保护植物多样性维护全球生命共同体
—— 中国蓼科植物
2020-06-13
中国植物多样性
中国是全球植物多样性最丰富的国家之一,大约有35856种高等植物,约占世界总数的10%,居世界第三位。其中石松类及蕨类植物2129种,裸子植物237种,被子植物28996种等。中国是世界栽培植物的四大起源中心之一,是许多重要农作物和果树资源的原产地;还是世界上园林花卉植物资源最丰富的国家之一,种类超过7500种,拥有温带几乎全部的木本植物属。当前,由于生境丧失和破碎化、资源过度开发利用、环境污染、入侵物种竞争及全球气候变化等因素,中国的植物多样性受到了日益严重的威胁,受到威胁的植物物种约3879种。
中国蓼科植物
中国是传统医药资源最丰富的国家,药用植物资源有约11146种,占全世界药用植物的40%,是中国中医药、食品、保健品等产业的重要物质基础。蓼科中包含着多种重要的药用植物,如药用大黄、何首乌、虎杖和金荞麦等。
蓼科隶属于石竹目,与白花丹科成姊妹群关系,进而与瓣鳞花科和柽柳科共同构成一个单系分支。蓼科全球有55属1100余种,目前划分为3个亚科,其中蓼亚科种类最多,有600余种,主要分布于欧亚大陆的温带地区;苞蓼亚科含500余种,主产北美的温带至热带地区;榄仁蓼亚科仅有1种,特产非洲西部热带地区。蓼科植物中国产13属230余种,全国广布,尤以西南地区最盛。
多样的蓼科植物中,萹蓄属、木蓼属、沙拐枣属植物适应干旱,主产亚洲戈壁荒漠地区,是优良的防风固沙植物;冰岛蓼属、大黄属、拳参属适应寒冷,是青藏高原高山草甸的重要组成成分,尤其是塔黄和苞叶大黄,是青藏高原4000米以上的高山流石滩上的旗舰物种,如巨人般守望着冰山雪地的流石滩,异常壮观;而圆穗蓼和珠芽蓼则能将高山草甸装点成花的海洋;何首乌属、翼蓼属、珊瑚藤属善于攀爬,是温带至热带森林林缘的常见植物;海葡萄属适应热带海岸边盐碱滩涂环境;蓼树属则可生长在亚马逊热带雨林中。
蓼科植物具有重要的经济价值,其中最典型的代表当属荞麦属。荞麦属植物的起源地与多样性中心均在中国,中国北方及西南地区的先民们分别驯化出可食用的甜荞与苦荞。目前,甜荞在全世界除南极洲外,各大洲均有种植,年产量达380万吨,因其果实中富含膳食纤维,多种矿质元素,及类黄酮、多肽、糖醇等多种药用成分,是越来越受欢迎的保健性食品。蓼科植物生命力顽强,蓼科最大的两个属,酸模属与蓼属,多数种类为常见杂草。《诗经》“良耜篇”中有“以薅荼蓼”的句子,意为拔除荼(苦菜)及蓼(水蓼或酸模叶蓼)等杂草,又言“荼蓼朽止,黍稷茂止”,去除杂草后,庄稼才能旺盛生长。
此外,作为观赏植物,蓼科中比较有名的如红蓼、珊瑚藤、千叶兰、抱茎蓼、头花蓼等;蓼蓝自古便是制靛的重要原料,《四民月令》中记载“五月可刈蓝”,用于染出蓝绿色布料;酸模属与蓼属多种植物的幼嫩茎叶可供食用,是风味独特的早春野菜,其中香辣蓼具有浓郁的鱼腥草般的气味,是云南傣味火锅中的常用食材。可见,蓼科植物与人们的日常生活息息相关。
目前,蓼科仅有金荞麦1种植物被《国家重点保护野生植物名录(第一批)》列为二级保护植物。很多人有疑问,感觉金荞麦较为常见,是典型的“大路货”,怎么会是保护植物。其实,这可能正体现了立法者未雨绸缪的决策。金荞麦药用价值巨大,又据此成功研发出了抗癌药,即使野生种群数量再多,也需防止因滥采滥挖野生植株而导致的种群急剧萎缩。值得庆幸的是,云南、贵州等地已发展出成熟的金荞麦规模化栽培种植技术,满足了制药企业的原材料需求。
2017年发布的《中国生物多样性红色名录—高等植物卷》对220种国产蓼科植物进行了濒危等级的评估,其中极危(CR)物种2个,分别为条裂大黄和垂枝大黄,濒危(EN)物种5个,分别为头序大黄、阿尔泰大黄、艾比湖沙拐枣、心形沙拐枣和无叶沙拐枣,易危(VU)物种6个,分别为额河木蓼、粗糙沙拐枣、宽叶神血宁、牛尾七、鸡爪大黄和云南大黄。
由此可见,蓼科濒危物种主要集中在大黄属与沙拐枣属。大黄属植物因其块根可入药,野生资源被滥挖滥采较严重,此为最主要的致危因素;而沙拐枣属植物生长环境生态脆弱,生态修复困难而缓慢,易遭受过度放牧、农业发展和基础设施建设带来的生境破坏。值得庆幸的是,中国科学院吐鲁番沙漠植物园是亚洲最大的沙拐枣属植物保育基地,建有沙拐枣属植物专类园和沙拐枣种质资源圃,系统地收集保存了国内及中亚大部分沙拐枣属植物种质资源,为沙拐枣属植物的迁地保护做出了极大的贡献。然而,中国蓼科植物还有许多种类由于缺乏全面系统的野外调查,物种野外分布信息不清楚,加之研究资料匮乏,无法满足生物多样性评估与保护的需求。
托叶鞘是蓼科植物最常识性的识别特征之一。蓼科植物托叶鞘形态极其多样,筒状、舌状或撕裂状最为常见,有时又会有各种叶状附属结构及毛被,是蓼科分属、分种的重要依据之一。但是,“有托叶鞘的是蓼科,蓼科却不一定都有托叶鞘”,如产自北美的苞蓼族300余种植物便没有托叶鞘。
蓼科植物花粉类型极其多样,早在1946年,著名植物学家、国际孢粉学奠基人赫德伯格就提出蓼科花粉类型的进化研究是窥探被子植物花粉演化的绝佳窗口。国内先后有多位科学家对各个不同等级的类群进行过花粉形态的系统研究,研究结果已达到国际先进水平。
目前,蓼科许多属仍存在诸多的分类学问题,比如沙拐枣属植物种间杂交严重,物种界定困难;大黄属和拳参属植物在适应青藏高原隆生的过程中发生了物种的快速辐射分化,造成种类界限不明,需要借助多学科的手段澄清物种界定;荞麦属自建立以来,公认的物种数在10种左右,但是2003-2013年十年间,大量的“新种”被描述发表,使得物种数迅速翻番,其中6个“新种”甚至采自同一个县不同海拔的玉米地,给荞麦属的分类增加了大量的难题,亟需澄清。未来,蓼科植物的研究可能主要集中在系统发育的完善和部分类群的分类修订,青藏高原地区的物种形成机制、荞麦属的育种、药用植物的化学成分及药理药效等方面的研究也会是新的热点。
中国植物保护战略
2008年在《全球植物保护战略》框架下,中国发布了首个《中国植物保护战略(2010-2020)》,实施中国植物保护计划。2019年,国家林业和草原局邀请了中国科学院、中国工程院五位院士与中国农业科学院、中国林业科学研究院、中国环境科学研究院和中国医学科学院等单位的二十六位植物科研领域科学家,对中国履行《全球植物保护战略》和《中国植物保护战略》2011-2020实施情况的报告进行了评估,结果表明,中国已在2019年提前完成了75%的主要战略目标,剩余目标将在2020年完成。中国在植物多样性保护方面已取得了重要进展,绿水青山就是金山银山理念已深入人心,破坏生态环境的状况得到良好改善,部分地区的生态系统功能得到了有力修复,一些重点植物得到了有效保护,种群数量大幅增加。
2020年是全球“生物多样性超级年”,中国将于10月举办“联合国《生物多样性公约》第15次缔约方大会”。今年生物多样性主题将被置于全球可持续发展议程的最前列,这将为可持续发展和保护野生动植物提供了一个千载难逢的机会,通过生物多样性保护以应对全球不断恶化的生态环境的挑战。