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复旦学者撰文呼吁:长江大保护应重视 植物遗传多样性保护和可持续利用

 

2019年底至2020年初,澳洲大火持续超过200天,侵袭了多个物种的自然栖息地;去年年底开始,罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆,蝗虫数量之多几十年未见,基于历史上的蝗灾肆虐往往伴随着大规模的森林砍伐、耕地开垦及气候因素,专家预计这种现象未来可能会更加普遍。本月9日,2020年诺贝尔和平奖颁发给联合国粮农组织下属粮食援助机构——联合国世界粮食计划署,在表彰其几代人道主义工作者孜孜不倦致力于消除饥饿的工作外,也体现了粮食安全问题作为一个焦点问题所受到的国际社会共同关注。统计数据显示,全球有8.9%的人口处于饥饿状态。联合国此前预警,今年,受新冠肺炎疫情冲击,全球濒临近50年来最严重粮食危机。近一年来,全球发生的一系列大事件,显示了在气候变化和自然生态系统退化的双重作用下,人类社会所面临的危机,全球各界也由此加大了对于生物多样性保护以及粮食安全的关注和重视。

 

作为全流域自然地理、地质历史和人类文明史及其相互作用的综合结果,中国长江流域是生物多样性极为丰富的地区,从农耕文明到工业文明时代,长江流域的各种生态要素配置优势显著,但20世纪下半叶以来,长江流域的植物遗传资源面临了严重的威胁。在近年国家推动开展长江大保护的背景下,复旦大学发展研究院李琴博士及其所在的南昌大学流域生态学研究所和复旦大学生物多样性与生态工程教育部重点实验室团队长期致力于相关研究,发表了《长江大保护事业呼吁重视植物遗传多样性的保护和可持续利用》《加强长江流域作物遗传多样性的原位保护与资源可持续利用》等颇具影响力的论文,提出保护利用好长江流域植物的遗传资源,就是保护农业发展的“芯片”。近日,“学习强国”上海学习平台“高校智库”栏目推出李琴博士的文章《生态法治是生态绿色一体化的基础》,再次呼吁通过司法协作加强生物多样性的保护。

 


 

作物遗传多样性是国家重要战略资源


生物多样性既包括物种和生态系统的多样性,也包括遗传多样性。迄今,在相关国际公约和国际合作中,与物种和生态系统保护的重视和力度相比,植物遗传多样性还缺乏强有力的原位保护措施和合作,但它恰恰是一个国家重要的战略资源,尤其农业种质资源,关乎国家粮食安全保障与重要农产品供给,是种业原始创新的物质基础。

 

李琴告诉记者,长江流域是世界上最大的独立栽培植物驯化中心之一,全流域的栽培植物数量极大,野生近缘种多,遗传多样性丰富;栽培植物区系极为奇特和丰富,在组成上与世界其他农业初始起源地和驯化中心有明显差异。原产于中国的粮食、蔬菜、果树以及经济作物约124种,其中,起源于长江流域的有58种,占全国野生作物种数的46.8%。如:起源于长江流域的粮食作物水稻、荞麦;起源和驯化于长江流域的果树作物柑橘、猕猴桃、枇杷、杨梅、中国樱桃、刺梨、枳椇子;起源于长江流域的水生蔬菜作物莲、茭白、菱角、芡实、慈菇、莼菜;经济作物茶树、桑、油茶、银杏、板栗、花椒、油桐、漆树等。这之中,长江流域起源的粮食作物种类占我国起源的同类型作物总数的33.3%,果树作物占比51.4%,蔬菜作物占比41.9%,经济作物占比50%。《中国生物多样性国情研究报告》确定的17个具有全球意义的生物多样性保护关键区域中,有10个全部或部分位于长江流域。《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011–2030)》确定的35个生物多样性保护优先区域中,有11个全部或部分位于长江流域。长江流域生物多样性所具有重要的战略地位可见一般。

 

 保护长江流域植物遗传多样性迫在眉睫 


20世纪下半叶开始,随着城镇化的人类活动和基础设施建设,很多农田、植物栖息地被挤压,一些植物生境消失;加之气候变化和作物商业化品种推广导致植物野生近缘种遗传多样性急剧下降,长江流域的植物遗传资源面临了严重的威胁。2015年我国启动“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”,据初步完成普查的湖北、湖南、广西、重庆、江苏、广东6省375个县的统计显示,主要粮食作物地方品种的数目,在1956年时有11590个,到2014年仅剩3271个,主要粮食作物地方品种数目丧失比例高达71.8%。这之中,有4个省份位于长江流域。如有关报告显示,由于种植规模、品种质量等多种因素的影响,如今江西南丰蜜桔品质逐年下降。除了作物品种的消失,在同一作物品种内部,一些遗传信息也在随时间发生变化。如12000年前,全球最早的稻作文明诞生在江西东乡,早期有很多野生种群,形态与我们今天所见的水稻不同。普通野生稻经过长期人工选择驯化和现代育种,得到现代栽培稻品种,这一过程伴随着遗传多样性的减少和很多优异基因的丢失。今天的人们如果想要挖掘其曾经拥有的抗虫、抗病等遗传信息,需要找到其野生近缘种,才能获得水稻重大改良过程中的重要基因,但如今普通野生稻的野生栖息地被不断破坏,加上来自栽培稻的遗传侵蚀,野生稻资源不断萎缩。

 

保护长江流域植物遗传多样性,既是保障国家粮食安全的基础——优良作物的培育和驯化,无一不是来源于这些植物遗传多样性的挖掘利用,也是保护农业科技创新的源头——农业农村部的数据显示,良种在我国农业增产中的贡献率达45%以上,还是保留传承中华农耕文明的载体。

 

亟需通过立法等手段加强原位保护和可持续利用 


李琴博士告诉记者,在对植物遗传资源的保护中,有建立种质资源库、基因库,以及迁地、就地保护等形式,特别是遗传资源库受到广泛关注并取得了重要成效。但栽培植物与野生近缘种传多样性资源持续减少的趋势未得到根本扭转,部分地区植物遗传资源亟待抢救。植物遗传资源保护面临的主要障碍之一是缺乏对植物遗传多样性的全面认识,包括栽培植物与野生近缘种各自的分布模式、遗传结构、种群历史、相互关系和丧失情况等,研究的严重滞后和信息的大量空白制约了对其制定合理有效的保护、保存和利用策略。

 

目前主要保护行动集中在迁地保护,但原位保护是一个不能替代的薄弱环节,从生态系统的角度来看,通过原位保护途径维持或增强原生境的遗传多样性和适应性是最关键和最紧迫的。

 


 

长江流域驯化的作物显著的有来源于湿地的水生粮食作物和水生蔬菜作物以及来源于亚热带常绿阔叶林的经济作物和果树作物,这在全球栽培植物驯化中心中是独一无二的,反映了长江流域独特的生物多样性特征。原位保护往往比非原位保护能维持更高的遗传多样性。以普通野生稻为例,对比原生境保护和迁地保护普通野生稻种群的遗传变异发现,原生境种群遗传多样性要显著高于迁地保护种群,这也提示了即使迁地保护,也应当注意扩大种群的规模以及进行种群复壮。

 

李琴博士提醒,目前,长江流域有许多作物野生近缘种尚未被列入到保护计划或尚未成为自然保护区的主要保护对象,其原位保护信息的缺失可能会导致低估当地作物野生近缘种(CWRs),制约我国加入全球CWRs保护利用的战略规划。此外,长江流域分布有大量被忽视、有巨大重新驯化潜力的作物,例如菰、薏苡和野豌豆等,特别需要重视这类战略植物资源的保护和创新利用,以应对将来的气候变化和环境压力。目前我国尚没有针对种质资源或遗传资源保护的立法,仅农业部于2003年颁布的《农作物种质资源管理办法》对植物种质资源的收集、整理、保存、利用等进行了规范,以及2015年的《全国农作物种质资源保护与利用中长期发展规划(2015—2030年)》,仍不足以依法有效保护。

 

基于长江流域是中国植物遗传资源和作物野生近缘种分布的最重要区域之一,也是承载中华文明过去和未来的关键地区,李琴和她的导师——复旦大学陈家宽教授一致向记者强调,长江流域植物遗传资源保护和可持续利用应该成为长江大保护的主要任务之一。

 

记者 | 陈怡

来源 | 上海科技报

 



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