西林大《植物科學(xué)研究進展》專題報告:植物資源的開發(fā)利用研究進展課件_第1頁
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植物資源的開發(fā)利用

研究進展學(xué)生:導(dǎo)師:專業(yè):野保(植物)研究方向:植物資源與利用

《植物科學(xué)研究進展》研究生課程個人專題報告內(nèi)容提要1.植物資源概述2.研究背景3.研究方法4.國內(nèi)外現(xiàn)狀5.前景展望1.植物資源概述1.1.1植物資源的概念⑴廣義的植物資源指地球上或生物圈內(nèi)一切植物的統(tǒng)稱。通常,植被學(xué)家、景觀生態(tài)學(xué)家在研究宏觀問題時多持這種觀點。⑵狹義的植物資源資源科學(xué)領(lǐng)域多將植物資源理解為狹義的植物資源。吳征鎰(1983)將植物資源簡潔而深刻的定義為:“一切有用植物的總和。”董世林(1994)指出:“植物資源就是指那些可以被人類直接或間接利用的一切植物種的總稱?!彪S著20世紀(jì)七八十年代資源科學(xué)的誕生,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(1972)對自然資源的定義逐漸被人們所接受。因此,可以把植物資源歸納為:“在一定時間、地點條件下,能被人類開發(fā)利用以提高人類自身當(dāng)前和將來福利的一切植物的總稱?!?.1植物資源與植物資源學(xué)[1]

1.植物資源概述1.1.2植物資源學(xué)的概念及主要研究內(nèi)容⑴植物資源學(xué)概念(董世林,1994)研究植物資源的分類、分布、蘊藏量、引種馴化、栽培技術(shù)和開發(fā)利用途徑,以及植物資源特性及資源評價等的學(xué)科。生物資源學(xué)與植物學(xué)之間的一門交叉性學(xué)科和生物資源學(xué)、植物學(xué)的重要分支學(xué)科。⑵主要研究內(nèi)容植物資源的形成、分類、地理分布及生物生態(tài)學(xué),引種馴化與栽培技術(shù),有用成分的性質(zhì)及其形成、積累和代謝規(guī)律,一定區(qū)域內(nèi)植物資源的種類、蘊藏量及其合理開發(fā)利用與保護。1.1植物資源與植物資源學(xué)[1]

1.2.1地域性不同自然條件下,植物群落及其種類差異極大。因此,在植物資源開發(fā)利用時必須因地制宜,發(fā)展優(yōu)勢植物資源。1.2.2周期性生命現(xiàn)象特有的時間上的層次序列。表現(xiàn)為數(shù)量周期性和質(zhì)量周期性兩個方面。根據(jù)時間長短,又可分為日周期、季節(jié)周期、年周期。日周期,如綠色植物存在著白晝物質(zhì)積累階段(光合作用)與夜間物質(zhì)消耗階段(僅呼吸作用)的日交替現(xiàn)象。季節(jié)周期,季節(jié)波動-峰與谷的交替,如毛竹春生筍、夏長鞭、秋孕筍、冬休眠。年周期為多年間的波動,如林木結(jié)實的大小年現(xiàn)象、竹子開花等等。在植物資源開發(fā)利用時必須因時制宜,適時采收、適時放牧,即按照植物的生長發(fā)育規(guī)律,適時地取,以便“不夭其生”,適量地取,以便“不夭其長”。1.2植物資源的特性1.2.3可再生性能不斷自然更新和人為繁殖擴大,這是優(yōu)于非生物資源的特點。1.2.4可解體性人類干擾、自然災(zāi)害,導(dǎo)致物種滅絕,即資源解體。須很好地利用再生性去克服其解體性,使資源的基因庫得以更好地保存。1.2.5有限性植物的更新能力有一定限度。須尊重客觀規(guī)律,既要充分利用,創(chuàng)造出最大經(jīng)濟效益,又決不能“竭澤而漁”,超出其所能負荷的極限,導(dǎo)致資源枯竭。1.2.6多用性一物多用。要根據(jù)生態(tài)效益、經(jīng)濟效益與社會效益相統(tǒng)一的原則,制訂適合本地的最優(yōu)化方案進行綜合開發(fā)利用。[4]1.2植物資源的特性1.3.1吳征鎰的植物資源利用途徑分類系統(tǒng)(1983年)分為栽培與野生兩大類。[5]又將野生植物資源分為五類:⑴食用植物資源包括淀粉類、蛋白質(zhì)類、食用油類、維生素類、飲料類、香料類、色素類、動物飼料類和蜜源植物類。⑵藥用植物資源包括中草藥類、化學(xué)藥品原料類、獸藥類和植物性農(nóng)藥類。⑶工業(yè)用植物資源包括木材類、纖維類、鞣質(zhì)類、染料類、芳香油類、植物膠類、樹脂類、工業(yè)用油脂類和經(jīng)濟昆蟲寄主類。⑷防護及觀賞植物資源包括防風(fēng)固沙水土保持類、綠肥類、綠化觀賞類、環(huán)境監(jiān)測及抗污染類。1.3植物資源的分類⑸植物種質(zhì)資源[6]植物的遺傳多樣性資源。每一個植物種具有不同的遺傳特性,同一種的不同亞種、變種、變型,栽培植物種的品種、品系及其大量的野生近緣屬種,均為不同種質(zhì)。育種的根本材料,育種實質(zhì)上是種質(zhì)資源再加工。也是21世紀(jì)從“信息經(jīng)濟”跨入“生物經(jīng)濟”時代之后,基因工程和基因開發(fā)利用的不可替代的寶貴原材料。種質(zhì)資源的收藏和研究是對人類利益十分重要的工作,正所謂“巧婦難為無米之炊”。植物種質(zhì)資源主要有:1.3植物資源的分類①作物種質(zhì)資源除林木之外的所有栽培植物及其野生近緣種,作物育種的根本材料,是人類生存和發(fā)展的戰(zhàn)略性資源,維系著我國幾十億人口的食物安全。包括3大類:農(nóng)作物:有糧食作物(谷類、豆類、薯類)、經(jīng)濟作物(纖維、油料、糖料、飲料、染料、香料、藥用、特用等)和綠肥作物。園藝作物:有蔬菜、果樹和花卉。飼草作物:有豆科、禾本科和其他各類飼草。1.3植物資源的分類②飼用植物種質(zhì)資源指可用于飼養(yǎng)家畜的植物資源,不僅為人類飼養(yǎng)家畜提供最廉價的飼料,而且是作為人類生存與發(fā)展的重要生命支持系統(tǒng)之一的草地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者綠色植物的主體,其生態(tài)作用不言而喻。包括2大類:野生飼用植物類:種類最多,是飼用作物的天然基因庫。栽培飼用植物類:即飼用作物類,包括飼草作物(收獲莖葉為主,如紫花苜蓿等)、飼料作物(收獲籽粒、塊根塊莖等為主,有飼用禾谷類、豆類、葉菜類、塊根塊莖類、瓜果類)。1.3植物資源的分類③林木種質(zhì)資源即森林植物種質(zhì)資源,負載著野生植物、野生動物和微生物的基礎(chǔ)型種質(zhì)資源,是陸地生物基因的“避護所”和“主基因庫”,其丟失將引起鄰舍物種及種質(zhì)以4-13倍的速率丟失。林木種質(zhì)資源是我國維持生態(tài)安全、治理生態(tài)災(zāi)難及林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵性戰(zhàn)略資源。包括三類:核心種質(zhì):指剔除了遺傳重復(fù)并能完整代表種內(nèi)遺傳多樣性的種質(zhì)(P≧95%)。保留種質(zhì):非核心屬性的種質(zhì),與核心種質(zhì)保持遺傳材料動態(tài)交流與調(diào)整。陳列種質(zhì):屬廣義范疇的非定義種質(zhì),由于樣本太小,遺傳背景不清,只能作為搶救保存珍稀瀕危物種的后備或補遺材料。1.3植物資源的分類④藥用植物種質(zhì)資源中國藥用植物資源即中藥資源,由中藥材、民間藥和民族藥用植物資源組成。中醫(yī)藥學(xué)是一個偉大的寶庫,是中華民族優(yōu)秀文化的燦爛結(jié)晶,數(shù)千年來為中華民族的生存繁衍、發(fā)展興旺作出了不可磨滅的貢獻。其獨特的思維方式和完整的理論體系世界矚目,在世界傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。由于化學(xué)創(chuàng)新藥物研發(fā)投資大(2.5億—3億美元),周期長(10—20年),風(fēng)險大(成功率率僅為萬分之一),因此西方發(fā)達國家紛紛把開發(fā)新藥的希望投向具有幾千年臨床經(jīng)驗的中藥資源,我國豐富的藥用植物資源成了眾目睽睽的目標(biāo)。因此,藥用植物種質(zhì)資源的保護對捍衛(wèi)中國中醫(yī)藥的特色和優(yōu)勢具有重大意義。我國由于在1993年加入知識產(chǎn)權(quán)保護公約,制藥工業(yè)面臨著由仿制向創(chuàng)制轉(zhuǎn)軌,再加上新藥研發(fā)能力和基礎(chǔ)薄弱,短時間內(nèi)難以滿足國內(nèi)需求。今后中國人能不能吃上新藥、好藥,中醫(yī)藥研究與開發(fā)無疑起著重要作用。因此,藥用植物種質(zhì)資源的保護是關(guān)系到社會的穩(wěn)定、人民的健康和中藥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。1.3植物資源的分類1.3.2董世林的植物資源三級分類系統(tǒng)以被利用的植物體特點作為高級分類單位—植物資源型(2個型);以植物資源利用的大方向作為中級分類單位—植物資源類(6個類);以植物資源的具體用途作為基本分類單位—植物資源相(25個相)⑴成分功用植物資源型①飲食用植物資源類包括9個相:野菜植物資源相、野果植物資源相、色素植物資源相、淀粉植物資源相、油脂植物資源相、芳香植物資源相、飼用植物資源相、蜜源植物資源相、甜味劑植物資源相。②醫(yī)藥用植物資源類僅包括1個相:藥用植物資源相。③工業(yè)用植物資源類除已列入飲食用植物資源類的淀粉植物資源相、油脂植物資源相、芳香植物資源相外,該類共包括3個相:樹脂植物資源相、樹膠植物資源相、鞣質(zhì)植物資源相。④農(nóng)業(yè)用植物資源類包括2個相:綠肥植物資源相和農(nóng)藥植物資源相。1.3植物資源的分類⑵株體功用植物資源型①株體自身功用植物資源類包括5個相:能源植物資源相、纖維植物資源相、木材植物資源相、寄主植物資源相和種質(zhì)植物資源相。②株體效益植物資源類包括5個相:指示植物資源相、環(huán)保植物資源相、綠化觀賞植物資源相、防風(fēng)固沙植物資源相、水土保持植物資源相。實際研究中,為了方便,還可根據(jù)植物本身特性分為樹木(林木)、竹類、省藤、攀援、地被、有毒、沙生、鹽生、非木質(zhì)、分科屬種、珍稀瀕危植物資源等等而進行研究。[7~16]1.3植物資源的分類1.3.1種類我國野生植物資源豐富,種類多且蘊藏量大。據(jù)不完全統(tǒng)計,中國現(xiàn)有高等植物約3萬余種,其中種子植物就有25700余種,為全世界近30萬種高等植物的十分之一強,僅次于巴西和哥倫比亞等熱帶大國而居世界第3位,北半球第1位。(中國生物多樣性國情研究報告編寫組,1998)裸子植物,中國10科約250種∕全世界15科850種,世界上裸子植物最多的國家。被子植物,我國328科3123屬20000多種,分別占世界科、屬、種數(shù)的75%、30%、10%,是世界上被子植物種類最豐富的三個國家之一。(中國生物多樣性國情研究報告編寫組,1998)

1.4我國的植物資源經(jīng)濟植物多達數(shù)千種,比歐美地區(qū)的多。木本植物約有7000多種,其中喬木2000多種,北美只有喬木600多種,歐洲僅有200多種。中國是世界上三大果樹原產(chǎn)地之一,起源于中國的果樹有50余種,分布在北方的有桃、李、杏、梨、柿、棗、核桃、栗、櫻桃、木瓜等;分布在南方的有柑、橙、柚、龍眼、荔枝、枇杷、楊梅等?,F(xiàn)在全世界約有蔬菜160余種,其中常見的100種左右,原產(chǎn)中國和早已引入并經(jīng)過培育成為優(yōu)良種型的有50余種,如白菜、芥菜、蘿卜等都原產(chǎn)我國,茄子、辣椒等則是引入中國后培育成很多品種的?;ɑ苤参锔?國際人士早有公論:“無中國花卉便不成花園”。1941年水杉的發(fā)現(xiàn),轟動了全世界。類似的活化石植物還有銀杉、水松、金錢松、銀杏、油杉、臺灣杉、福建柏、珙桐等,其中金錢松為世界五大庭園樹種之一。[1,6,17]1.4我國的植物資源水杉杉福建柏水松松金錢松松金錢松松百山祖冷杉杉

1.3.2特點⑴生態(tài)類型齊備各種生活型,如喬木、半喬木(像梭梭屬),灌木、半灌木(像沙棗拐屬),小半灌木(像蒿屬),多年生和一年生草本,無不具有。生態(tài)類型方面,從高山凍原植物如多瓣木、松毛翠到熱帶雨林種類;從超旱生荒漠植物到潮濕低地的濕生、水生種類;從高寒大風(fēng)環(huán)境的青藏高原墊狀植物到華南熱帶海濱紅樹林。

1.4我國的植物資源極旱荒漠漠熱帶雨林林海濱紅樹林林

⑵區(qū)系起源古老

由于中生代末中國大部分地區(qū)已上升為陸地,并且第四紀(jì)冰期未大范圍遭受大陸冰川的影響,因此保存著大量白堊紀(jì)、第三紀(jì)的古老殘遺成分。中國植物區(qū)系中有許多單型屬和少型屬,它們大多是原始或古老類群。中國的3875個高等植物屬中,單型屬占38%;而特有屬中單型屬和少型屬則占95%以上。①裸子植物方面:出現(xiàn)于晚古生代,繁盛于中生代,第三紀(jì)開始衰退的松杉類植物,全世界現(xiàn)僅存7個科,我國就有6個科。②被子植物方面:比較原始的或早期發(fā)生的被子植物類群在我國分布甚多,有些僅分布于我國。如木蘭科的鵝掌楸、木蘭、木蓮,金縷梅科的蕈樹、馬蹄荷,毛茛科,連香樹科,三白草科,金粟蘭科,木通科,八角茴香科,五味子科,臘梅科,昆欄樹科以及中國特有科水青樹科,伯樂樹科和杜仲科等,都是第三紀(jì)殘遺植物。這些類群在研究被子植物的起源和系統(tǒng)發(fā)育方面有重要意義。1.4我國的植物資源據(jù)統(tǒng)計,中國高等植物特有屬共275個,特有種約17300種。如古老孓遺種伯樂樹(鐘萼木)、連香樹、領(lǐng)春木、昆欄樹、銀縷梅(單氏木)、水青樹、半日花、四合木、鵝掌楸和珙桐等等。這些類群對于認(rèn)識中國乃至世界種子植物的系統(tǒng)發(fā)育和物種多樣性形成的歷史過程都是極為重要的。1.4我國的植物資源⑶特有類型豐富伯樂樹樹連香樹樹領(lǐng)春木木昆欄樹樹銀縷梅梅水青樹樹⑷空間格局多樣①氣候條件從南到北:北熱帶→亞熱帶→暖溫帶→溫帶→寒溫帶從東到西:濕潤→半濕潤→半干旱→干旱→極干旱②地理條件通過影響氣候來間接影響生物的空間分布格局。青藏高原→平原低地山嶺重疊,河川縱橫,地質(zhì)古老。③由土壤、氣候決定的生物域從南到北:熱帶季風(fēng)雨林→亞熱帶常綠闊葉林→暖溫帶落葉闊葉林→溫帶針闊混交林→寒溫帶針葉林。從東到西:在北方,針闊混交林→落葉闊葉林→草甸草原→典型草原→荒漠化草原→典型荒漠→極旱荒漠;在南方,東部亞熱帶常綠闊葉林(江南丘陵)和西部亞熱帶常綠闊葉林(云南高原)在性質(zhì)上有明顯不同,發(fā)生不少同屬不同種的物種代替。1.4我國的植物資源1.3.3分布根據(jù)氣候、土壤、植被類型以及植物資源分布的特點,按自然地理分區(qū)可分為八個區(qū):東北區(qū)、華北區(qū)、西北區(qū)、華中區(qū)、華南區(qū)、黃土高原區(qū)、青藏高原區(qū)、云貴高原區(qū)。

1.4我國的植物資源中國生物多樣性最為豐富的地區(qū),也是世界上生物多樣性保護的關(guān)鍵和熱點地區(qū)之一,是許多重要植物類群的原產(chǎn)地或發(fā)祥地。云南地理位置獨特,地形地貌錯綜復(fù)雜,氣候條件特殊,兼有寒、溫、熱三帶氣候類型。它位于東亞植物區(qū)和古熱帶植物區(qū)、中國-日本植物亞區(qū)與喜馬拉雅植物亞區(qū)的交錯地帶,是世界罕見的多種植物區(qū)系的薈萃之地,為各種植物的生存繁衍提供了得天獨厚的生態(tài)環(huán)境條件。據(jù)《云南植物志》記載,云南已知的高等植物共有428科、2983屬、16298種,占全國已知高等植物種類的50%以上,分別占中國高等植物科、屬、種總數(shù)的90%、60%和50%以上,特有種和瀕危種極豐富,據(jù)20世紀(jì)80年代資料記載,中國種子植物特有屬有204個,而云南就有108個,約占53%。特有種就更多了,約1000種以上,珍稀瀕危和保護物種占全國種數(shù)的50%以上。[18]1.4云南的植物資源[2]

著名的植物有:孓遺種桫欏、長苞冷杉、光葉珙桐、云南紅豆杉、云南榧木等,珍稀瀕危種長蕊木蘭、滇木蓮等。多種森林類型:云南松林、華山松林、干香柏林、禿杉林、云杉林、冷杉林等以及中國唯一保存完好的西雙版納熱帶雨林。還有那獨木成林的千年古榕、鶴立雞群的望天樹,被稱為古植物“活化石”的樹蕨,以及很多云南和中國特有種,無怪乎人們把云南譽為“植物王國”、“物種基因庫”、“天然植物園”。云南紅豆杉杉滇木蓮蓮樹蕨蕨鹿角蕨蕨桫欏欏長苞冷杉杉巧家五針?biāo)伤韶暽饺馍忌奸L蕊木蘭蘭云南山茶茶大樹杜鵑鵑云南七葉樹樹華蓋木木2.研究背景[4]⑴野生植物資源保護的最佳辦法是合理開發(fā)利用長期以來,人們逐漸認(rèn)識到,單純的保護在巨大的經(jīng)濟利益誘導(dǎo)下,收效并不理想。保護和利用是一對矛盾的兩個方面,保護是為了永續(xù)利用,開發(fā)利用則是為了更好的保護,而不讓其永遠處于自然狀態(tài),任其自生自滅。純粹地保護是無意義的,掠奪式地開發(fā)利用也是不對的,協(xié)調(diào)好保護與利用的關(guān)系至關(guān)重要。我們不僅要讓人們認(rèn)識到保護的重要性,同時也要讓人們從保護中獲得收益,應(yīng)該在保護中開發(fā),在開發(fā)中保護。2.研究背景[4]⑵植物資源的可持續(xù)利用是解決當(dāng)前人類面臨的諸多問題的根本途徑

植物資源是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),人類正是依賴以植物為第一生產(chǎn)者的生態(tài)系統(tǒng)的供養(yǎng)與庇護才得以生存繁衍。并且植物在維持生態(tài)系統(tǒng)基本功能方面也起著關(guān)鍵作用,是世界上動物生存的基礎(chǔ)。目前,人類正面臨著諸如糧食短缺、能源枯竭、環(huán)境污染、生態(tài)破壞、生物多樣性喪失、土地沙漠化、全球氣候變暖等一序列生存危機[19]

。并且人類一直在與心血管疾病、老年性癡呆、癌癥等疾病作艱難地斗爭,新的疾病如艾滋病、抑郁癥等又接踵而至,給人類帶來新的災(zāi)難。[1]植物資源的可持續(xù)利用直接為人類解決所面臨的資源、糧食、能源、環(huán)境、自身醫(yī)療保健等諸多問題提供經(jīng)濟、合理而有效的方案。[1]2.研究背景[4]⑶當(dāng)前絕大多數(shù)植物資源仍沒有得到充分的有效的開發(fā)利用例如我國栽培植物(不包括觀賞植物在內(nèi))共計只有2297種,還不到高等植物種類的10%,其中

常見的栽培種類僅100余種,主要糧食作物只有20多種。[20]

2.研究背景[4]⑷誰擁有了資源,誰就掌握了未來產(chǎn)品的主動權(quán)在中國加入WTO以后,在知識產(chǎn)權(quán)保護越來越重要的現(xiàn)代社會,誰擁有了資源,誰就掌握了未來產(chǎn)品的主動權(quán)。特殊種質(zhì)的資源植物的應(yīng)用研究將會帶給我們優(yōu)秀的品種,在市場競爭中立于不敗,獲得巨大經(jīng)濟效益。我國原特有植物獼猴桃、油桐、金花茶等就是因為我們自己開發(fā)利用不夠,而被國外引入后大量開發(fā)成功,并進而占領(lǐng)國際市場。⑸野生植物資源的研究不能仍然停留在調(diào)查、標(biāo)本采集及分類學(xué)研究階段,而應(yīng)進入實質(zhì)性的開發(fā)利用階段金花茶茶油桐桐中華獼猴桃桃3.研究方法[2]3.1.1理論依據(jù)系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)性,親緣關(guān)系較近的類群往往在形態(tài)、生長發(fā)育、生理生化特性及代謝產(chǎn)物等方面具有相似性?!坝H緣關(guān)系相近,有效成分相似”3.1.2研究程序(1)尋找新的植物資源的研究分類鑒定→確定化學(xué)成分→尋找同屬植物→進行比較研究(2)引種馴化與人工栽培技術(shù)研究進一步進行引種馴化與栽培技術(shù)研究,使由野生變?yōu)榧曳N,形成產(chǎn)業(yè),保證資源永續(xù)利用。3.1.3優(yōu)缺點目標(biāo)性明確,研究周期短,一旦成功將具有較高的使用價值。但此法需要有完整的資料,十分精良的實驗設(shè)施和技術(shù)手段。3.1系統(tǒng)研究法

3.2.1理論依據(jù)[21~24]民族植物學(xué)(Ethnobotany)是研究人與植物之間直接相互作用的一門新的學(xué)科。世界各地的原住民即土著居民直接與植物接觸,在長期的生存斗爭中積累了豐富的利用植物的知識和經(jīng)驗。同時,他們又考慮到自己的將來及子孫后代,無形之中便形成了一種樸素的生態(tài)學(xué)思想。因而在長期的勞動實踐中,逐步摸索出一套高度復(fù)雜而又十分具體的植被系統(tǒng)知識體系,蘊涵著樸素的人與自然和諧相處的生態(tài)觀。這種利用植物的知識和經(jīng)驗,以及這種樸素的生態(tài)觀,就構(gòu)成了民族植物學(xué)的知識體系。這種樸素的人與自然和諧相處的生態(tài)觀,尤其值得我們現(xiàn)代人學(xué)習(xí)。

3.2民族植物學(xué)研究法民族植物學(xué)的理論與方法⑴少數(shù)民族往往有基于植物崇拜、宗教信仰等而對植物的保護活動云南西雙版納傣族自治州的傣族民眾對“龍山”、“圣山”以及“神山”、“神樹林”的信仰和傳統(tǒng)保護活動;云南哈尼族也有出于宗教原因而保護山地森林的古老傳統(tǒng);彝族群眾有悠久的植物崇拜習(xí)俗,山茶、馬纓花等,都是彝族村社所崇拜的重要森林植物。這些在客觀上都對當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有员Wo起到了積極的作用,不但保護了多種重要的生態(tài)系統(tǒng)類型,而且保存了大量當(dāng)?shù)刂参飬^(qū)系中的特有、古老和孑遺物種。3.2民族植物學(xué)研究法⑵少數(shù)民族往往在生產(chǎn)生活中注意對自然的保護傣族人工栽培薪炭林-鐵刀木,是當(dāng)?shù)剞r(nóng)田—家宅園圃—人工薪薪炭林—神山—天然森林農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的一個重要組成部分,充分利用了樹木的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性,在經(jīng)濟上十分合算,并且傣族還世代流傳著這樣一個古訓(xùn):“無林就無水,無水就無田,無田就無糧,無糧就無人?!痹颇细呃柝暽奖辈开汖埥饔騼?nèi)獨龍族的典型的山地輪歇農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),系統(tǒng)中存在不少有價值的傳統(tǒng)品種和地方品種,并以種植榿木來促進輪歇地的休閑管理為特色。這些都對保護當(dāng)?shù)氐纳?、生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性起到了積極的作用,反個來也為自身農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供了必要前提。通過民族植物學(xué)和民族生態(tài)學(xué)的研究,證明他們都是能夠持久的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。3.2民族植物學(xué)研究法傣族村寨⑶民族民間傳統(tǒng)經(jīng)驗為現(xiàn)代農(nóng)林技術(shù)提供了原型知識云南少數(shù)民族地區(qū)傳統(tǒng)經(jīng)營的樟樹-茶葉、榿木-茶葉、八角樹-砂仁等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,是現(xiàn)代農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營新技術(shù)的原型知識。民間對同一種植物的多種利用方法是現(xiàn)代多功能作物的知識源泉?;诿耖g傳統(tǒng)經(jīng)驗創(chuàng)造的在廣東珠江三角洲遍布的”?;鶟O塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)成為現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)的典型范本。所謂“?;~塘”就是“基種桑,塘養(yǎng)魚,桑葉飼蠶,蠶沙飼魚,塘泥肥桑”,栽桑、養(yǎng)蠶、養(yǎng)魚三者有機結(jié)合,形成桑、蠶、魚、泥互相依存、互相促進的良性循環(huán)。這是多么巧妙的設(shè)計?。∵@種生產(chǎn)形式一直延續(xù)至今,成功地解決了田地與水的矛盾,也為珠江三角洲的繁榮發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。綜上所述,民族植物學(xué)研究的核心就是要發(fā)掘民族民間有關(guān)認(rèn)識、利用和保護植物的傳統(tǒng)知識及其現(xiàn)代價值[19]。開展民族植物學(xué)研究對總結(jié)中華民族優(yōu)秀的傳統(tǒng)知識和經(jīng)驗,尋求保護森林與植物的有效途徑,以及促進人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。3.2民族植物學(xué)研究法3.2.2研究程序(1)調(diào)查研究①文獻資料研究[25]我國有關(guān)植物的古代典籍可謂浩如煙海。數(shù)以萬冊的古代農(nóng)、林、醫(yī)藥、園藝、自然、博物、地理、民族、民俗甚至詩歌、小說等文學(xué)著作中都蘊藏著極其豐富的民族植物學(xué)知識,如《詩經(jīng)》、《爾雅》、《神農(nóng)本草經(jīng)》、《齊民要術(shù)》、《農(nóng)政全書》、《本草綱目》、《植物名實圖考》、《竹譜》、《茶經(jīng)》、《南方草木狀》、《滇南本草》、藏族的《四部醫(yī)典》、納西族的《東巴經(jīng)》、各地方的府志、州志、縣志等等,我們應(yīng)該十分珍視并努力保護好我們民族與大自然相伴共存了數(shù)千年的寶貴文化和知識。3.2民族植物學(xué)研究法②民間訪問調(diào)查包括村社調(diào)查和地方集市貿(mào)易調(diào)查。其核心內(nèi)容為“4W”—Who(誰?什么民族?)、What(什么植物?)、When(何時利用?)、How(怎樣使用?)。其研究方法有:直接觀察人物訪談—包括關(guān)鍵人物訪談、隨機訪談、結(jié)構(gòu)式訪談和半結(jié)構(gòu)式訪談等[26]③田野調(diào)查與證據(jù)標(biāo)本的采集制作[25]做田野調(diào)查采集標(biāo)本時要注意:盡可能的采集到營養(yǎng)體、花、果俱全的植物標(biāo)本,同一采集號應(yīng)有幾個復(fù)份;一定要在野外做好記錄,不應(yīng)留到晚上或采集結(jié)束之后根據(jù)回憶做記錄;應(yīng)特別注意記載植物的地方名、用途及栽培信息。3.2民族植物學(xué)研究法⑵整理分析對調(diào)查植物依其憑證標(biāo)本進行分類鑒定,確定其科屬及種的拉丁名,描述編目,并對其民間利用做科學(xué)解釋。進而通過比較選擇出近期具開發(fā)價值的對象。⑶開發(fā)研究根據(jù)古今中外的資料及民間用途,對將要開發(fā)的對象用現(xiàn)代科技手段進行開發(fā)研究。

調(diào)查研究→整理分析→開發(fā)研究3.2民族植物學(xué)研究法3.2.3限制因素在民間發(fā)掘會遇到語言、文化和心理上的障礙特別是語言的障礙;有較高價值的經(jīng)驗和技術(shù)不易獲得,往往具有保密性,不外傳,對自己的子女也是傳男不傳女或傳女不傳男。[27]同時研究需要相當(dāng)廣泛的相關(guān)學(xué)科的知識背景(如植物學(xué)、民族藥物學(xué)、人類學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)和語言學(xué)等等)。[28]3.2民族植物學(xué)研究法4.國內(nèi)外現(xiàn)狀⑴開展植物資源大規(guī)模的普查篩選工作美國在過去近50年中持續(xù)進行著一個龐大計劃,對全世界的野生植物進行油料、抗腫瘤、農(nóng)藥、纖維、蛋白質(zhì)、淀粉、亞油酸等方面的普查篩選??鼓[瘤藥物長春花堿、喜樹堿、美登木素就是在他們的研究報告中提出的。[29]⑵各國都非常重視植物種質(zhì)資源收集、保存、評價及利用研究美國農(nóng)業(yè)以高水平的生產(chǎn)力享譽世界,就得益于美國聯(lián)邦政府高度重視對種質(zhì)資源系統(tǒng)的維護,不斷收集、保存和維持種質(zhì)資源的獨特性和多樣性,實施龐大的國家種質(zhì)資源收集計劃,利用駐外機構(gòu)及外交人員引入大量植物種,并在國內(nèi)建立區(qū)域植物引種站,分工明確,各司其職,科學(xué)地管理并對植物種質(zhì)進行系統(tǒng)研究與評價。雖然美國是一個農(nóng)作物種質(zhì)資源相對貧乏的國家,很多作物的原產(chǎn)地不在美國,重要農(nóng)作物相關(guān)近緣種也較少,但是國家級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種質(zhì)資源保存庫。正因為如此,大量新品種和新品系能夠成功的源源不斷地輸入農(nóng)業(yè)系統(tǒng)并轉(zhuǎn)化成高水平的生產(chǎn)力以及美國農(nóng)業(yè)企業(yè)在國際市場上強大的競爭力。[30]4.1國外進展[7]4.國內(nèi)外進展⑶近年來,各國科學(xué)家都在開展利用植物產(chǎn)物作為石油代用品的研究如種植含糖作物,將產(chǎn)品加工成酒精;種植油料作物,將植物油脂加工成“生物柴油”;加強對可能用作能源的木本速生樹種的栽培篩選及森林經(jīng)營管理研究。⑷除了能源植物之外,各國還加強其它新型植物資源的開發(fā)利用如綠色、環(huán)保食品、飲料、色素,植物性農(nóng)藥等等⑸二戰(zhàn)后,各國逐漸認(rèn)識到了民族植物學(xué)研究的重要性如美國紐約植物園的專家研究了亞馬遜河流域印第安人的人種植物學(xué),發(fā)現(xiàn)印第安人對植物的用法如箭毒、麻醉品、食物、纖維、產(chǎn)生幻覺的植物產(chǎn)品都有自己的獨特之處。⑹鑒于全球性森林衰退的嚴(yán)峻形勢,各國都加強了對森林資源的經(jīng)營管理如加拿大國際開發(fā)署(CIDA)投資森林工業(yè)規(guī)劃的資金每年總數(shù)約8000萬美元,世界銀行也在四年內(nèi)向林業(yè)貸款10億美元以上。4.1國外進展[7]4.2.1我國野生植物資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)研究[6]⑴我國野生植物資源的百年調(diào)查與采集我國野生植物資源的研究起步較晚,20世紀(jì)頭10年才開始采集植物標(biāo)本。我國植物學(xué)的開拓者們經(jīng)過一個多世紀(jì)的艱苦創(chuàng)業(yè),踏遍祖國的山山水水,終于基本弄清了我國野生植物資源的家底。他們中杰出的代表主要有鐘觀光、胡先骕、秦仁昌(蕨類植物的先驅(qū))、鄭萬鈞、蔡希陶、吳征鎰(中科院院士,2007年度國家最高科技獎得主,我國著名的、具有國際聲譽的植物學(xué)家,植物區(qū)系研究的權(quán)威學(xué)者,中國植物“活字典”、“植物電腦”)、徐永椿、薛紀(jì)如等。其中徐永椿、薛紀(jì)如是我們西南林學(xué)院德高望重,在學(xué)術(shù)界頗負盛名的兩位前輩,徐永椿是樹木學(xué)泰斗,薛紀(jì)如是竹類研究第一人。4.2國內(nèi)進展[17]⑵各級各類植物志的編研包括《中國植物志》,各地方植物志如各省省市縣植物志、重要地理區(qū)域植物志(如秦嶺植物志、陜甘寧盆地植物志),各專業(yè)植物志如《中國孢子植物志》、《中國樹木志》、《中國沙漠植物志》、《中國飼用植物志》、各級各類經(jīng)濟植物志和資源植物志等?!吨袊参镏尽肥且徊靠偨Y(jié)中國蕨類植物和種子植物分類研究的植物學(xué)巨著,其編纂工作從1959年啟動,到2005年完成出版,歷時半個世紀(jì),是我國三代植物學(xué)家集體智慧的結(jié)晶。全書共80卷126冊,約5000萬字,附有5000余幅圖。收載植物343科3155屬30586種,是世界上最大的植物志。建立了中國的植物寶庫,摸清了中國植物的家底,為神州960萬平方公里土地上的一草一木、一花一葉建立了“戶口本”,意義非凡,將為研究、保護和利用我國植物資源提供最基礎(chǔ)的參考資料。[31,32]4.2國內(nèi)進展[17]4.2.2我國野生植物資源開發(fā)利用取得的成就⑴利用種類目前,我國發(fā)現(xiàn)利用價值較高的野生植物就有2400余種,中國香料工業(yè)所用的天然香料品種已達110種,其中許多大宗品種已經(jīng)進行了大面積人工栽培。⑵利用形式直接利用:指以“小秋收”為代表的直接采集利用如野果、野菜、野生藥材的采集,以及經(jīng)過簡單加工的資源利用如竹、藤、莖皮等的編織品。初級加工利用:以常規(guī)技術(shù)和工藝進行低水平加工。如植物色素的提取、纖維的加工等。深度加工:深化到對特定化學(xué)成分的利用以及在生產(chǎn)中廣泛采用現(xiàn)代高新技術(shù)。綜合利用:是植物用途多樣性特點的具體表現(xiàn),具有良好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。4.2國內(nèi)進展[17]⑶利用領(lǐng)域目前,已經(jīng)涉及到國民經(jīng)濟50多個領(lǐng)域。①某些傳統(tǒng)利用項目繼續(xù)得到發(fā)展某些植物經(jīng)簡單加工而產(chǎn)生的各種產(chǎn)品也能獲得較好的經(jīng)濟效益或有特殊的社會需求。如纖維植物編織工藝品,特種淀粉、特種油脂的民間生產(chǎn)。②形成了若干開發(fā)利用的重點領(lǐng)域藥用植物資源的開發(fā)利用:力圖尋找高效、低毒、廉價的植物藥。功能食品的開發(fā)利用:野果、野菜作為營養(yǎng)功能性食品原料已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。4.2國內(nèi)進展[17]天然食品添加劑的開發(fā)利用:除傳統(tǒng)的天然香料外,天然食用色素、甜味劑的開發(fā)已成為一個熱點。天然日化產(chǎn)品的開發(fā)利用:野生植物提取物大量應(yīng)用到日用產(chǎn)品中,如各種牙膏、美容護膚品等,構(gòu)成了野生植物資源開發(fā)利用新的風(fēng)景線。特種工業(yè)原料的開發(fā)利用:從傳統(tǒng)的樹脂、樹膠、鞣質(zhì)植物發(fā)展到藥物合成的中間體、皂素植物和植物膠等,最引人注目的是半乳甘露聚糖膠植物資源的開發(fā)。能源植物資源的開發(fā)利用:植物燃料油的的開發(fā),在石油資源逐漸枯竭的背景下,對尋找未來的替代性能源具有戰(zhàn)略意義已經(jīng)越來越受到重視。植物性農(nóng)藥的開發(fā)利用:隨著對環(huán)保和食品安全的關(guān)注,過去大量使用的高殘留、廣譜性的化學(xué)農(nóng)藥將會被逐漸淘汰,將植物化學(xué)防御體系產(chǎn)生的特定成分應(yīng)用在植物保護方面,已成為植物資源開發(fā)的另一個熱點。4.2國內(nèi)進展[17]4.2.3我國野生植物資源開發(fā)利用存在的問題[33]盡管我國在野生植物資源的開發(fā)利用方面取得了一些成果,但與發(fā)達國家相比差距較大,還存在不少問題。⑴我國種質(zhì)資源收藏工作目前尚處于萌芽狀態(tài),大量種質(zhì)流失⑵我國民族植物學(xué)起步晚,重視程度不夠⑶我國能源植物資源及其他新型植物資源的開發(fā)有待加強⑷開發(fā)利用率低許多頗具開發(fā)利用價值的野生植物還仍埋藏在深山老林之中任其自生自滅,對己發(fā)現(xiàn)的種類,真正利用起來的還很少。⑸精深加工及綜合利用還很不夠;⑹從事野生植物資源研究、開發(fā)利用的科技人員匱乏;⑺研發(fā)經(jīng)費不足等。4.2國內(nèi)進展[17]5.前景展望[2,17,20,33]

針對存在的問題,我們應(yīng)積極采取措施,加快植物資源開發(fā)利用的速度,推動國民經(jīng)濟建設(shè)。要充分合理地開發(fā)利用我國的植物資源,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益和諧統(tǒng)一的目標(biāo),今后應(yīng)從以下方面發(fā)展:⑴加強植物種質(zhì)資源的保存和研究⑵進一步摸清家底,增強植物化學(xué)成分研究⑶開展植物資源利用的區(qū)域規(guī)劃⑷大力加強森林資源的經(jīng)營管理⑸不斷地開發(fā)新的野生植物資源⑹加強有關(guān)能源植物的開發(fā)利用研究⑺加強其它新型植物資源的開發(fā)利用研究

5.前景展望[2,4,5,7]⑻重視民族植物學(xué)的研究。⑼加強植物組培快繁、選種育種、基因工程等新技術(shù)的研究。⑽搞好精深加工和綜合利用。⑾加強引種馴化研究,建立商品原料基地。⑿加強保護,永續(xù)利用。⒀加快專業(yè)人才的培養(yǎng)。

謝謝大家!參考文獻[1]嚴(yán)善春等:森林生物資源學(xué).哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社,2007.10.[2]熊子仙:云南資源植物學(xué).昆明:云南教育出版社,2002.[3]趙建成,吳躍峰等:生物資源學(xué).北京:科學(xué)出版社,2003.3.[4]鄧

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