南方紅豆杉種質(zhì)資源及保護措施初探

葉健 蘇恒 陳立新 李小鵬 邵曉雪

摘 要 南方紅豆杉是中國特有的樹種，也是一類古老且珍貴的野生物種，不僅具有較高的觀賞價值，還能用于提取紫杉醇這一廣譜高效的抗癌物質(zhì)，長期以來備受國內(nèi)外研究關(guān)注。南方紅豆杉具有種群繁殖能力弱、物種更新能力差、生長周期長等特征。巨大的科研和藥物提取需求與其生長發(fā)育受限之間存在巨大矛盾，通過構(gòu)建合理開發(fā)規(guī)劃體系、加強物種普查與關(guān)鍵資源保護、多方宣傳提升公眾保護意識等手段對南方紅豆杉進(jìn)行保護性開發(fā)具有極強的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞 南方紅豆杉;種植資源;紫杉醇;物種保護

中圖分類號：S791.49 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.27.044

紅豆杉具有較高的觀賞價值和藥用價值，被大量開發(fā)制成家具、擺件、水煙筒等產(chǎn)品，也被廣泛用于紫杉醇的提取[1]。目前，全球?qū)ψ仙即嫉男枨缶薮?，年度銷售額已達(dá)15億美元。已有研究實現(xiàn)從馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基中分離出的南方紅豆杉內(nèi)生真菌中提取紫杉醇，但是這一技術(shù)的穩(wěn)定性、有效性和規(guī)?；\用可能性暫未得到準(zhǔn)確論證。南方紅豆杉作為紅豆杉屬中分布最為廣泛的一種，具有不可替代的藥用價值[2]。在人類活動區(qū)域擴張、全球變暖趨勢不斷演進(jìn)的背景下，南方紅豆杉的生存條件發(fā)生復(fù)雜變化，加強其種質(zhì)資源研究與保護策略探討具有極強的現(xiàn)實意義。

1 概述

南方紅豆杉是中國境內(nèi)特有的樹種，是紅豆杉屬分布最為廣泛的一種，也是國家一級瀕危保護樹種[3]。南方紅豆杉主要分布在北緯23°～36°，東經(jīng)75°～130°的地區(qū)內(nèi)，最適合生長的核心區(qū)域為秦嶺大巴山以南，主要體現(xiàn)與闊葉林和針闊混交林交叉分散分布的特征，廣西、福建、江西、河南、廣東、陜西等省（直轄市、自治區(qū)）均有較為廣泛的分布[4-5]。受全球氣候變暖影響，南方紅豆杉適宜生長區(qū)域逐漸北移，海拔也有所提升。

南方紅豆杉具有極強的藥用、科研、園林藝術(shù)等商業(yè)開發(fā)價值。從科研和藥用價值來看，南方紅豆杉是提取紫杉醇的主要物種，紫杉醇是目前醫(yī)學(xué)層面抗癌活性最強的一類天然藥物，其作用原理是識別并抑制癌細(xì)胞的生長，最終通過癌細(xì)胞增長控制與定向識別誘導(dǎo)死亡實現(xiàn)癌癥治療[6]。但是由于紅豆杉屬目前暫未實現(xiàn)人工培育，而提取紫杉醇的主要物種——南方紅豆杉中紫杉醇的含量僅約0.02%，為滿足市場需求，大量非法砍伐開采南方紅豆杉的行為導(dǎo)致其種群數(shù)量和生存環(huán)境受到嚴(yán)重威脅[7]。從園林藝術(shù)開發(fā)價值來看，南方紅豆杉樹形較為規(guī)整優(yōu)美，具有吉祥好運、健康長壽、工作順?biāo)斓让篮迷⒁?，可用于院落盆栽造景裝飾，也可以用于高檔場所草坪、花園等的園林藝術(shù)造型。

2 生物學(xué)特征分析

從繁殖角度來看，南方紅豆杉種子休眠比重和休眠深度比較高，休眠的時間較長，導(dǎo)致很多種子在自然環(huán)境之下難以萌發(fā)，最終能夠形成有效繁殖的種子占比顯著低于一般樹種，休眠特征導(dǎo)致南方紅豆杉的種子即便能夠正常萌發(fā)，其幼苗也存在生長滯后、成活率低等問題[8]。因此，南方紅豆杉種子的生物學(xué)特征限制了其種群大規(guī)模擴大性繁育。此外，南方紅豆杉植株生長周期較長，大量植株高度低于其他喬木類植物，而其種群分布特征決定了其不同植株之間存在一定距離導(dǎo)致林間花粉密度低，且自然狀態(tài)下南方紅豆杉的雄株比重顯著高于雌株，使得雌雄植株數(shù)量不匹配，很多南方紅豆杉雌株存在異花授粉的花期不遇等問題。因此，南方紅豆杉在自然條件下實現(xiàn)花粉受精率和結(jié)實率都比較低，物種數(shù)量和規(guī)模擴大受到較大限制。

從生長角度來看，南方紅豆杉生長耐陰性能較強，同時對于環(huán)境要求較為嚴(yán)格。其種子萌發(fā)及幼體生長需要潮濕土壤、排水較好坡地及豐富陽光等要素[9]。尤其對于生長周期在3年以內(nèi)的南方紅豆杉幼體，如果缺少足夠陽光，很多幼體發(fā)育會存在明顯遲緩問題，在長期與周邊植物的生存養(yǎng)分競爭中并不占據(jù)優(yōu)勢，最終導(dǎo)致大量南方紅豆杉幼苗生長發(fā)育緩慢甚至死亡的結(jié)果。生長周期達(dá)到3年同時發(fā)育正常的南方紅豆杉植株可以被認(rèn)定為成年植株，成年個體喜愛陰涼潮濕的山地陰坡、半陰坡及溝谷等喬木較為密集的區(qū)域。南方紅豆杉幼體與成年植株對于環(huán)境要素的需求和偏好存在顯著差異，自然條件下能夠滿足其生存需求的環(huán)境較少。

從分布區(qū)域來看，南方紅豆杉集中分布于中國亞熱帶暖溫帶季風(fēng)區(qū)中山地密集的區(qū)域，最北適合生長區(qū)域在秦嶺一帶，最西側(cè)基本與青藏高原東側(cè)邊界一致。近年來，隨著全球變暖進(jìn)程的推進(jìn)，南方紅豆杉適宜生長發(fā)育的緯度逐漸北移，海拔也有所提升。未來一段時間之內(nèi)，以四川東部、重慶、湖北、湖南等省（直轄市、自治區(qū)）內(nèi)自然林木條件較好、水熱條件較好、溫度降水季節(jié)變化較小的區(qū)域能夠形成局部小氣候，能夠為南方紅豆杉種群集中繁衍提供適宜條件。

3 遺傳特征分析

張蕊等對15個南方紅豆杉種源的遺傳特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其遺傳多樣性顯著[10]。賀宗毅等研究發(fā)現(xiàn)，南方紅豆杉的種源內(nèi)變異占整體變異的90%以上，現(xiàn)存南方紅豆杉的種源間遺傳距離非常近[11]。吳杰等通過分析南方紅豆杉主要分布區(qū)域發(fā)現(xiàn)，由于這一物種主要呈小種群分布，大量植株被山地相互隔絕，種群間距較大阻礙了多元基因結(jié)合，代際演變導(dǎo)致遺傳漂移，最終引發(fā)部分區(qū)域南方紅豆杉出現(xiàn)等位基因丟失等問題，對物種內(nèi)基因多樣性造成不可逆負(fù)面影響，甚至改變物種形態(tài)、性質(zhì)等要素，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致南方紅豆杉物種退化甚至滅絕[12]。

4 問題

目前，南方紅豆杉物種稀缺性特征日益凸顯，針對其種質(zhì)資源的保護已經(jīng)迫在眉睫，多地政府牽頭開展物種保護宣傳并制定相應(yīng)行政法規(guī)等規(guī)范針對南方紅豆杉的開發(fā)行為。但是從實踐來看，南方紅豆杉在科研、藥用方面具有不可替代的價值，輔以園林藝術(shù)、觀賞品制作等行業(yè)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展程度不斷提升，南方紅豆杉的開采開發(fā)具有巨額經(jīng)濟回報，導(dǎo)致過度開采、破壞性開采行為屢禁不止。

另外，近年來在政府、環(huán)境保護機構(gòu)、行業(yè)組織等共同努力之下，南方紅豆保護工作取得重要進(jìn)展，但是這一工作機制通常局限于一定區(qū)域內(nèi)。對于這類保護性組織而言，不僅難以形成跨省甚至全國的聯(lián)動機制，而且其執(zhí)法依據(jù)和懲處能力較為薄弱，在持續(xù)性開展南方紅豆杉種質(zhì)資源保護方面難以取得進(jìn)一步成效。

5 舉措

5.1 加強物種保護宣傳教育

隨著環(huán)境保護宣傳工作穩(wěn)步推進(jìn)，各地居民在一定程度上認(rèn)識到保護南方紅豆杉物種具有重要意義，但是并未深刻領(lǐng)會這一物種保護的重要性與緊迫性。為此，各級主管部門要提高思想重視，全面加強依法治林力度，對違法違規(guī)破壞南方紅豆杉種質(zhì)資源的行為嚴(yán)厲查處并廣泛開展案例警示教育。此外，林業(yè)主管部門要拓寬工作思路，積極謀求與高校和中小學(xué)的合作，將南方紅豆杉物種知識教育和保護措施教育融入各級各類學(xué)校的教學(xué)體系之中，為高校師生開展南方紅豆杉種質(zhì)資源保護相關(guān)研究提供資金、課題審批等傾向性支持，增強全民的保護意識和責(zé)任感。

5.2 落實物種保護可行機制

為針對性開展南方紅豆杉種質(zhì)資源保護工作，建立長期高效的保護機制，林業(yè)主管部門要匯聚行業(yè)組織、地方環(huán)保機構(gòu)、高校專業(yè)人士等共同探索南方紅豆杉種質(zhì)資源科學(xué)保護和可持續(xù)開發(fā)的工作機制。1）可以在充分調(diào)研和合理設(shè)計的基礎(chǔ)上，設(shè)計與南方紅豆杉分布核心區(qū)農(nóng)戶達(dá)成托管合作框架的機制，發(fā)展會員從事具體種質(zhì)資源調(diào)研與保護工作。2）各地林業(yè)主管部門可以在采納專家意見基礎(chǔ)上申報南方紅豆杉自然保護區(qū)、國家級公益林區(qū)等，將區(qū)域化的種植資源保護工作納入統(tǒng)一的全國管理框架之下，提升保護效能。

6 結(jié)語

南方紅豆杉具有極高的科研、藥用和園林鑒賞等商業(yè)開發(fā)價值，但是其對于生長條件要求較為苛刻，難以通過人工方式進(jìn)行培育，持續(xù)擴大的市場需求與其生產(chǎn)繁殖難度大、周期長的種質(zhì)特征形成矛盾，導(dǎo)致過度開發(fā)、破壞性開發(fā)屢禁不止。未來，需要從加強意識教育和落實保護機制2方面入手，積極開展南方紅豆杉種質(zhì)資源保護工作。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）

收稿日期：2021-08-15

作者簡介：葉健（1985—），男，江西湖口人，碩士，工程師，研究方向為森林培育、森林病蟲害等。E-mail：370042632@qq.com。