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文档简介
植物资源的开发利用
研究进展学生:导师:专业:野保(植物)研究方向:植物资源与利用
《植物科学研究进展》研究生课程个人专题报告内容提要1.植物资源概述2.研究背景3.研究方法4.国内外现状5.前景展望1.植物资源概述1.1.1植物资源的概念⑴广义的植物资源指地球上或生物圈内一切植物的统称。通常,植被学家、景观生态学家在研究宏观问题时多持这种观点。⑵狭义的植物资源资源科学领域多将植物资源理解为狭义的植物资源。吴征镒(1983)将植物资源简洁而深刻的定义为:“一切有用植物的总和。”董世林(1994)指出:“植物资源就是指那些可以被人类直接或间接利用的一切植物种的总称。”随着20世纪七八十年代资源科学的诞生,联合国环境规划署(1972)对自然资源的定义逐渐被人们所接受。因此,可以把植物资源归纳为:“在一定时间、地点条件下,能被人类开发利用以提高人类自身当前和将来福利的一切植物的总称。”1.1植物资源与植物资源学[1]
1.植物资源概述1.1.2植物资源学的概念及主要研究内容⑴植物资源学概念(董世林,1994)研究植物资源的分类、分布、蕴藏量、引种驯化、栽培技术和开发利用途径,以及植物资源特性及资源评价等的学科。生物资源学与植物学之间的一门交叉性学科和生物资源学、植物学的重要分支学科。⑵主要研究内容植物资源的形成、分类、地理分布及生物生态学,引种驯化与栽培技术,有用成分的性质及其形成、积累和代谢规律,一定区域内植物资源的种类、蕴藏量及其合理开发利用与保护。1.1植物资源与植物资源学[1]
1.2.1地域性不同自然条件下,植物群落及其种类差异极大。因此,在植物资源开发利用时必须因地制宜,发展优势植物资源。1.2.2周期性生命现象特有的时间上的层次序列。表现为数量周期性和质量周期性两个方面。根据时间长短,又可分为日周期、季节周期、年周期。日周期,如绿色植物存在着白昼物质积累阶段(光合作用)与夜间物质消耗阶段(仅呼吸作用)的日交替现象。季节周期,季节波动-峰与谷的交替,如毛竹春生笋、夏长鞭、秋孕笋、冬休眠。年周期为多年间的波动,如林木结实的大小年现象、竹子开花等等。在植物资源开发利用时必须因时制宜,适时采收、适时放牧,即按照植物的生长发育规律,适时地取,以便“不夭其生”,适量地取,以便“不夭其长”。1.2植物资源的特性1.2.3可再生性能不断自然更新和人为繁殖扩大,这是优于非生物资源的特点。1.2.4可解体性人类干扰、自然灾害,导致物种灭绝,即资源解体。须很好地利用再生性去克服其解体性,使资源的基因库得以更好地保存。1.2.5有限性植物的更新能力有一定限度。须尊重客观规律,既要充分利用,创造出最大经济效益,又决不能“竭泽而渔”,超出其所能负荷的极限,导致资源枯竭。1.2.6多用性一物多用。要根据生态效益、经济效益与社会效益相统一的原则,制订适合本地的最优化方案进行综合开发利用。[4]1.2植物资源的特性1.3.1吴征镒的植物资源利用途径分类系统(1983年)分为栽培与野生两大类。[5]又将野生植物资源分为五类:⑴食用植物资源包括淀粉类、蛋白质类、食用油类、维生素类、饮料类、香料类、色素类、动物饲料类和蜜源植物类。⑵药用植物资源包括中草药类、化学药品原料类、兽药类和植物性农药类。⑶工业用植物资源包括木材类、纤维类、鞣质类、染料类、芳香油类、植物胶类、树脂类、工业用油脂类和经济昆虫寄主类。⑷防护及观赏植物资源包括防风固沙水土保持类、绿肥类、绿化观赏类、环境监测及抗污染类。1.3植物资源的分类⑸植物种质资源[6]植物的遗传多样性资源。每一个植物种具有不同的遗传特性,同一种的不同亚种、变种、变型,栽培植物种的品种、品系及其大量的野生近缘属种,均为不同种质。育种的根本材料,育种实质上是种质资源再加工。也是21世纪从“信息经济”跨入“生物经济”时代之后,基因工程和基因开发利用的不可替代的宝贵原材料。种质资源的收藏和研究是对人类利益十分重要的工作,正所谓“巧妇难为无米之炊”。植物种质资源主要有:1.3植物资源的分类①作物种质资源除林木之外的所有栽培植物及其野生近缘种,作物育种的根本材料,是人类生存和发展的战略性资源,维系着我国几十亿人口的食物安全。包括3大类:农作物:有粮食作物(谷类、豆类、薯类)、经济作物(纤维、油料、糖料、饮料、染料、香料、药用、特用等)和绿肥作物。园艺作物:有蔬菜、果树和花卉。饲草作物:有豆科、禾本科和其他各类饲草。1.3植物资源的分类②饲用植物种质资源指可用于饲养家畜的植物资源,不仅为人类饲养家畜提供最廉价的饲料,而且是作为人类生存与发展的重要生命支持系统之一的草地生态系统的生产者绿色植物的主体,其生态作用不言而喻。包括2大类:野生饲用植物类:种类最多,是饲用作物的天然基因库。栽培饲用植物类:即饲用作物类,包括饲草作物(收获茎叶为主,如紫花苜蓿等)、饲料作物(收获籽粒、块根块茎等为主,有饲用禾谷类、豆类、叶菜类、块根块茎类、瓜果类)。1.3植物资源的分类③林木种质资源即森林植物种质资源,负载着野生植物、野生动物和微生物的基础型种质资源,是陆地生物基因的“避护所”和“主基因库”,其丢失将引起邻舍物种及种质以4-13倍的速率丢失。林木种质资源是我国维持生态安全、治理生态灾难及林业现代化建设的关键性战略资源。包括三类:核心种质:指剔除了遗传重复并能完整代表种内遗传多样性的种质(P≧95%)。保留种质:非核心属性的种质,与核心种质保持遗传材料动态交流与调整。陈列种质:属广义范畴的非定义种质,由于样本太小,遗传背景不清,只能作为抢救保存珍稀濒危物种的后备或补遗材料。1.3植物资源的分类④药用植物种质资源中国药用植物资源即中药资源,由中药材、民间药和民族药用植物资源组成。中医药学是一个伟大的宝库,是中华民族优秀文化的灿烂结晶,数千年来为中华民族的生存繁衍、发展兴旺作出了不可磨灭的贡献。其独特的思维方式和完整的理论体系世界瞩目,在世界传统医学领域有着举足轻重的地位。由于化学创新药物研发投资大(2.5亿—3亿美元),周期长(10—20年),风险大(成功率率仅为万分之一),因此西方发达国家纷纷把开发新药的希望投向具有几千年临床经验的中药资源,我国丰富的药用植物资源成了众目睽睽的目标。因此,药用植物种质资源的保护对捍卫中国中医药的特色和优势具有重大意义。我国由于在1993年加入知识产权保护公约,制药工业面临着由仿制向创制转轨,再加上新药研发能力和基础薄弱,短时间内难以满足国内需求。今后中国人能不能吃上新药、好药,中医药研究与开发无疑起着重要作用。因此,药用植物种质资源的保护是关系到社会的稳定、人民的健康和中药产业可持续发展的重大问题。1.3植物资源的分类1.3.2董世林的植物资源三级分类系统以被利用的植物体特点作为高级分类单位—植物资源型(2个型);以植物资源利用的大方向作为中级分类单位—植物资源类(6个类);以植物资源的具体用途作为基本分类单位—植物资源相(25个相)⑴成分功用植物资源型①饮食用植物资源类包括9个相:野菜植物资源相、野果植物资源相、色素植物资源相、淀粉植物资源相、油脂植物资源相、芳香植物资源相、饲用植物资源相、蜜源植物资源相、甜味剂植物资源相。②医药用植物资源类仅包括1个相:药用植物资源相。③工业用植物资源类除已列入饮食用植物资源类的淀粉植物资源相、油脂植物资源相、芳香植物资源相外,该类共包括3个相:树脂植物资源相、树胶植物资源相、鞣质植物资源相。④农业用植物资源类包括2个相:绿肥植物资源相和农药植物资源相。1.3植物资源的分类⑵株体功用植物资源型①株体自身功用植物资源类包括5个相:能源植物资源相、纤维植物资源相、木材植物资源相、寄主植物资源相和种质植物资源相。②株体效益植物资源类包括5个相:指示植物资源相、环保植物资源相、绿化观赏植物资源相、防风固沙植物资源相、水土保持植物资源相。实际研究中,为了方便,还可根据植物本身特性分为树木(林木)、竹类、省藤、攀援、地被、有毒、沙生、盐生、非木质、分科属种、珍稀濒危植物资源等等而进行研究。[7~16]1.3植物资源的分类1.3.1种类我国野生植物资源丰富,种类多且蕴藏量大。据不完全统计,中国现有高等植物约3万余种,其中种子植物就有25700余种,为全世界近30万种高等植物的十分之一强,仅次于巴西和哥伦比亚等热带大国而居世界第3位,北半球第1位。(中国生物多样性国情研究报告编写组,1998)裸子植物,中国10科约250种∕全世界15科850种,世界上裸子植物最多的国家。被子植物,我国328科3123属20000多种,分别占世界科、属、种数的75%、30%、10%,是世界上被子植物种类最丰富的三个国家之一。(中国生物多样性国情研究报告编写组,1998)
1.4我国的植物资源经济植物多达数千种,比欧美地区的多。木本植物约有7000多种,其中乔木2000多种,北美只有乔木600多种,欧洲仅有200多种。中国是世界上三大果树原产地之一,起源于中国的果树有50余种,分布在北方的有桃、李、杏、梨、柿、枣、核桃、栗、樱桃、木瓜等;分布在南方的有柑、橙、柚、龙眼、荔枝、枇杷、杨梅等。现在全世界约有蔬菜160余种,其中常见的100种左右,原产中国和早已引入并经过培育成为优良种型的有50余种,如白菜、芥菜、萝卜等都原产我国,茄子、辣椒等则是引入中国后培育成很多品种的。花卉植物更多,国际人士早有公论:“无中国花卉便不成花园”。1941年水杉的发现,轰动了全世界。类似的活化石植物还有银杉、水松、金钱松、银杏、油杉、台湾杉、福建柏、珙桐等,其中金钱松为世界五大庭园树种之一。[1,6,17]1.4我国的植物资源水杉杉福建柏水松松金钱松松金钱松松百山祖冷杉杉
1.3.2特点⑴生态类型齐备各种生活型,如乔木、半乔木(像梭梭属),灌木、半灌木(像沙枣拐属),小半灌木(像蒿属),多年生和一年生草本,无不具有。生态类型方面,从高山冻原植物如多瓣木、松毛翠到热带雨林种类;从超旱生荒漠植物到潮湿低地的湿生、水生种类;从高寒大风环境的青藏高原垫状植物到华南热带海滨红树林。
1.4我国的植物资源极旱荒漠漠热带雨林林海滨红树林林
⑵区系起源古老
由于中生代末中国大部分地区已上升为陆地,并且第四纪冰期未大范围遭受大陆冰川的影响,因此保存着大量白垩纪、第三纪的古老残遗成分。中国植物区系中有许多单型属和少型属,它们大多是原始或古老类群。中国的3875个高等植物属中,单型属占38%;而特有属中单型属和少型属则占95%以上。①裸子植物方面:出现于晚古生代,繁盛于中生代,第三纪开始衰退的松杉类植物,全世界现仅存7个科,我国就有6个科。②被子植物方面:比较原始的或早期发生的被子植物类群在我国分布甚多,有些仅分布于我国。如木兰科的鹅掌楸、木兰、木莲,金缕梅科的蕈树、马蹄荷,毛茛科,连香树科,三白草科,金粟兰科,木通科,八角茴香科,五味子科,腊梅科,昆栏树科以及中国特有科水青树科,伯乐树科和杜仲科等,都是第三纪残遗植物。这些类群在研究被子植物的起源和系统发育方面有重要意义。1.4我国的植物资源据统计,中国高等植物特有属共275个,特有种约17300种。如古老孓遗种伯乐树(钟萼木)、连香树、领春木、昆栏树、银缕梅(单氏木)、水青树、半日花、四合木、鹅掌楸和珙桐等等。这些类群对于认识中国乃至世界种子植物的系统发育和物种多样性形成的历史过程都是极为重要的。1.4我国的植物资源⑶特有类型丰富伯乐树树连香树树领春木木昆栏树树银缕梅梅水青树树⑷空间格局多样①气候条件从南到北:北热带→亚热带→暖温带→温带→寒温带从东到西:湿润→半湿润→半干旱→干旱→极干旱②地理条件通过影响气候来间接影响生物的空间分布格局。青藏高原→平原低地山岭重叠,河川纵横,地质古老。③由土壤、气候决定的生物域从南到北:热带季风雨林→亚热带常绿阔叶林→暖温带落叶阔叶林→温带针阔混交林→寒温带针叶林。从东到西:在北方,针阔混交林→落叶阔叶林→草甸草原→典型草原→荒漠化草原→典型荒漠→极旱荒漠;在南方,东部亚热带常绿阔叶林(江南丘陵)和西部亚热带常绿阔叶林(云南高原)在性质上有明显不同,发生不少同属不同种的物种代替。1.4我国的植物资源1.3.3分布根据气候、土壤、植被类型以及植物资源分布的特点,按自然地理分区可分为八个区:东北区、华北区、西北区、华中区、华南区、黄土高原区、青藏高原区、云贵高原区。
1.4我国的植物资源中国生物多样性最为丰富的地区,也是世界上生物多样性保护的关键和热点地区之一,是许多重要植物类群的原产地或发祥地。云南地理位置独特,地形地貌错综复杂,气候条件特殊,兼有寒、温、热三带气候类型。它位于东亚植物区和古热带植物区、中国-日本植物亚区与喜马拉雅植物亚区的交错地带,是世界罕见的多种植物区系的荟萃之地,为各种植物的生存繁衍提供了得天独厚的生态环境条件。据《云南植物志》记载,云南已知的高等植物共有428科、2983属、16298种,占全国已知高等植物种类的50%以上,分别占中国高等植物科、属、种总数的90%、60%和50%以上,特有种和濒危种极丰富,据20世纪80年代资料记载,中国种子植物特有属有204个,而云南就有108个,约占53%。特有种就更多了,约1000种以上,珍稀濒危和保护物种占全国种数的50%以上。[18]1.4云南的植物资源[2]
著名的植物有:孓遗种桫椤、长苞冷杉、光叶珙桐、云南红豆杉、云南榧木等,珍稀濒危种长蕊木兰、滇木莲等。多种森林类型:云南松林、华山松林、干香柏林、秃杉林、云杉林、冷杉林等以及中国唯一保存完好的西双版纳热带雨林。还有那独木成林的千年古榕、鹤立鸡群的望天树,被称为古植物“活化石”的树蕨,以及很多云南和中国特有种,无怪乎人们把云南誉为“植物王国”、“物种基因库”、“天然植物园”。云南红豆杉杉滇木莲莲树蕨蕨鹿角蕨蕨桫椤椤长苞冷杉杉巧家五针松松贡山三尖杉杉长蕊木兰兰云南山茶茶大树杜鹃鹃云南七叶树树华盖木木2.研究背景[4]⑴野生植物资源保护的最佳办法是合理开发利用长期以来,人们逐渐认识到,单纯的保护在巨大的经济利益诱导下,收效并不理想。保护和利用是一对矛盾的两个方面,保护是为了永续利用,开发利用则是为了更好的保护,而不让其永远处于自然状态,任其自生自灭。纯粹地保护是无意义的,掠夺式地开发利用也是不对的,协调好保护与利用的关系至关重要。我们不仅要让人们认识到保护的重要性,同时也要让人们从保护中获得收益,应该在保护中开发,在开发中保护。2.研究背景[4]⑵植物资源的可持续利用是解决当前人类面临的诸多问题的根本途径
植物资源是人类可持续发展的基础,人类正是依赖以植物为第一生产者的生态系统的供养与庇护才得以生存繁衍。并且植物在维持生态系统基本功能方面也起着关键作用,是世界上动物生存的基础。目前,人类正面临着诸如粮食短缺、能源枯竭、环境污染、生态破坏、生物多样性丧失、土地沙漠化、全球气候变暖等一序列生存危机[19]
。并且人类一直在与心血管疾病、老年性痴呆、癌症等疾病作艰难地斗争,新的疾病如艾滋病、抑郁症等又接踵而至,给人类带来新的灾难。[1]植物资源的可持续利用直接为人类解决所面临的资源、粮食、能源、环境、自身医疗保健等诸多问题提供经济、合理而有效的方案。[1]2.研究背景[4]⑶当前绝大多数植物资源仍没有得到充分的有效的开发利用例如我国栽培植物(不包括观赏植物在内)共计只有2297种,还不到高等植物种类的10%,其中
常见的栽培种类仅100余种,主要粮食作物只有20多种。[20]
2.研究背景[4]⑷谁拥有了资源,谁就掌握了未来产品的主动权在中国加入WTO以后,在知识产权保护越来越重要的现代社会,谁拥有了资源,谁就掌握了未来产品的主动权。特殊种质的资源植物的应用研究将会带给我们优秀的品种,在市场竞争中立于不败,获得巨大经济效益。我国原特有植物猕猴桃、油桐、金花茶等就是因为我们自己开发利用不够,而被国外引入后大量开发成功,并进而占领国际市场。⑸野生植物资源的研究不能仍然停留在调查、标本采集及分类学研究阶段,而应进入实质性的开发利用阶段金花茶茶油桐桐中华猕猴桃桃3.研究方法[2]3.1.1理论依据系统发育相关性,亲缘关系较近的类群往往在形态、生长发育、生理生化特性及代谢产物等方面具有相似性。“亲缘关系相近,有效成分相似”3.1.2研究程序(1)寻找新的植物资源的研究分类鉴定→确定化学成分→寻找同属植物→进行比较研究(2)引种驯化与人工栽培技术研究进一步进行引种驯化与栽培技术研究,使由野生变为家种,形成产业,保证资源永续利用。3.1.3优缺点目标性明确,研究周期短,一旦成功将具有较高的使用价值。但此法需要有完整的资料,十分精良的实验设施和技术手段。3.1系统研究法
3.2.1理论依据[21~24]民族植物学(Ethnobotany)是研究人与植物之间直接相互作用的一门新的学科。世界各地的原住民即土著居民直接与植物接触,在长期的生存斗争中积累了丰富的利用植物的知识和经验。同时,他们又考虑到自己的将来及子孙后代,无形之中便形成了一种朴素的生态学思想。因而在长期的劳动实践中,逐步摸索出一套高度复杂而又十分具体的植被系统知识体系,蕴涵着朴素的人与自然和谐相处的生态观。这种利用植物的知识和经验,以及这种朴素的生态观,就构成了民族植物学的知识体系。这种朴素的人与自然和谐相处的生态观,尤其值得我们现代人学习。
3.2民族植物学研究法民族植物学的理论与方法⑴少数民族往往有基于植物崇拜、宗教信仰等而对植物的保护活动云南西双版纳傣族自治州的傣族民众对“龙山”、“圣山”以及“神山”、“神树林”的信仰和传统保护活动;云南哈尼族也有出于宗教原因而保护山地森林的古老传统;彝族群众有悠久的植物崇拜习俗,山茶、马缨花等,都是彝族村社所崇拜的重要森林植物。这些在客观上都对当地的生物多样性保护起到了积极的作用,不但保护了多种重要的生态系统类型,而且保存了大量当地植物区系中的特有、古老和孑遗物种。3.2民族植物学研究法⑵少数民族往往在生产生活中注意对自然的保护傣族人工栽培薪炭林-铁刀木,是当地农田—家宅园圃—人工薪薪炭林—神山—天然森林农业生态系统中的一个重要组成部分,充分利用了树木的生物学和生态学特性,在经济上十分合算,并且傣族还世代流传着这样一个古训:“无林就无水,无水就无田,无田就无粮,无粮就无人。”云南高黎贡山北部独龙江流域内独龙族的典型的山地轮歇农业生态系统,系统中存在不少有价值的传统品种和地方品种,并以种植桤木来促进轮歇地的休闲管理为特色。这些都对保护当地的森林、生态系统和生物多样性起到了积极的作用,反个来也为自身农业生态系统的可持续发展提供了必要前提。通过民族植物学和民族生态学的研究,证明他们都是能够持久的农业生态系统。3.2民族植物学研究法傣族村寨⑶民族民间传统经验为现代农林技术提供了原型知识云南少数民族地区传统经营的樟树-茶叶、桤木-茶叶、八角树-砂仁等农业生产模式,是现代农林复合经营新技术的原型知识。民间对同一种植物的多种利用方法是现代多功能作物的知识源泉。基于民间传统经验创造的在广东珠江三角洲遍布的”桑基渔塘”农业生态系统成为现代生态农业的典型范本。所谓“桑基鱼塘”就是“基种桑,塘养鱼,桑叶饲蚕,蚕沙饲鱼,塘泥肥桑”,栽桑、养蚕、养鱼三者有机结合,形成桑、蚕、鱼、泥互相依存、互相促进的良性循环。这是多么巧妙的设计啊!这种生产形式一直延续至今,成功地解决了田地与水的矛盾,也为珠江三角洲的繁荣发展奠定了坚实的基础。综上所述,民族植物学研究的核心就是要发掘民族民间有关认识、利用和保护植物的传统知识及其现代价值[19]。开展民族植物学研究对总结中华民族优秀的传统知识和经验,寻求保护森林与植物的有效途径,以及促进人类社会的可持续发展具有重要意义。3.2民族植物学研究法3.2.2研究程序(1)调查研究①文献资料研究[25]我国有关植物的古代典籍可谓浩如烟海。数以万册的古代农、林、医药、园艺、自然、博物、地理、民族、民俗甚至诗歌、小说等文学著作中都蕴藏着极其丰富的民族植物学知识,如《诗经》、《尔雅》、《神农本草经》、《齐民要术》、《农政全书》、《本草纲目》、《植物名实图考》、《竹谱》、《茶经》、《南方草木状》、《滇南本草》、藏族的《四部医典》、纳西族的《东巴经》、各地方的府志、州志、县志等等,我们应该十分珍视并努力保护好我们民族与大自然相伴共存了数千年的宝贵文化和知识。3.2民族植物学研究法②民间访问调查包括村社调查和地方集市贸易调查。其核心内容为“4W”—Who(谁?什么民族?)、What(什么植物?)、When(何时利用?)、How(怎样使用?)。其研究方法有:直接观察人物访谈—包括关键人物访谈、随机访谈、结构式访谈和半结构式访谈等[26]③田野调查与证据标本的采集制作[25]做田野调查采集标本时要注意:尽可能的采集到营养体、花、果俱全的植物标本,同一采集号应有几个复份;一定要在野外做好记录,不应留到晚上或采集结束之后根据回忆做记录;应特别注意记载植物的地方名、用途及栽培信息。3.2民族植物学研究法⑵整理分析对调查植物依其凭证标本进行分类鉴定,确定其科属及种的拉丁名,描述编目,并对其民间利用做科学解释。进而通过比较选择出近期具开发价值的对象。⑶开发研究根据古今中外的资料及民间用途,对将要开发的对象用现代科技手段进行开发研究。
调查研究→整理分析→开发研究3.2民族植物学研究法3.2.3限制因素在民间发掘会遇到语言、文化和心理上的障碍特别是语言的障碍;有较高价值的经验和技术不易获得,往往具有保密性,不外传,对自己的子女也是传男不传女或传女不传男。[27]同时研究需要相当广泛的相关学科的知识背景(如植物学、民族药物学、人类学、生态学、经济学和语言学等等)。[28]3.2民族植物学研究法4.国内外现状⑴开展植物资源大规模的普查筛选工作美国在过去近50年中持续进行着一个庞大计划,对全世界的野生植物进行油料、抗肿瘤、农药、纤维、蛋白质、淀粉、亚油酸等方面的普查筛选。抗肿瘤药物长春花碱、喜树碱、美登木素就是在他们的研究报告中提出的。[29]⑵各国都非常重视植物种质资源收集、保存、评价及利用研究美国农业以高水平的生产力享誉世界,就得益于美国联邦政府高度重视对种质资源系统的维护,不断收集、保存和维持种质资源的独特性和多样性,实施庞大的国家种质资源收集计划,利用驻外机构及外交人员引入大量植物种,并在国内建立区域植物引种站,分工明确,各司其职,科学地管理并对植物种质进行系统研究与评价。虽然美国是一个农作物种质资源相对贫乏的国家,很多作物的原产地不在美国,重要农作物相关近缘种也较少,但是国家级植物材料保存中心目前共有植物材料464901份,并建成了世界上最大的植物种质资源保存库。正因为如此,大量新品种和新品系能够成功的源源不断地输入农业系统并转化成高水平的生产力以及美国农业企业在国际市场上强大的竞争力。[30]4.1国外进展[7]4.国内外进展⑶近年来,各国科学家都在开展利用植物产物作为石油代用品的研究如种植含糖作物,将产品加工成酒精;种植油料作物,将植物油脂加工成“生物柴油”;加强对可能用作能源的木本速生树种的栽培筛选及森林经营管理研究。⑷除了能源植物之外,各国还加强其它新型植物资源的开发利用如绿色、环保食品、饮料、色素,植物性农药等等⑸二战后,各国逐渐认识到了民族植物学研究的重要性如美国纽约植物园的专家研究了亚马逊河流域印第安人的人种植物学,发现印第安人对植物的用法如箭毒、麻醉品、食物、纤维、产生幻觉的植物产品都有自己的独特之处。⑹鉴于全球性森林衰退的严峻形势,各国都加强了对森林资源的经营管理如加拿大国际开发署(CIDA)投资森林工业规划的资金每年总数约8000万美元,世界银行也在四年内向林业贷款10亿美元以上。4.1国外进展[7]4.2.1我国野生植物资源开发利用的基础研究[6]⑴我国野生植物资源的百年调查与采集我国野生植物资源的研究起步较晚,20世纪头10年才开始采集植物标本。我国植物学的开拓者们经过一个多世纪的艰苦创业,踏遍祖国的山山水水,终于基本弄清了我国野生植物资源的家底。他们中杰出的代表主要有钟观光、胡先骕、秦仁昌(蕨类植物的先驱)、郑万钧、蔡希陶、吴征镒(中科院院士,2007年度国家最高科技奖得主,我国著名的、具有国际声誉的植物学家,植物区系研究的权威学者,中国植物“活字典”、“植物电脑”)、徐永椿、薛纪如等。其中徐永椿、薛纪如是我们西南林学院德高望重,在学术界颇负盛名的两位前辈,徐永椿是树木学泰斗,薛纪如是竹类研究第一人。4.2国内进展[17]⑵各级各类植物志的编研包括《中国植物志》,各地方植物志如各省省市县植物志、重要地理区域植物志(如秦岭植物志、陕甘宁盆地植物志),各专业植物志如《中国孢子植物志》、《中国树木志》、《中国沙漠植物志》、《中国饲用植物志》、各级各类经济植物志和资源植物志等。《中国植物志》是一部总结中国蕨类植物和种子植物分类研究的植物学巨著,其编纂工作从1959年启动,到2005年完成出版,历时半个世纪,是我国三代植物学家集体智慧的结晶。全书共80卷126册,约5000万字,附有5000余幅图。收载植物343科3155属30586种,是世界上最大的植物志。建立了中国的植物宝库,摸清了中国植物的家底,为神州960万平方公里土地上的一草一木、一花一叶建立了“户口本”,意义非凡,将为研究、保护和利用我国植物资源提供最基础的参考资料。[31,32]4.2国内进展[17]4.2.2我国野生植物资源开发利用取得的成就⑴利用种类目前,我国发现利用价值较高的野生植物就有2400余种,中国香料工业所用的天然香料品种已达110种,其中许多大宗品种已经进行了大面积人工栽培。⑵利用形式直接利用:指以“小秋收”为代表的直接采集利用如野果、野菜、野生药材的采集,以及经过简单加工的资源利用如竹、藤、茎皮等的编织品。初级加工利用:以常规技术和工艺进行低水平加工。如植物色素的提取、纤维的加工等。深度加工:深化到对特定化学成分的利用以及在生产中广泛采用现代高新技术。综合利用:是植物用途多样性特点的具体表现,具有良好的经济、社会和生态效益。4.2国内进展[17]⑶利用领域目前,已经涉及到国民经济50多个领域。①某些传统利用项目继续得到发展某些植物经简单加工而产生的各种产品也能获得较好的经济效益或有特殊的社会需求。如纤维植物编织工艺品,特种淀粉、特种油脂的民间生产。②形成了若干开发利用的重点领域药用植物资源的开发利用:力图寻找高效、低毒、廉价的植物药。功能食品的开发利用:野果、野菜作为营养功能性食品原料已广泛应用于食品工业。4.2国内进展[17]天然食品添加剂的开发利用:除传统的天然香料外,天然食用色素、甜味剂的开发已成为一个热点。天然日化产品的开发利用:野生植物提取物大量应用到日用产品中,如各种牙膏、美容护肤品等,构成了野生植物资源开发利用新的风景线。特种工业原料的开发利用:从传统的树脂、树胶、鞣质植物发展到药物合成的中间体、皂素植物和植物胶等,最引人注目的是半乳甘露聚糖胶植物资源的开发。能源植物资源的开发利用:植物燃料油的的开发,在石油资源逐渐枯竭的背景下,对寻找未来的替代性能源具有战略意义已经越来越受到重视。植物性农药的开发利用:随着对环保和食品安全的关注,过去大量使用的高残留、广谱性的化学农药将会被逐渐淘汰,将植物化学防御体系产生的特定成分应用在植物保护方面,已成为植物资源开发的另一个热点。4.2国内进展[17]4.2.3我国野生植物资源开发利用存在的问题[33]尽管我国在野生植物资源的开发利用方面取得了一些成果,但与发达国家相比差距较大,还存在不少问题。⑴我国种质资源收藏工作目前尚处于萌芽状态,大量种质流失⑵我国民族植物学起步晚,重视程度不够⑶我国能源植物资源及其他新型植物资源的开发有待加强⑷开发利用率低许多颇具开发利用价值的野生植物还仍埋藏在深山老林之中任其自生自灭,对己发现的种类,真正利用起来的还很少。⑸精深加工及综合利用还很不够;⑹从事野生植物资源研究、开发利用的科技人员匮乏;⑺研发经费不足等。4.2国内进展[17]5.前景展望[2,17,20,33]
针对存在的问题,我们应积极采取措施,加快植物资源开发利用的速度,推动国民经济建设。要充分合理地开发利用我国的植物资源,实现经济效益、生态效益和社会效益和谐统一的目标,今后应从以下方面发展:⑴加强植物种质资源的保存和研究⑵进一步摸清家底,增强植物化学成分研究⑶开展植物资源利用的区域规划⑷大力加强森林资源的经营管理⑸不断地开发新的野生植物资源⑹加强有关能源植物的开发利用研究⑺加强其它新型植物资源的开发利用研究
5.前景展望[2,4,5,7]⑻重视民族植物学的研究。⑼加强植物组培快繁、选种育种、基因工程等新技术的研究。⑽搞好精深加工和综合利用。⑾加强引种驯化研究,建立商品原料基地。⑿加强保护,永续利用。⒀加快专业人才的培养。
谢谢大家!参考文献[1]严善春等:森林生物资源学.哈尔滨:东北林业大学出版社,2007.10.[2]熊子仙:云南资源植物学.昆明:云南教育出版社,2002.[3]赵建成,吴跃峰等:生物资源学.北京:科学出版社,2003.3.[4]邓
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