西天目山微生物实习与环境资源保护的探讨与浅析

郭建军 程霞英 陈海敏 徐科

1.浙江理工大学生命科学与医药学院；2.浙江理工大学绍兴生物医药研究院

生物学野外实习是生物教学中的重要一环，是理论走向实际的桥梁，承担着培养学生观察能力和解决问题能力的任务。随着高校办学规模的扩大和对实习安全的日益重视，生物学实习地点的选择就有诸多限制，一般会在实习场地安全及食宿安全方面设立前置条件，而符合实习要求的场地往往被许多兄弟高校所选择，带来的结果便是各种接待压力、环境压力以及对物种资源的破坏。野外实习资源的供求矛盾和野外实习资源的保护等学生野外实习所带来的各种问题逐渐走进高校和接待单位的视野，也成为环保和社会公共资源分配的一个重要话题。本文从西天目山国家级自然保护区中微生物实习对大型真菌资源的影响入手，浅析了大量高校集中实习对生态环境及真菌资源的不良影响，探讨了野外微生物学实习中可以采用的环境和真菌资源保护措施，以期为缓解西天目山实习环境压力和真菌资源下降问题提供有益的参考。

一、西天目山微生物实习概况

微生物学是高校生命科学教育中的主干课程之一，所有现代生物学技术都离不开微生物学基础。由于微生物学的主要研究对象为肉眼不可见的微小生物体，所以理论课堂教学显得抽象难懂，需要加强微生物学实验和实践教育。鉴于绝大部分的微生物形体微小，需借助显微镜进行观察，只能在实验室中依赖显微手段进行实验观察，其学习主要围绕微生物的无菌操作、平板的涂布、微生物的恒温培养等，而对其生活史的观察和研究较为困难。选取野生大型真菌作为野外实习的主要对象和内容，通过大型真菌生态习性的观察、真菌标本的采集、制作等教学实践活动，使学生全面了解大型真菌的形态特征、分布特征、生存环境特征等知识，极大丰富了微生物课堂教学内容，是微生物学理论知识的深化和补充，逐渐得到生命科学专业教研人员的认可，成为现代生物学实践教学中不可或缺的重要组成部分。有资料显示，越来越多高校开始开展大型真菌野外实习教学，并且取得许多有益效果。

西天目山位于杭州市临安区西北31公里处，是国家级森林自然保护区，海拔1506米（西峰仙人顶），保护区内温暖潮湿，物种丰富，其中查明的植物品种有246科974属2160种高等植物。由于森林覆盖面广，林木品种多，加上原生态的自然保护措施，枯枝落叶在林下自然分解，为大型真菌的生长提供了良好的条件，因此天目山林下大型真菌资源也非常丰富，据调查，天目山自然保护区内有大型真菌10目27科90属258种。西天目山交通便捷，其中天目山自然保护区山有柏油公路直达，保护区内安全防护设施良好，山脚下有许多以旅游经济为生的民宿和农家乐，拥有较强的旅游接待能力，由于自然条件优越，每年吸引不少外地游客至此旅居、旅游。由于丰富的物种资源、便利的交通条件、规范的安全防护设施以及良好的餐饮、住宿接待能力，使得西天目山自然保护区成为浙江大学、南京师范大学、复旦大学、浙江理工大学等众多江浙沪高校生物及相关专业野外实习的首选地点。

二、西天目山野外实习中微生物资源保护的紧迫性

由于地处长江以南浙西山区，西天目山在6、7月份正逢梅雨季节，雨量多，植物、动物和微生物生长旺盛，生物数量大、种群多，生物形态结构特征较易观察，非常符合植物、动物和微生物实习的教学要求。并且该段时间正好是学期末期，理论教学基本接近尾声，学生一般积累了一个学期的理论知识，便于开展实习教学。因此6、7月是南方高校安排野外实习的的黄金时间，大量的高校在该段时间集中安排学生进行野外实习，导致该段时间内西天目山实习师生数量暴增，有些年份甚至达到天目山附近餐饮、住宿接待能力上限，一些高校因食宿无法安排，被迫临时改换实习地点，对实习师生的安全和实习教学质量造成较大的影响。

苏英等调查研究发现，西天目山大型真菌的分布与海拔高度显著相关，其种类和数量分布曲线与海拔呈现垂直关系，而分布量最大的位于禅源寺、天然居至五里亭、天目山管理局至红庙、五代同堂至老殿的阔叶林、针阔混交林和杂灌丛林地之中。禅源寺、红庙、五里亭、天目山管理局位于天目山的中低海拔区域，林木高大挺拔，道路和安全防护设施齐全，考虑到学生安全、交通条件、景区管理、大型真菌数量等诸多因素，高校划定的微生物实习范围也常常在上述区域，一则该区域交通条件较好，二则该区域不属景区范围，方便旅游公司对游客进行管理。但是，学校的共同选择也造成了实习场地的超负荷运行，学生的大量、集中、高密度的实习，对上述区域造成了严重的生态压力，由于人群的大量踩踏和对腐殖质的破坏，造成大量原生大型真菌栖息地的退化和丧失；更严重的是实习过程中子实体标本的过量采集，不可避免地影响着真菌的生长和繁殖，最终导致了上述区域大型真菌资源急剧减少，带来了微生物环境的显著恶化。带给实习师生最直观的感受就是多种原本常见的大型真菌近年来已不见踪影。大型真菌种类和数量的下降反过来也给实习教学和生态保护带来多种不良后果：

（一）影响学生实习效果

由于实习范围内的大型真菌数量逐年减少，有些真菌类型的品种和数量已经远远低于教学预期，不能满足教学需求。有时候一整天的样品采集只能收集少数几类品种的真菌样本，这些品种也以常见的木耳、树舌等树干、树枝上寄生的种类为主，有些天目山真菌文献或实习指南中的真菌品种现已找不到野生样品，无法实现该真菌生态习性的观察及生态分布的调查。这样不仅打乱了学校实习计划、也影响了微生物野外实习的效果，导致不能达成教学目标，这一问题给微生物实习带教老师们普遍带来烦恼，也给教学质量带来了较大影响。

（二）影响区域内大型真菌物种资源

生物物种资源是实现可持续发展战略的重要资源，不仅为人类提供衣、食住的原料以及营养品和药物，更是良好生态环境必不可少的组成部分，是人类长期繁衍生息的基础。据统计，我国北回归线以南已有研究记录的大型真菌有1200属、5000多种,其中食、药用菌将近1000 种。西天目山有着丰富的大型真菌资源，据文献报道，西天目山自然保护区内就拥有258种大型真菌，而且其中有许多珍稀真菌物种，仅浙江省首次记录的大型真菌就有120种。这些大型真菌资源是生物物种多样性的天然宝库，是非常珍贵的天然种质资源和遗传资源，此外，这些丰富的大型真菌不仅能作为食用菌使用，还是许多重要药物的来源，深深影响着人们的生产生活，除了出色的经济价值，这些大型真菌作为分解者在维持西天目山正常动植物及微生物生态平衡中也起着重要作用。因此西天目山大型真菌资源的减少会直接或间接造成巨大的经济和社会损失。

（三）破坏区域内生态环境

西天目山自然保护区之所以林木品种繁多、大型真菌资源丰富，其中原因之一是西天目山成为自然保护区后，天目山管理局实施了有效的森林和野生动物保护措施，杜绝了滥砍滥伐和人工造林，保存了良好的生物栖息环境，使得各种生物协调生长，各种生态因子相得益彰，造就了丰富森林资源和真菌资源，也因此成为高校生物野外实习的理想场所，给地方带来了巨大的经济效益和社会效益。但是，如果任由大量高校进行集中、粗放、高频度野外实习，加之旅游景区内游客大量涌入，将严重干扰保护区内野生真菌、野生动植物的生长、生殖及分布，造成一定范围内生态环境的破坏，违背了天目山设立自然保护区的初衷。这种只求规模效益和经济效益的做法是不可持续的，百害而无一利，只有得到良好的保护，天目山才能长期稳定地发展。

三、西天目山野外微生物实习中环境保护措施的思考

（一）高校间错峰进行野外微生物实习

“错峰出行”的交通政策起源于德国，由于其效果明显，在欧美得到了广泛的推广，其基本原理就是在原有的道路条件下，通过调整交通出行者的出行时间，从而错开出行高峰时段，减少道路交通压力，达到交通流量均匀水平。借鉴“错峰出行”的管理思路，如果将高校前往西天目山进行野外实习的时间进行错峰调整，延长计划实习的时段，必将大大降低实习场地内师生数量的峰值，利于森林、动物和微生物系统的生态恢复，从而降低对野生真菌生长和繁殖的扰动，抑制西天目山大型真菌资源下降的趋势，实现野生真菌资源的保护，同时也能实现更好的微生物野外实习教学效果。当然时间的调整短期内会影响到一些高校的实习教学，特别是那些由于“错峰实习”而导致不能在6、7月份进行实习的高校，其实习教学活动会受一定程度的影响。但是，不管从经济支出上还是从教学效果上看，长期实施错峰实习能使各高校均从中受益，相信一定会得到各高校的赞同与支持，并且“错峰实习”还能让西天目山最大限度地提供实习教学资源，利于西天目山的保护、开发和利用。

（二）实习范围和线路轮换

休耕轮作制度在我国农业中的应用由来已久，该制度有利于土壤肥力的恢复和农业病虫害的扩散，是水稻种植可持续发展的有效途径，现已推广到诸多种植领域。如果野外实习过程中，借鉴“休耕轮作”思想，对大型真菌野外实习范围和线路进行轮换和休养，将对实习范围内生态环境因子的恢复和物种的保护起到重要的作用。具体而言，可对同海拔的区域划分若干“实习区域”和“禁止实习区域”，这样保证了不同海拔都能有实习区，确保大型真菌分布的完整性，保证了实习教学的效果。通过“实习区域”和“禁止实习区域”逐年轮换，让“实习区”的自然环境和野生物种在实习后一年得到恢复和自然生息，这样非常有利于大型真菌资源的快速恢复，让实习资源能够可持续开发和利用，在利用的同时实现资源的保护。

（三）转变微生物学野外实习模式

以往的微生物野外实习，其基本目标基本都是在实习范围内寻找野生大型真菌资源，发现野生真菌后，采集真菌子实体，并制成标本，从而完成整个实习流程。可见，标本采集是微生物实习中的必然环节，而子实体的过度采集，减少了真菌孢子体的产生阻断了真菌的完整生活史，势必对野生真菌繁殖造成较大影响。因此，减少和杜绝子实体的采集，能够较好保护大型真菌资源的品种和数量，对真菌资源保护大有裨益。为了让学生能够完成完整的微生物学实习流程，可以将野外实习分为野生状态大型真菌观察和人工繁殖大型真菌标本采集、制作两部分，通过建立常见大型真菌野外仿生种植场所，加强大型真菌的人工扩繁，产生大量的常见大型真菌样本，供学生采撷和制作标本。这样在保证实习教学质量的同时还能生产一些具有食用和药用价值的大型真菌，从而取得一定的经济利益。此外，大型真菌野外仿生种植场所的建设除了能拓展高校学生的微生物实习资源外，还能加强高校、科研院所与地方之间的科技合作和交流，培育地方特色产业，实现经济效益与社会效益的双丰收。

（四）加强学生环保意识教育

要实现上述保护措施，人的因素是其中的关键，而实习中的主体是学生，我们必须教育学生，让其理解优质的实习资源与环保的关系，只有在保护好环境和种质资源的前提下，才能获得良好的实习资源，同时，通过这些教育还能激发学生热爱大自然、保护大自然的热情，使学生在实习过程中遵守实习纪律和规范，尽可能减少对保护区内自然环境的扰动，改变实习过程中种种不科学不环保的行为，达到环境和微生物资源双保护的目的，

（五）加强虚拟仿真技术在微生物实习环节的应用

虚拟仿真技术是应用计算机及仿真技术，模拟三维环境下的事物和事件，具有生动逼真、交互性强、运行成本低等诸多优点，现已广泛应用于各类教学活动中。若将虚拟仿真技术应用到微生物实习环节中，让学生在电脑端就获得身临其境的学习体验，不仅能加速学生对微生物知识的掌握，还能节省大量微生物实习资源，提升微生物实习资源利用率，不失为是一种环保的微生物实习方式。建议将虚拟仿真实习与西天目山野外实习相结合，在野外实习前，通过虚拟仿真实习，让学生熟悉微生物野外实习的基本内容，从而提高野外实习的效率，在达到教学效果的同时，适当缩短天目山野外实习时间，从而减少西天目山的野外实习所带来的生态压力，间接加强对野生真菌资源的保护。

四、展望

以上分析可知，西天目山微生物资源的退化是多方面原因造成的，其中微生物野外实习是其中重要的因素之一，资源供给与需求之间的矛盾是其中的根本原因。如果通过“错峰实习”、“实习范围轮换”等适当调节措施，能够保证在抑制微生物资源退化的前提下，充分利用西天目山大型真菌实习资源。相信通过以上措施，西天目山自然保护区的野生大型真菌资源将重新繁荣，高校生物学野外实习将变得更加井然有序，实习效果也将明显得到提升，在这个前提下，由于大型真菌仿生种植基地的建设和运行，当地村民将找到一个重要的经济增长点，同时也可以通过基地，进一步加强高校和地方的合作，进一步推进高校微生物科研成果向地方的转化，实现实习与生产的相互促进、教学与产业的良性互动。