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江西省重点区域主要林木种质资源调查与研究

2023-11-23程健弘葛红艳艾鹤兰陈建华游松涛

南方林业科学 2023年5期
关键词:海拔林木种质

程健弘,葛红艳,艾鹤兰,陈建华,游松涛

(1.江西省林业生态工程建设中心,江西 南昌 330046;2.江西省林业经济发展中心,江西 南昌 330046;3.江西省信丰县林木良种繁育中心林木良种分场,江西 信丰 341600)

林木种质资源是国家基础性资源和重要战略资源,是遗传多样性和物种多样性的基础,关系国家生态安全和经济社会可持续发展[1]。开展林木种质资源调查工作,是科学保护、积极开发与合理利用林木种质资源的基础,是实现种业科技自立自强、种源自主可控的必由之路,对振兴民族种业、打好种业翻身仗和推进江西林业高质量发展具有重大意义。江西地处中亚热带暖湿季风气候区,北缘和南缘分别向北亚热带和南亚热带过渡,四季比较分明,境内山地纵横、水域辽阔,生境复杂多样,孕育出了丰富多样的林木资源。为进一步掌握江西省林木种质资源家底,提升林木种质资源管理和利用水平,2018 年,江西省正式启动重点区域主要林木种质资源调查工作,组建了调查工作领导小组,聘请了省内外知名专家组成专家组进行技术指导和把关,制定了调查工作技术方案,并根据江西省自然地理现状和林木种质资源实际分布情况,决定以47 个县级行政区为江西省重点调查区域,重点围绕《江西省重点区域主要林木种质资源调查树种名录》内的193 个树种,对野生、栽培、古树名木、收集保存四类林木种质资源进行全面调查。在江西省各级林业主管部门的共同努力下,在专家组的悉心指导下,2022 年调查工作全面完成,初步掌握了江西省林木种质资源家底,为进一步提升江西省林木种质资源管理与利用水平打下坚实基础。

1 调查区概况

江西省位于我国东南偏中部,土地总面积1.669×105km2,占全国土地总面积的1.7%。除北部较为平坦外,东西南部三面环山,全省成为一个整体向鄱阳湖倾斜而往北开口的巨大盆地[2]。江西省地处中亚热带暖湿季风气候区,其北缘和南缘分别向北亚热带和南亚热带过渡,冬夏季风交替明显,四季分明,年均气温16.3~25℃,年均降水量1 341~1 943 mm。

江西省属我国南方重点集体林区,依据2020 年森林资源数据更新和2021 年对接融合成果,全省林地面积1 041.37 万hm2,有林地面积904.23 万hm2,活立木蓄积量7.1 亿m3,全省森林覆盖率为63.35%[3]。据《江西林业生物多样性保护公报》(2022 年),江西省现有野生脊椎动物1 007 种,已知森林昆虫2 243种;江西省自然植被分为4个植被型组、13个植被型、22个植被亚型,现有高等植物6 337种[4]。

2 调查方法

2.1 野生林木种质资源

根据科学考察报告等有关资料,结合访问、座谈等方式,初步确定调查区域内的野生林木资源种类及《江西省第二次主要林木种质资源调查树种名录》中有分布的野生重点调查树种。按10~30 m·hm-2设计踏查线路,自然保护地内天然森林群落、国家级重点保护野生植物以及地方特有物种分布区等重点区域进行重点踏查,其他区域至少调查所在乡镇1/4 以上有天然林分布的行政村,踏查路线尽量穿越所调查行政村所有天然森林群落类型。通过实地踏查的方式,记录线路沿线出现的野生树种种类、数量和面积,进而编制区域内野生树种名录。采用实地踏查并结合《野生植物资源调查技术规程》(LY/T 1820-2009)[5]有关调查方法,掌握区域内野生重点调查树种的种类、分布、数量等情况。

2.2 栽培林木种质资源

查询最近的森林资源调查结果和造林档案情况等资料,访问农户、林业科研人员、相关专家等知情人士,初步掌握区域内栽培树种情况。通过全查或抽查有代表性的栽培地点或地段,记录资源种类、面积、生长情况等信息。对于零散或单株分布的,进行单株调查;对于片状分布的,抽查代表性样株,抽查数量不少于50株。

2.3 古树名木

充分利用当地古树名木调查成果资料,通过走访、座谈等形式,了解调查区域古树名木种类及分布情况,对城区、乡村、自然保护区、森林公园等古树名木分布地区逐一实地调查,利用GPS 进行定位,记录其生长环境及生长状况、形态特征、保护级别与措施。

2.4 收集保存林木种质资源

通过实地调查及资料登记的形式,调查江西省国家级、省级林木良种基地的规模、布局、繁殖材料、良种产量与质量等情况;调查江西省国家级、省级种质资源库保存资源种类、数量等基本情况。

3 结果与分析

3.1 野生林木种质资源

3.1.1 野生林木资源

1)树种组成。将江西省野生树种线路调查数据进行归类整理,结合《中国植物志(中文版)》和Flora of China及《江西维管束植物多样性编目》[6-9]等文献材料订正其中的错误名称和异名,删除重复树种,编制江西省第二次主要林木种质资源调查野生树种名录,其中裸子植物依据Christenhusz系统(2011),被子植物依据APG IV系统(2016)进行编排。

据统计,本次调查到江西省野生树种1 579 种(含种下分类单位,以下同),隶属于101 科406 属(表1),占江西省野生种子植物(4 708 种)种数的33.5%,约占江西省野生树种种数(约1 800 种)的87.7%。这些种类中,国家重点保护野生植物46 种(国家一级6种,国家二级40 种),省级重点保护野生植物119 种(省一级1种,省二级28种,省三级90种)。

表1 江西省野生树种种类组成Tab.1 Composition of wild tree species in Jiangxi province

由表2 可知,江西省野生树种共有种子植物101科。根据这101科所含种类数量的多少可分为五级,其中含种类50 种以上的大科有4 科:蔷薇科(Rosaceae)(146 种)、豆科(Fabaceae)(92 种)、樟科(Lauraceae)(83种)和壳斗科(Fagaceae)(74种);种类在21~50 种之间的较大科有22 科:杜鹃花科(Ericaceae)、冬青科(Aquifoliaceae)、葡萄科(Vitaceae)、茜草科(Rubiaceae)、山茶科(Theaceae)、唇形科(Labiatae)等;含11~20 种的中等科有菝葜科(Smilacacea)、锦葵科(Malvaceae)、山矾科(Symplocaceae)、安息香科(Styracaceae)等23科;种类在2~10 种的科最多,共有38 科,如杜英科(Elaeocarpaceae)、防己科(Menispermaceae)、海桐科(Pittosporaceae)、柏科(Cupressaceae)等;仅含1 种的单种科有14 科,如茶茱萸科(Icacinaceae)、叠珠树科(Akaniaceae)、杜仲科(Eucommiaceae)、古柯科(Erythroxylaceae)等,详见表2。

表2 江西省野生林木科的统计Tab.2 Classification statistics of wild tree species in Jiangxi Province

本次调查,江西省共有野生树种406 属。对本区域406 属植物种类进行统计分析,结果见表3。仅出现1 种的属有169 属,占全部属数的41.6%,所含种数为169 种,占全部种数的10.7%;其中,裸子植物属有白豆杉属(Pseudotaxus)、柏木属(Cupressus)、福建柏属(Fokienia)、黄杉属(Pseudotsuga)等,被子植物中常见的属有白粉藤属(Cissus)、白辛树属(Pterostyrax)、檫木属(Sassafras)等。出现2~5 种的属有163 属,占全部属数的40.1%,所含种数为470种,占全部种数的29.8%;其中,裸子植物有三尖杉属(Cephalotaxus)、松属(Pinus)、红豆杉属(Taxus)、刺柏属(Juniperus)、榧属(Torreya)、买麻藤属(Gnetum)、铁杉属(Tsuga)、油杉属(Keteleeria),被子植物中常见的木本属有八角属(Illicium)、粗叶木属(Lasianthus)、地锦属(Parthenocissus)、勾儿茶属(Berchemia)、红豆属(Ormosia)等。出现6~20 种的属仅包含被子植物66 属,占全部属数的16.3%,所含种数为706 种,占全部种数的44.7%;常见的属有菝葜属(Smilax)、柃属(Eurya)、山矾属(Symplocos)、青冈属(Cyclobalanopsis)、葡萄属(Vitis)、木姜子属(Lauraceae)等。出现种数21种以上的属仅有冬青属(Ilex)、悬钩子属(Rubus)、杜鹃花属(Rhododendron)、槭属(Acer)、荚蒾属(Viburnum)、山茶属(Cameliia)等8 属,占全部属数的2.0%,所含种数为234种,占全部种数的14.8%。

表3 江西省野生林木属的统计Tab.3 Classification statistics of wild tree species in Jiangxi Province

2)地域分布。据调查数据统计,江西省共调查野生树种101 科406 属1 579 种,详见表4。按地域分,南昌市调查野生树种64 科152 属235 种;九江市调查野生树种85科247属832种;景德镇市调查野生树种85 科232 属728 种;萍乡市调查野生树种82 科41 属651 种;新余市调查野生树种69 科141 属243种;鹰潭市调查野生树种90 科248 属816 种;赣州市调查野生树种95 科346 属1 218 种;宜春市调查野生树种93 科291 属845 种;上饶市调查野生树种93 科254 属859 种;吉安市调查野生树种92 科317 属1 045种;抚州市调查野生树种87科251属630种。赣州市调查野生树种种类最为丰富,种类数量居江西省首位。

表4 江西省野生树种分布情况Tab.4 Regional statistics of wild tree species in Jiangxi province

3)海拔分布。根据江西省的地理特征,将江西林木的垂直分布划分为低海拔区(海拔≤300 m)、中低海拔区(海拔300~≤600 m)、中海拔区(海拔600~≤900 m)、中高海拔区(海拔900~≤1 200 m)、亚高海拔区(海拔1 200~≤1 500 m)、高海拔区(海拔>1 500 m)6 个区段,并以本次线路调查所获取的野生树种海拔及经纬度数据为数据源,删除由于卫星信号弱、设备故障等原因导致的错误海拔数据,整理分析野生树种的垂直分布情况(图1)。

江西省低海拔区共分布野生树木94 科320 属1 016 种;中低海拔区共分布野生树木1 104 种;中海拔区共分布野生树木944种;中高海拔区共分布野生树木941 种;亚高海拔区共分布野生树木485 种;高海拔区共分布野生树木304种。总体上,江西各海拔区间森林植被树种生活型构成均以乔木、小乔木、灌木、藤本为主,亚灌木及竹类种类较少。在海拔1 200 m 以下的各个海拔区间,树种生活型构成差异不明显。伴随海拔升至1 200 m 以上,光照、雨量、温度等环境因子发生明显变化,树种种类数量及各生活型树种数量大幅下降。

3.1.2 野生重点调查树种

本次调查,江西省从珍稀性、经济价值方面筛选了47个树种作为野生重点调查树种,采用实测法、样方法等方法详细掌握其分布、资源量等信息。据统计,共调查到野生重点调查树种45 种(另外2 种未调查到),调查数量2 416 681 株,分布面积21 850.41 hm2,详见表5。其中,属国家重点保护野生植物20种,其中国家一级重点保护野生植物有南方红豆杉(Taxus wallichianavar.mairei)、水松(Glyptostrobus pensilis)2 种,国家二级重点保护野生植物有花榈木(Ormosia henryi)、白豆杉(Pseudotaxus chienii)、鹅掌楸(Liriodendron chinense)、红豆树(Ormosia hosiei)等18 种。属江西省级重点保护野生植物17 种,省二级重点保护野生植物沉水樟(Cinnamomum micranthum)、观光木(Tsoongiodendron odorum)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、南方铁杉(Tsuga chinensis)、长苞铁杉(Tsuga longibracteata)5种,省三级重点保护野生植物粗榧(Cephalotaxus sinensis)、大果马蹄荷(Exbucklandia tonkinensis)、江南油杉(Keteleeria fortuneivar.cyclolepis)、乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensis)、天师栗(Aesculus chinensisvar. wilsonii)、无患子(Sapindus saponaria)、银鹊树(Tapisciasinensis)、浙江红花油茶(Camellia chekiangoleosa)、竹柏(Nageia nagi)等12种。

表5 野生重点调查树种数量及分布Tab.5 Quantity and distribution of wild key investigation tree species

3.2 栽培林木种质资源

3.2.1 乡土栽培林木种质资源

江西省乡土树种资源丰富,广泛应用于工业、园林、建筑、食品、药品等领域。本次调查到乡土栽培树种139 种(表6),其中食用类乡土栽培资源有10种,如油茶(Camellia oleifera)、中华猕猴桃(Actinidia chinensis)等;观赏类乡土栽培资源77 种,如梅(Prunus mume)、杜鹃(Rhododendron simsii)、柳杉(Cryptomeria japonicavar.sinensis)、方竹(Chimonobambusa quadrangularis)、金钱松(Pseudolarix amabilis)等;药用类栽培资源7 种,如樟树(Cinnamomum camphora)、青钱柳(Cyclocarya paliurus)、厚朴(Houpoea officinalis)等;材用类乡土栽培资源45种,如杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)、闽楠等。

表6 乡土栽培林木种质资源分类Tab.6 Classification and statistics of native cultivated forest germplasm resources

3.2.2 引进栽培林木种质资源

江西省树木引种栽培历史悠久,曾引进枇杷(Eriobotrya japonica)、无花果(Ficus carica)等经济树种,湿地松(Pinus elliottii)、火炬松(Pinus taeda)、池杉(Taxodium distichumvar.imbricatum)、窿缘桉(Eucalyptus exserta)等用材树种,美国红枫(Acer rubrum)、加拿利海枣(Phoenix canariensis)等观赏树种。据统计,本次调查到共引进林木种质资源105种,涉及38 科76 属(表7),其中食用类有番石榴(Psidium guajava)、美国山核桃(Carya illinoinensis)等8 种,观赏类有黄花风铃木(Handroanthus chrysanthus)、美国红枫、加拿利海枣、丝葵(Washingtonia filifera)等77 种,药用类有肉托竹柏(Nageia wallichiana)等6 种,材用类有降香黄檀(Dalbergia odorifera)、娜塔栎(Quercus nuttallii)等14种。

表7 引进林木种质资源分类Tab.7 Classification and statistics of imported forest germplasm resources

江西省引进树种用途以观赏为主,其次为材用。近年来,伴随城乡绿化美化建设及林相改造提升工程的不断推进,大量外来树种因其花、叶、树形等具有独特的观赏价值被引种栽培,其中赣南地区引进树种种类最多,如美国红枫、银叶金合欢(Acacia brachbotrya)、红花荷(Rhodoleia championii)、木棉(Bombax malabaricum)、黄花风铃木、小叶榄仁(Terminalia neotaliala)等,部分树种由于温度、土壤、降水等不适宜导致观赏特性难以达到原产地效果,甚至必要时需采取人工措施帮助其越冬。材用引进树种以湿地松、桢楠(Phoebe zhennan)等树种较为成功,而降香黄檀、杨树等效果不佳,易受病虫害、冰冻等灾害影响导致生长不良。因此引种外来树种时,要加强种源地与栽培地生态条件对比分析,确保引进树种生长习性与栽培地相适应;还要强化全生长周期的引种试验,做到区域化栽培试验与批量化生产试验相结合,尤其应对其种质特性表现、抗病虫害情况等方面进行科学观测评价,以引种试验结果作为是否适宜引种的依据。

3.3 古树名木

古树名木是林木种质资源的重要组成部分,在特定的地理、气候、人文和历史环境等因素共同作用下形成,具有较强的抗逆性和适应性,其历久不衰的遗传基因是宝贵的育种材料。本次调查记载散生古树17 660 株,涉及41 科86 属151 种,其中一级古树1 838 株(含名木30 株)、二级古树3 397 株、三级古树12 525 株,分别占总数的10.4%、19.2%、70.4%。调查记载古树群1 430 个21 658 株,占地面积1 008.15 hm2,涉及24 科40 属50 种。古树名木中树种数量最多的是樟树、枫香(Liquidambar formosana),其中樟树8 351 株,占比达47.3%,枫香1 980 株,占比11.2%。古树群中以樟树古树群最多,有587处(古树数量9 933株,占古树群总株数的46.5%),其次是枫香古树群219处(古树数量2 615株,占古树群总株数的12.3%)。

3.4 收集保存林木种质资源

林木良种是提高森林资源经济、社会和生态三大效益的决定性因素。在林业科技工作者的不懈努力下,江西林木遗传改良工作取得了可喜成绩,截至2022 年底,江西省通过审(认)定的主要用材、经济、观赏和木本药材树种的林木良种128 个。本次调查国家级林木良种基地13 个(信丰林木良种场国家杉木良种基地,吉安青原白云山林场国家杉木、湿地松良种基地,抚州林科所国家马尾松、油茶良种基地等)和国家级种质资源库4 个(江西齐云山食品有限公司南酸枣国家林木种质资源库、江西省林木育种中心苦楝、南酸枣国家林木种质资源库、江西省林业科学院竹类国家林木种质资源库、中国林科院亚林中心亚热带林木国家林木种质资源库),涉及树种包括杉木、湿地松、火炬松、油茶、南酸枣(Choerospondias axillaris)、枫香、楠木、樟树等主要用材林树种、主要经济林树种和主要防护林树种。林木良种基地建设面积共3 988.3 hm2,收集保存林木种质资源16 104 份,其中,种子园面积828.90 hm2,资源收集区707.50 hm2,示范林568.20 hm2,母树林390.00 hm2,采穗圃453.70 hm2,试验林1 040.00 hm2。种质资源库建设面积共804.80 hm2,共收集保存11 007份林木种质资源,其中原地保存2 222份,异地保存8 785份。

4 结论与建议

本次重点区域主要林木种质资源调查,江西省调查到野生树种1 579 种,野生重点调查树种44 种,栽培林木种质资源244 种,古树名木151 种,收集保存林木种质资源27 111 份,为全省林木育种和林业高质量发展提供了重要物质基础,也为今后林木种质资源科学保护和有序开发利用提供了科学依据。为更好保护和利用林木种质资源,促进江西林木种苗事业高质量发展,提出相应对策建议。

4.1 强化组织领导,提高保护管理水平

要强化林木种质资源保护单位的主体责任,将落实种质资源保护与利用工作纳入相关工作考核。省级林业主管部门要联合农业农村、发展改革、科技、财政、生态环境等部门制定全省林木种质资源保护与利用发展规划,并定期开展林木种质资源调查,公布可供利用的林木种质资源目录。要建立健全林木种质资源保护利用奖惩机制,对在林木种质资源保护与利用工作中做出突出贡献的单位和个人给予表彰奖励;对造成资源流失、破坏、灭绝等严重后果的,依法依规追究有关单位和人员责任。林木种质资源保护单位要落实主体责任、健全管理制度、强化保障措施。

4.2 强化收集保存,实现资源应保尽保

对调查到的大别山五针松(Pinus dabeshanensis)等珍稀濒危林木资源开展系统调查与抢救性收集,加大闽楠、毛红椿等珍稀濒危、特有资源与特色地方品种收集和保护力度,确保资源应收尽收和应保尽保。针对保护利用价值突出的种质资源,新建一批林木种质资源库进行就地保护,完善林木种质资源保存与利用体系。积极探索创新组织管理和实施机制,鼓励支持企业、科研院所、高等院校、社会组织和个人参与林木种质资源收集保存,加强林木种质资源收集保存基础理论、关键核心技术研究,强化科技支撑。

4.3 强化鉴定评价,提升资源利用能力

以科研院所、高等院校、林木良种基地等单位为依托,搭建专业化、智能化资源鉴定评价平台,建立统筹、分工协作的林木种质资源鉴定评价体系。开展林木种质资源表型、基因型精准鉴定评价,深度发掘优异种质、优异基因,构建林木种质资源基因图谱库,为引种驯化、科学利用夯实物质基础。加强林木良种基地等种质资源保护单位的鉴定评价能力建设,推进资源培育、观测、评价、鉴定体系化建设,扎实做好林木种质资源基本性状鉴定、信息发布及分发等服务工作。支持林业科研院所、高等院校、科技推广机构开展优良乡土树种,尤其是珍贵乡土阔叶树种的保护、评价、选育推广、新品种开发,以市场为导向,精准评价树种开发价值,充分挖掘和利用江西省优良乡土树种资源,加强乡土树种繁育与推广应用。

4.4 强化宣传教育,增强资源保护意识

将林木种质资源保护相关法律法规列入普法责任清单,综合运用传统媒体和新兴媒体,加大普法宣传力度,同时大力宣传林木种质资源保护的重要意义和先进典型,以及查处破坏林木种质资源的典型案例,争取全社会关注、支持和参与林木种质资源保护事业。国家和省级林木种质资源库应依法科学利用,积极开展自然教育和科普教育,不断拓展林木种质资源库的生态、经济和社会功能,进一步增强社会公众林木种质资源保护意识。

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