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 文獻標志碼：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仙即嫉男枨缶薮螅甓蠕N售額已達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)模化運用可能性暫未得到準確論證。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的背景下，南方紅豆杉的生存條件發(fā)生復雜變化，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胞的生長，最終通過癌細胞增長控制與定向識別誘導死亡實現(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致其種群數(shù)量和生存環(huán)境受到嚴重威脅[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、工作順遂等美好寓意，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。生長周期達到3年同時發(fā)育正常的南方紅豆杉植株可以被認定為成年植株，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，隨著全球變暖進程的推進，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面影響，甚至改變物種形態(tài)、性質(zhì)等要素，嚴重情況下會導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，各地居民在一定程度上認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校的教學體系之中，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。