理

植物资源的保护与管理第1页/共58页一、人与植物资源二、我国50多年来对植物资源的开发与保护三、植物资源合理利用的一般性原则四、我国草地的合理利用与保护五、我国热带森林的合理利用与保护六、贫困山区植物资源的开发七、生物多样性保护第2页/共58页一、人与植物资源自然的人与植物农耕文化时期的人与植物工业革命后的人与植物警醒的人类1948，IUCN，国际自然和自然资源保护同盟1980发布《世界自然资源保护大纲》1971，人与生物圈计划1972，《人类环境宣言》第3页/共58页二、我国50多年来对植物资源

的开发与保护取得了辉煌的成绩也走了不少的弯路，在很大程度上也浪费和破坏了不少的资源。如兰花、草珊瑚、七叶一枝花、雪莲、黄连、甘草、发菜、两面针等。第4页/共58页三、植物资源合理利用的一般原则1．开发与保护的关系2．合理利用的原则第5页/共58页2．合理利用的原则1）综合利用2）深加工3）永续利用4）充分发挥植物资源的生态效益，避免发展污染严重的企业5）以传统土特产品为突破口6）发挥野生植物的优势，发展绿色食品7）变野生为家植，建立商品基地8）不断发掘新的资源植物种类和新的用途9）市场研究第6页/共58页四、我国草地的合理利用与保护草原中国天然草原面积3.93亿公顷，约占国土总面积的41.7％，是耕地面积的3倍左右，林地面积的2倍多，其中可利用草原面积为3.31亿公顷，占草原总面积的84.3%。按行政区划以西藏自治区草原面积最大，约8205万公顷，占本地区土地总面积的68.1%，可利用面积约7085万公顷；其次为内蒙古自治区，天然草原面积约7880万公顷，占本地区土地总面积的68.8%，可利用面积约6359万公顷。第7页/共58页南方草山草坡我国南方草山草坡共有94509万亩,大约相当于全国耕地面积的1/2。虽然南方草山草坡有地势较高、地处偏远、交通不便等缺点,但具有较丰富的雨量和热量资源。个人看法：慎重开发第8页/共58页五、热带森林的合理利用与保护现有热带雨林面积：7150平方公里；现有热带季雨林面积：17050平方公里；推测原有热带森林总面积：340000平方公里。刀耕火种第9页/共58页六、贫困山区植物资源的开发优势：资源丰富劣势：贫困综合症对策：不能仅仅输血，而应培养造血能力。第10页/共58页七、生物多样性保护植物园botanicalgarden以引种收集、栽培多样化的植物为主要特色，它与国家和地区的社会经济以及科学文化的发展密切相关。汉武帝（公元前140～前135）在长安附近重修秦代的“上林苑”，栽种植物3000余株，还建造了专种桂花、龙眼、荔枝、槟榔、橄榄、柑橘等亚热带植物的“扶荔宫”，这可能是中国古代植物园的雏形。以植物学为指导的植物园建立都始于欧洲，它们成为植物学研究的重要基地。第11页/共58页目前世界上已建立有约1600个植物园和树木园，收集栽培了约75000种植物(P.H.雷文，1989年)，占世界植物区系成分的25%，其中有12000～15000种濒危植物(WR1，1992年)。第12页/共58页第13页/共58页按近代科学方法建立的植物园，始于20世纪30年代。1929年，傅焕光、叶培忠等在南京中山陵附近筹建了中山植物园；1934年，胡先骕、秦仁昌等在江西庐山创办了庐山植物园。20世纪50年代则由中国科学院兴办了10多个植物园，虽然现在全国已有140多个植物园，它们仍是我国的骨干植物园，如被誉为中国规模最大的北京植物园、华南植物园、南京植物园和西双版纳热带植物园等，它们都成为集科学研究、植物种质保存和科普教育为一体的植物学研究基地(佟凤勤等，1997年)。第14页/共58页我国植物园虽然已发展到约140个，它们也对我国植物尤其稀有濒危植物迁地保护起了重要的作用，但它们的分布也与国际上一样，不太合理(贺善安等，1997年)。据初步统计，在我国植物园中除引自国外的外，栽培着中国产的植物约17000种，占中国区系成分的60%多(许再富，1997年)，其中属于第一批国家重点保护的有332种，占全国389种的85%。由此可见，植物园(和树木园)已成为植物尤其是稀有、濒危植物迁地保护的重要基地。第15页/共58页深圳仙湖植物园第16页/共58页第17页/共58页第18页/共58页第19页/共58页第20页/共58页植物种质基因库是指以保存植物遗传种质为目的，保存植物种子和各种繁殖体的现代化设施。保存对象主要是种子。1958年，美国第一个建立——国家种子贮藏实验室（NSSL）。顽拗种子（Recalcitrantseed），寿命短、无法干燥的种子，如柳等。组织培养离休保存。分离DNA的保存及基因文库等。第21页/共58页自然保护区（naturalreserve）指不同的自然地带和大自然地区区划内，划出一定范围并设置管理机构，将自然环境与自然资源以及自然历史遗产加以保护和研究的地域。分核心区、缓冲区和试验区三部分。1872年美国政府批准建立的第一个国家公园——黄石公园是世界上最早的自然保护区。第22页/共58页我国的自然保护区始于50年代，经过近50年的努力，到2003年底，全国自然保护区已经发展到1999个，面积14398万公顷，约占国土面积的14.37％，在全国范围内初步形成了一个类型齐全、分布基本合理的自然保护区网络。在已建立的1999个自然保护区中，国家级自然保护区226个、面积8871.29万公顷，省级655个、面积3997.72万公顷，市级339个，面积426.91万公顷，县级779个、面积1102.1万公顷。第23页/共58页并有长白山、鼎湖山、卧龙、武夷山、梵净山、锡林郭勒、博格达峰、神农架、盐城、西双版纳、天目山、茂兰、九寨沟、丰林等14个自然保护区被联合国教科文组织列入“国际人与生物圈保护区网”；扎龙、向海、鄱阳湖、东洞庭湖、东寨港、青海湖等6个自然保护区被列入《国际重要湿地名录》。这些自然保护区的建立，使我国70％的陆地生态系统种类、80％的野生动物和60％的高等植物，特别是国家重点保护的珍稀濒危野生动植物的绝大多数都在自然保护区内得到较好的保护。这些自然保护区还起到了涵养水源、保持水土、防风固沙、稳定地区小气候等重要作用。第24页/共58页中国第一个自然保护区鼎湖山1956年2月，根据我国杰出的植物学家、华南植物研究所第一任所长陈焕镛教授的建议，广东省委批复在鼎湖山设立华南总植物园鼎湖山树木园。同年6月，由秉志、钱崇澍、杨惟义、秦仁昌、陈焕镛等5位著名科学家在第一届全国人大三次会议上提出了《请政府在全国各省(区)划定天然禁伐区、保存自然植被以供科学研究的需要》的提案(亦称九十二号提案)，认为我国天然森林已经不多，急应在各省(区)划定若干自然保护区。该提案获得通过。第25页/共58页第26页/共58页三江源自然保护区成立于2000年8月19日，地处青藏高原腹地，位于长江、黄河、澜沧江源头区，介于东经８９°２４′-１０２°２３′和北纬３１°３９′-３６°１６′之间，海拔３４５０-６６２１米，总面积３６．３万平方公里，覆盖青海省玉树、果洛两个藏族自治州全境，海南、黄南两个藏族自治州的泽库、河南、兴海、同德４个县及海西蒙古族藏族自治州格尔木市的唐古拉乡，区内有人口５５．７２万人。第27页/共58页分布着众多的湖泊、雪山和冰川，也有着十分丰富的野生动植物资源；这里不仅因为众多大江大河的发源而被称为“中华水塔”，还因为其拥有许多生物特有种而誉为物种基因库。湖泊湿地总面积在１万平方公里以上，其中，黄河干流上的扎陵湖、鄂陵湖是最大的两个淡水湖，总面积在１１００平方公里以上。有植物８０余科、４００余属近１０００种，其中优良牧草有７０余种，乔、灌木８０余种。野生动物资源种类繁多，计有兽类７６种，鸟类１４７种，爬行类、两栖类及鱼类４８种，其中有国家一级保护动物１４种，二级保护动物３７种，青海省重点保护动物２７种。对人类有着十分重要的现实意义和战略意义。

第28页/共58页第29页/共58页第30页/共58页第31页/共58页

植物资源的保护与可持续利用物种资源的丧失背景灭绝速率：过去2亿年中，平均每100万年有90万种脊椎动物灭绝，灭绝的背景速率是每世纪约90种脊椎动物。3个主要灭绝事件：三叠纪，侏罗纪，第三纪。

Myers(1988)估计：每27年1种高等植物灭绝，随着种类增多，灭绝速率不断加快。现状及趋势：地球生物多样性总量的1/4面临灭绝的严重威胁(Raven)。当今处于一个地球历史上影响最大的生物灭绝速率最高的时代(Wilson,1988)。面临的威胁：生境破坏，过度采挖猎取，化学污染，气候变化，生物入侵，人口增长（消费观念）灭绝四重奏：种群数量下降（生境破碎化，栖息地面积减少），遗传多样性降低（基因流动受阻，种群数量下降），遗传漂变，环境波动。第32页/共58页珍稀濒危植物与野生保护植物国际自然保护联盟(IUCN)划分的濒危类型：灭绝种(Ex)：物种在野外50年没被发现。崖柏(Thujasutchuanensis)

濒危种(En)：面临灭绝危险，若致濒因素继续存在，不可能生存。如种群数量降到临界水平（最小存活种群），栖息地剧烈减小随时会灭绝的类群，过去50年在野外重新发现的类群；渐危种(V)：若致濒因素继续存在，可能沦为濒危种的类群。包括种群数量继续下降的种类，基本安全不能得以保证的种类，分布范围处于严重恶劣因素威胁之下的类群。稀有种(R):总数很少，不属于濒危种、渐危种的类群。包括分布于有限地区或生境，或稀疏地分布在广阔的范围。未定种：

第33页/共58页IUCN(1994)新的濒危等级划分体系灭绝：野外灭绝：苏铁，四川苏铁，华南苏铁极危criticallyendangered,如百山祖冷杉，台湾穗花衫（世界最濒危植物），元宝山冷杉，康定冷杉，多歧苏铁。濒危：cycasspp.易危低危数据缺乏未评定如我国裸子植物濒危及稀有种63种，多数极度濒危或野外灭绝，被列入I级保护植物。国家重点保护野生植物名录(第一批)（1999）第34页/共58页实际上稀有程度要较为复杂，根据地理范围、生境特殊性、当地种群数量可将稀有程度rarity划分为7种类型：其中，地理分布范围广阔，生境广泛，地区种群大的为常见种，地理分布狭窄，生境特化或有限，种群在任何地区都小的，为极危种。稀有程度的确定对确定管理对策及物种保护优先权具有意义。中国生物多样性行动计划，中国生物多样性国情报告(1998):优先保护植物。保护植物—根据价值确定3个保护级别。国家一级保护植物：具有极为重要的科研、经济和文化价值的种类；国家二级保护植物：具有重要的科研、经济价值的种类；国家三级保护植物：具有一定的科研、经济价值的种类。第35页/共58页我国约有3000种处于濒危和受威胁状态,1000种列入保护植物。全世界约2万种，濒危植物384种(1989)。“中国珍稀濒危保护植物名录（第一册）”

(1984)即《国家重点保护植物名录》354种。“中国植物红皮书”(1991)388种（包括变种）。隶属于102科、245属。根据在自然界受威胁的程度分为三类：其中濒危种121种，稀有种110种，渐危种157种。又根据价值的不同分为三个保护级别。一级8种（银杉、水杉、秃杉、桫椤、珙桐、人参、望天树、金花茶），二级159种，三级221种。第36页/共58页1996年9月30日，国务院发布《中华人民共和国野生植物保护条例》，国家林业局和农业部提出《国家重点保护野生植物名录》，419种，13类。保护级别分为2级，其中Ⅰ级保护植物67种和4类，Ⅱ级保护植物352种和9类。保护植物中，包括蓝藻1种（发菜，念珠藻科），真菌3种（虫草，麦角菌科；松口蘑即松茸，蒙古口蘑即白蘑，口蘑科），蕨类植物14种4类，裸子植物40种4类，被子植物361种5类（于永福，1999）。在1999年9月9日第4号令公布了国务院于1999年8月4日批准的《国家重点保护野生植物名录（第一批）》，共294种，其中Ⅰ级64种，Ⅱ级230种。库区有37种，其中Ⅰ级8种，Ⅱ级29种。隶属于22科33属。根据《名录》（1999）库区有Ⅰ级8种，Ⅱ级27种，隶属于21科31属。第37页/共58页基于《中国植物红皮书》，三峡库区有34科45属48种，其中蕨类植物3科3属3种，裸子植物6科10属11种，被子植物25科32属34种。基于《国家重点保护野生植物名录》，库区有43种，其中Ⅰ级9种，Ⅱ级34种。隶属于27科38属。

综合《中国植物红皮书》（第一册）名录，国家林业局，农业部提出的《国家重点保护野生植物名录》（1999），三峡库区的国家重点保护植物，除去重复部分的情况，计有40科57属62种。其中蕨类植物4科5属6种，裸子植物6科12属14种，被子植物30科40属42种。第38页/共58页关键地区

热带雨林：地球表面积7％，1/2以上的全球物种；湿地：物种多样性及地区特有性并不显著，组成复杂的生态系统，侯鸟的过境、栖息和繁殖。我国17个有全球意义的重要关键地区，陆地11个，湿地3个，海洋3个。陆地类：第39页/共58页横断山南段(藏东南、滇西北川西南)：物种分布和分化中心，杜鹃属400种/中国470/世界850种。特有属最集中的中心之一（80），真菌最集中分布的地区（4000），许多果树和经济林木，如柑桔、茶等的野生种产地。岷山－横断山北段(川西北)：基带为常绿阔叶林，垂直分异明显；特有植物多，如四川红杉、岷江柏、桃儿七、水母雪莲。大熊猫。四姑娘山滇西南西双版纳地区：季节性雨林湘黔川鄂边缘山地：湘西北武陵山系以及鄂西南、黔东北、渝东南的山地区域，神农架、梵净山包括在内。600m以下常绿阔叶林，山地多常绿落叶阔叶混交林。植物区系主体部分属温带性，集中了北温带主要的落叶阔叶树种，是华中区系成分分布的核心地段，多古老孑遗和特有类型，是中国珙桐的分布中心；水杉、银杉、连香树、水青树、香果树、鹅掌楸、巴东木莲等。第40页/共58页秦岭山地：北坡基带为落叶阔叶林，南坡1500m以上与北坡一致，以下为落叶常绿阔叶混交林，处于中－日植物区系与中国－喜马拉雅植物区系的交接地带，汇集了华北、华中、横断山脉的多种植物区系成分。海南中南部山地：500m以下为沟谷热带季节性雨林，其上为山地季季节性雨林、常绿阔叶林，热带成分为主。野生稻、小粒稻、野荔枝、野生茶。尖峰岭。桂西南石灰岩地区：700m以下地带性植被－季节性雨林，其上石灰岩常绿落叶阔叶混交林（石山）、山地常绿阔叶林（土山）。独特的北热带石灰岩植物区系。十万大山，金花茶、狭叶坡垒、广西青梅、望天树、掌叶木、叉叶苏铁、短叶黄杉、蚬木等。浙、闽、赣交界山地。1200m以下地带性植被－常绿阔叶林，多马尾松林、杉木林、毛竹林；山地以常绿落叶阔叶混交林为主。武夷山。华东植物区系成分集中分布所在。百山祖冷杉，白豆杉，黄杉，观光木，乐东拟单性木兰。第41页/共58页新、青、藏交界处高原山地：阿尔金山、可可西里、羌塘。5000m，高寒草原以紫花针茅、扁穗草、青藏苔草等为主，高寒草甸以高山嵩草最占优势。垫状植物极多。伊犁－西段天山山地：900m以下为荒漠，往上依次为山地草原、山地落叶阔叶林、亚高山针叶林、高山灌丛和草甸、高山冰缘稀疏植被、冰雪带。新特有种较多－第三纪天山隆起。野苹果、野核桃、巴旦杏。长白山山地：温带植物最为丰富所在。落叶阔叶林－针阔叶混交林－亚高山针叶林－亚高山矮曲林和高山冻原。湿地类沿海滩涂湿地：辽河口附近、黄河三角洲滨海地区、盐城沿海、崇明岛东滩东北松嫩－三江平原湿地长江下游湖区第42页/共58页

珍稀植物的保育与合理利用就地保护：关键物种，关键生境迁地保护离体保存：种子库，基因库

具有观赏价值的珍稀植物的合理利用：严格保护：银杉适度利用：保护野生植物资源，人工繁殖栽培。不受生物学方面致制濒因素影响。本身已被大量栽培利用的类型，保护原产地。水杉第43页/共58页

生物安全外来有害植物：从国外自然传入或人为引种后成为野生的，并对本地生态系统和农林业造成一定危害的植物。截止1970年，引入837种，占栽培植物的25－33％，目前，已知外来有害植物约60种。外来有毒植物。主要外来恶性杂草：紫茎泽兰Eupatroriumadenophorum

凤眼莲Eichhorniacrassipes

空心莲子草Alternantheraphiloxeroides

豚草Ambrosiaartemisiifolia

大米草Spartinaspp.

加拿大一枝黄花Solidagocanadensis

第44页/共58页遗传饰变生物体GMOs的释放与生物安全

遗传工程生物GEOs：通过基因工程改变了遗传性状的生物；遗传饰变生物体GMOs：通过遗传操作修饰了遗传性状的生物体；转基因农作物（水稻、玉米、棉花、大豆、南瓜、番茄、香蕉、烟草等）－抗除草剂、抗病毒、、耐盐等；转基因棉花、烟草、番茄、南瓜等进入大田。转基因抗虫欧洲黑杨－舞毒蛾、杨尺蠖转基因花卉－第45页/共58页GMOs释放的潜在生物学和生态学风险转基因生物对人类健康的可能危害。巴西豆蛋白质－蛋氨酸－转基因大豆，部分人群过敏－心脏病转基因作物本身可能变为杂草。转基因作物可使野生近缘种变为杂草。丹麦：转基因油菜中的耐除草剂基因，通过两次种间杂交转到野生近缘种中。转基因植物可能成为有害的外来种。基因工程生物释放可能形成新的病毒，通过基因流或其他途径对非目标植物产生危害。第46页/共58页

生物技术在植物资源保护与利用中应用一、资源植物的快速繁殖

二、植物资源的基因工程

三、资源植物次生代谢产物的工业化生产

四、资源植物的种质保存第47页/共58页一、资源植物的快速繁殖植物组织培养（PlantTissueCulture）的原理是植物细胞具有全能性，取植物的部分组织或者单个细胞，在合适的培养基上经培育可以长成一株完整的植物。植物细胞的全能性（cellulartotipotency）

植物细胞的全能性即是每个植物的本体细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因，因此在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个与母体一样的植株。植物组织培养的利用途径

（一）增加遗传变异性，改良作物

（二）繁殖植物

（三）有用化合物的工业化生产第48页/共58页植物组织培养是把植物的器官，组织以至单个细胞，应用无菌操作使其在人工条件下，能够继续生长，甚至分化发育成一完整植