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科技力,生物多樣性的保護力

2024年06月06日08:45 | 來源:光明日報
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原標題:科技力,生物多樣性的保護力

雲南麗江森林生物多樣性國家野外科學觀測研究站保育溫室。謝震霖攝

滇金絲猴。新華社發

中國西南野生生物種質資源庫一角。張曉華攝/光明圖片

中國是全球生物多樣性最豐富的國家之一。據統計,我國擁有高等植物39000多種,其中一半以上僅分布於中國﹔動物物種同樣非常豐富,其中鳥類1500余種,是世界上鳥類種數最多的國家之一。與此同時,我國也是世界上生物多樣性資源利用最充分的國家之一,長期利用的藥用植物達12000種左右,野生觀賞植物資源超過7900種,能直接應用的超過1000種……保護生物多樣性,科技是關鍵。這一點,在雲南生物多樣性保護中,極為鮮明。

為野生生物種質資源打造“生命之舟”

雲南,特殊的地理位置、復雜的地形地貌、獨特多樣的氣候環境,孕育了豐富的生物多樣性——這裡囊括了地球上除海洋和沙漠外所有的生態系統類型,以僅佔全國4.1%的國土面積,擁有全國50%以上的植物種類、70%以上的動物和菌物種類,以及80%以上的植被類型,在生物多樣性保護與利用上具有重要地位和極高價值,為國家生物、生態安全和經濟社會發展奠定了重要資源基礎,是我國重要的生物多樣性寶庫和西南生態安全屏障。

科技,在生物多樣性保護中,起到了關鍵作用。

保護生物多樣性,種質資源的保護和利用具有舉足輕重的地位。在昆明北郊,中國科學院昆明植物研究所一棟紅色建筑的地下冷庫內,9萬多份野生植物種子正在“沉睡”。這是我國第一個以野生生物種質資源保存為主的綜合保藏設施——中國西南野生生物種質資源庫(以下簡稱“種質庫”),屬於國家重大科技基礎設施,是為野生生物種質資源量身打造的“生命之舟”。

為何要給予一粒小小的野生植物種子如此“厚待”?以水稻為例,野生稻在長期自然選擇中形成了豐富的遺傳多樣性和環境適應性,保留了抗稻瘟病、耐旱、耐寒等栽培稻不具有或已經消失的遺傳基因,還具有改良栽培稻的高產基因,是水稻品種改良的寶貴基因庫。我國水稻育種和生產上的兩次革命性突破——矮化育種和雜交水稻技術,均利用了野生稻的優良特性。如果野生稻滅絕,將會直接影響我國糧食安全。

然而,雲南省農業科學院生物技術與種質資源研究所等單位近年來的調查顯示,雲南野生稻的生態居群數量、分布范圍以及居群內野生稻數量都處在不斷減少甚至逐漸消亡的瀕危狀態,全國野生稻也和雲南野生稻一樣,面臨著快速消失的危險。可喜的是,已有3種中國野生稻的種子保存在種質庫中,它們是現代水稻育種和改良的重要遺傳資源。

“《中國植物志》中記載了31000余種植物,其中有20%的植物面臨很高的滅絕危險。從生物多樣性保護的視角看,種質庫的收集要覆蓋全國的野生植物種質資源。”種質庫原主任李德銖表示,“誰掌握更多的野生種質資源,研究得越深,利用得越多,誰就能把握未來。”

目前,我國野生種子植物種類三分之一的種子在此保存,包括相當比例的珍稀、瀕危和特有物種,是名副其實的“種子銀行”。

那麼種質庫的實力有多“硬核”?以玉米和水稻種子為例,在15℃、73%相對濕度的普通貯存條件下,種子壽命約為145天和241天﹔而當種子經過採集、登記、干燥、清理、X光檢測、計數、分裝、入庫等70多道工序,在-20℃、15%相對濕度的種子庫內保存時,種子壽命可達到約460年和1139年。

“隨著研究的深入,我們還會發現不同種子更優的保存條件組合,並為它們提供‘定制化’的服務。”種質庫保藏中心主任蔡杰告訴記者,除了常規種子庫的低溫干燥保存,種質庫還研發了諸多“妙招”。

在種質庫一樓大廳內,一株西藏虎頭蘭和一株富民枳並排而立,一胖一瘦、一矮一高,相得益彰。從繁殖技術角度看,它們可算是一對“兄弟”:將植物莖尖在-196℃的液氮中保存24小時,解凍后再進行栽培……很快,它們將分別迎來10歲和9歲“生日”。“我們會持續提升科研技術能力,在需要的時候,保証休眠的種子可以重歸自然。”昆明植物研究所副所長李宏偉說。

得益於技術的進步,種質庫不僅保存了眾多植物種子,還搶救性收集和保存了野生植物的離體材料、DNA、微生物、動物種質資源等遺傳材料。截至2023年12月,種質庫已保存我國野生植物種子1.1萬多種、9.4萬多份,植物離體培養材料2000多種、2.7萬多份,植物總DNA9000多種、7.1萬多份,微生物菌株2000多種、2.3萬多份,動物種質資源2000多種、9萬多份,是亞洲最大的野生生物種質資源庫。

科學利用是更好的保護

雲南麗江森林生物多樣性國家野外科學觀測研究站(以下簡稱“麗江站”),位於全球36個生物多樣性熱點地區之一、“中國西南山地”東南部—滇西北核心區,地處青藏高原至雲貴高原的過渡地帶,是中國三大生物多樣性中心之一,也是我國生物多樣性保護優先區和生物種質資源基因庫,具有重要的區域和類型代表性。

“種質庫是種質資源的‘百年大計’,麗江站是種質庫的活體圃,實現了‘庫裡有種子,站內有活體’,與種質庫配合形成了種質資源長期、中短期相輔相成的完整體系。”麗江站常務副站長許琨告訴記者,經過多年發展,麗江站收集保存了滇西北地區2600余種重要野生植物種質資源,建立了較為完善的種質資源收集、保存和繁育平台,同時研發了多種野生植物種質資源的擴繁技術,探索出一條生物多樣性保育、資源持續利用與民生發展相結合的道路。

麗江站的一個“保育溫室”內,清香扑鼻,數十種珍稀植物物種長勢良好,其中一畦滇重樓頗為奪目。作為雲南白藥、宮血寧等許多中成藥的重要原材料,長期的開採利用,加之種子萌發率低,滇重樓的生存現狀一度令人擔憂,在《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》中被列為近危物種。

麗江站通過生物技術提高了滇重樓的種子萌發率,將種子萌發時間從兩年半縮短至半年。為了改善野生滇重樓的生存狀態,讓更多人參與到生物多樣性保護中,麗江站不僅將培育的種苗免費提供給種植戶或企業,還提供了相關種植技術。“經過多年的發展和摸索,老百姓不僅熟練地掌握了我們的技術,還進行了改良和創新,開始‘嫌棄’我們當初的技術不夠好了,這讓我們感到很高興。”許琨說,“滇重樓的大量種植,避免了對環境的進一步破壞。更好地利用也是更好的保護。”

許琨說,麗江站的科研人員還有一個小小的願望:把更多的植物物種從瀕危名單中“剔”出去。他們已經收集和保存了杓蘭、雲南榧木等眾多珍稀瀕危植物物種,突破了部分物種的繁育障礙,並與當地林草部門、企業或社會組織合作,開展部分區域的生態重建和生態修復工作。

依托滇西北豐富的生物多樣性資源,麗江站運用森林大樣地、衛星樣地、海拔樣帶體系開展動植物動態監測,控制實驗、森林林冠塔吊和近地面無人機、衛星遙感等現代生物多樣性監測和研究手段,從生物多樣性的多個維度和不同時空尺度對滇西北森林生物多樣性系統開展了長期定位觀測,同時服務國家生物多樣性保護和資源可持續利用等領域發展,為生態環境保護和鄉村振興建設提供了示范。

譜一曲人與自然和諧共生的科技歌

雲南,不僅是“植物王國”,還是“動物王國”。在這裡,人與動物和諧共生的長歌經久傳唱。

“嗚啊……嗚啊……”口中邊發出呼喚聲,72歲的護猴隊員余建華邊閃進了茂密的森林。很快,“嗚啊……嗚啊……”的應和聲此起彼伏、由遠及近。這是余建華與猴群的相處方式,從事護猴工作近30年,余建華早已把這裡的滇金絲猴當成了“家人”。

滇金絲猴是除人類以外生存海拔最高的靈長類動物,對生存環境的要求十分嚴苛,是區域生物多樣性的指示物種,保護好它們,就是保護好區域的生物多樣性和生態系統。余建華供職的滇金絲猴科普教育基地位於雲南白馬雪山國家級自然保護區內,是全世界唯一可以近距離觀看野生滇金絲猴的地方。這裡的森林覆蓋率達98.2%,生長著雲南紅豆杉、水青樹等珍稀保護植物,還生活著林麝、小熊貓、黑頸長尾雉等十余種珍稀保護動物,堪稱“動植物的天堂”。

經過多年努力,保護區工作人員帶領護猴隊通過補充食物等方法,成功將一個猴群從3500米以上的高海拔區域引到2300米至3000米的低海拔區域。“將猴群引至低海拔區域,既方便大家近距離觀察滇金絲猴,發揮科普宣傳和自然教育的作用,還便於開展針對性的科學研究,為更好地保護整個種群提供參考。”保護區野生動物救護站站長賴建東說,保護區內還將高分辨率探頭、紅外相機、無人機、遙感技術等應用於滇金絲猴管護工作,利用“猴臉”自動識別、自動監測,進一步實現猴群的動態管護。

“今年出生了10隻滇金絲猴,成活9隻,目前這個猴群已發展至90余名成員,逼近周圍環境的承載能力。”為保証猴群的健康和基因多樣性,保護區計劃引導基地內40隻左右滇金絲猴與外群進行“交流”。保護區管護局維西分局局長和柯米表示,在放歸時會為猴群配戴定位項圈,以觀察猴群的行動軌跡以及與外群的融合情況,為整個滇金絲猴種群保護積累數據和經驗。據初步統計,白馬雪山國家級自然保護區內的滇金絲猴已從1985年的7個猴群、540隻左右,增加到現在14個種群、2500余隻,佔全國滇金絲猴總數的65%以上。

重點保護野生動植物物種種數保護率達到90%以上,生物遺傳資源收集保藏量保持世界前列,超過30%的退化生態系統得到恢復,生態系統服務功能明顯增強……近期,《雲南省生物多樣性保護戰略與行動計劃(2024—2030年)》發布,為推進雲南省生物多樣性保護工作擘畫新藍圖、新目標,也將為全國生物多樣性治理體系和治理能力現代化提供經驗和樣板。其中,以科學技術和科研人員為代表的科技力量,必將為這一宏偉目標提供更加強有力的支撐。 (本報記者 張曉華)

(責編:木勝玉、朱紅霞)

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