南方红豆杉种质资源及保护措施初探

2021-12-09叶健苏恒陈立新李小鹏邵晓雪

南方农业·下旬 2021年9期

叶健苏恒陈立新李小鹏邵晓雪

摘要南方红豆杉是中国特有的树种，也是一类古老且珍贵的野生物种，不仅具有较高的观赏价值，还能用于提取紫杉醇这一广谱高效的抗癌物质，长期以来备受国内外研究关注。南方红豆杉具有种群繁殖能力弱、物种更新能力差、生长周期长等特征。巨大的科研和药物提取需求与其生长发育受限之间存在巨大矛盾，通过构建合理开发规划体系、加强物种普查与关键资源保护、多方宣传提升公众保护意识等手段对南方红豆杉进行保护性开发具有极强的现实意义。

关键词南方红豆杉;种植资源;紫杉醇;物种保护

中图分类号：S791.49 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.27.044

红豆杉具有较高的观赏价值和药用价值，被大量开发制成家具、摆件、水烟筒等产品，也被广泛用于紫杉醇的提取[1]。目前，全球对紫杉醇的需求巨大，年度销售额已达15亿美元。已有研究实现从马铃薯葡萄糖琼脂培养基中分离出的南方红豆杉内生真菌中提取紫杉醇，但是这一技术的稳定性、有效性和规模化运用可能性暂未得到准确论证。南方红豆杉作为红豆杉属中分布最为广泛的一种，具有不可替代的药用价值[2]。在人类活动区域扩张、全球变暖趋势不断演进的背景下，南方红豆杉的生存条件发生复杂变化，加强其种质资源研究与保护策略探讨具有极强的现实意义。

1 概述

南方红豆杉是中国境内特有的树种，是红豆杉属分布最为广泛的一种，也是国家一级濒危保护树种[3]。南方红豆杉主要分布在北纬23°～36°，东经75°～130°的地区内，最适合生长的核心区域为秦岭大巴山以南，主要体现与阔叶林和针阔混交林交叉分散分布的特征，广西、福建、江西、河南、广东、陕西等省（直辖市、自治区）均有较为广泛的分布[4-5]。受全球气候变暖影响，南方红豆杉适宜生长区域逐渐北移，海拔也有所提升。

南方红豆杉具有极强的药用、科研、园林艺术等商业开发价值。从科研和药用价值来看，南方红豆杉是提取紫杉醇的主要物种，紫杉醇是目前医学层面抗癌活性最强的一类天然药物，其作用原理是识别并抑制癌细胞的生长，最终通过癌细胞增长控制与定向识别诱导死亡实现癌症治疗[6]。但是由于红豆杉属目前暂未实现人工培育，而提取紫杉醇的主要物种——南方红豆杉中紫杉醇的含量仅约0.02%，为满足市场需求，大量非法砍伐开采南方红豆杉的行为导致其种群数量和生存环境受到严重威胁[7]。从园林艺术开发价值来看，南方红豆杉树形较为规整优美，具有吉祥好运、健康长寿、工作顺遂等美好寓意，可用于院落盆栽造景装饰，也可以用于高档场所草坪、花园等的园林艺术造型。

2 生物学特征分析

从繁殖角度来看，南方红豆杉种子休眠比重和休眠深度比较高，休眠的时间较长，导致很多种子在自然环境之下难以萌发，最终能够形成有效繁殖的种子占比显著低于一般树种，休眠特征导致南方红豆杉的种子即便能够正常萌发，其幼苗也存在生长滞后、成活率低等问题[8]。因此，南方红豆杉种子的生物学特征限制了其种群大规模扩大性繁育。此外，南方红豆杉植株生长周期较长，大量植株高度低于其他乔木类植物，而其种群分布特征决定了其不同植株之间存在一定距离导致林间花粉密度低，且自然状态下南方红豆杉的雄株比重显著高于雌株，使得雌雄植株数量不匹配，很多南方红豆杉雌株存在异花授粉的花期不遇等问题。因此，南方红豆杉在自然条件下实现花粉受精率和结实率都比较低，物种数量和规模扩大受到较大限制。

从生长角度来看，南方红豆杉生长耐阴性能较强，同时对于环境要求较为严格。其种子萌发及幼体生长需要潮湿土壤、排水较好坡地及丰富阳光等要素[9]。尤其对于生长周期在3年以内的南方红豆杉幼体，如果缺少足够阳光，很多幼体发育会存在明显迟缓问题，在长期与周边植物的生存养分竞争中并不占据优势，最终导致大量南方红豆杉幼苗生长发育缓慢甚至死亡的结果。生长周期达到3年同时发育正常的南方红豆杉植株可以被认定为成年植株，成年个体喜爱阴凉潮湿的山地阴坡、半阴坡及沟谷等乔木较为密集的区域。南方红豆杉幼体与成年植株对于环境要素的需求和偏好存在显著差异，自然条件下能够满足其生存需求的环境较少。

从分布区域来看，南方红豆杉集中分布于中国亚热带暖温带季风区中山地密集的区域，最北适合生长区域在秦岭一带，最西侧基本与青藏高原东侧边界一致。近年来，随着全球变暖进程的推进，南方红豆杉适宜生长发育的纬度逐渐北移，海拔也有所提升。未来一段时间之内，以四川东部、重庆、湖北、湖南等省（直辖市、自治区）内自然林木条件较好、水热条件较好、温度降水季节变化较小的区域能够形成局部小气候，能够为南方红豆杉种群集中繁衍提供适宜条件。

3 遗传特征分析

张蕊等对15个南方红豆杉种源的遗传特征进行分析，发现其遗传多样性显著[10]。贺宗毅等研究发现，南方红豆杉的种源内变异占整体变异的90%以上，现存南方红豆杉的种源间遗传距离非常近[11]。吴杰等通过分析南方红豆杉主要分布区域发现，由于这一物种主要呈小种群分布，大量植株被山地相互隔绝，种群间距较大阻碍了多元基因结合，代际演变导致遗传漂移，最终引发部分区域南方红豆杉出现等位基因丢失等问题，对物种内基因多样性造成不可逆负面影响，甚至改变物种形态、性质等要素，严重情况下会导致南方红豆杉物种退化甚至灭绝[12]。

4 问题

目前，南方红豆杉物种稀缺性特征日益凸显，针对其种质资源的保护已经迫在眉睫，多地政府牵头开展物种保护宣传并制定相应行政法规等规范针对南方红豆杉的开发行为。但是从实践来看，南方红豆杉在科研、药用方面具有不可替代的价值，辅以园林艺术、观赏品制作等行业产业化、规模化发展程度不断提升，南方红豆杉的开采开发具有巨额经济回报，导致过度开采、破坏性开采行为屡禁不止。

另外，近年来在政府、环境保护机构、行业组织等共同努力之下，南方红豆保护工作取得重要进展，但是这一工作机制通常局限于一定区域內。对于这类保护性组织而言，不仅难以形成跨省甚至全国的联动机制，而且其执法依据和惩处能力较为薄弱，在持续性开展南方红豆杉种质资源保护方面难以取得进一步成效。

5 举措

5.1 加强物种保护宣传教育

随着环境保护宣传工作稳步推进，各地居民在一定程度上认识到保护南方红豆杉物种具有重要意义，但是并未深刻领会这一物种保护的重要性与紧迫性。为此，各级主管部门要提高思想重视，全面加强依法治林力度，对违法违规破坏南方红豆杉种质资源的行为严厉查处并广泛开展案例警示教育。此外，林业主管部门要拓宽工作思路，积极谋求与高校和中小学的合作，将南方红豆杉物种知识教育和保护措施教育融入各级各类学校的教学体系之中，为高校师生开展南方红豆杉种质资源保护相关研究提供资金、课题审批等倾向性支持，增强全民的保护意识和责任感。

5.2 落实物种保护可行机制

为针对性开展南方红豆杉种质资源保护工作，建立长期高效的保护机制，林业主管部门要汇聚行业组织、地方环保机构、高校专业人士等共同探索南方红豆杉种质资源科学保护和可持续开发的工作机制。1）可以在充分调研和合理设计的基础上，设计与南方红豆杉分布核心区农户达成托管合作框架的机制，发展会员从事具体种质资源调研与保护工作。2）各地林业主管部门可以在采纳专家意见基础上申报南方红豆杉自然保护区、国家级公益林区等，将区域化的种植资源保护工作纳入统一的全国管理框架之下，提升保护效能。

6 结语

南方红豆杉具有極高的科研、药用和园林鉴赏等商业开发价值，但是其对于生长条件要求较为苛刻，难以通过人工方式进行培育，持续扩大的市场需求与其生产繁殖难度大、周期长的种质特征形成矛盾，导致过度开发、破坏性开发屡禁不止。未来，需要从加强意识教育和落实保护机制2方面入手，积极开展南方红豆杉种质资源保护工作。

参考文献：

[1] 张原，李鑫玉，文亚峰，等.南岭山地南方红豆杉天然林与人工干扰群体的遗传变异分析[J].中南林业科技大学学报，2020，40（6）：105-110.

[2] 王敏求，武星彤，王利宝，等.南方红豆杉群体基因流比较分析[J].分子植物育种，2019，17（19）：626-627

[3] 赵俊杰.陵川县南方红豆杉自然保护区生物多样性保护初探[J].中国农业文摘-农业工程，2019，31（1）：49-50.

[4] 徐雯，瞿印权，张玲玲，等.基于RAPD的福建产南方红豆杉遗传多样性研究[J].中草药，2017，48（14）：2943-2949.

[5] 张晓林，唐均成，尹维新.江西铜鼓县南方红豆杉种质资源现状及保护利用建议[J].绿色科技，2017（9）：102-103.

[6] 朱峰，曾天文，王胜，等.赣北地区南方红豆杉种质资源现状及发展途径研究[J].现代农业科技，2016（24）：158-159.

[7] 陈龙涛，石晓东，高润梅.山西陵川南方红豆杉群落种间联结与生态位特征研究[J].植物科学学报，2016，34（4）：521-529.

[8] 高润梅，石晓东，樊兰英，等.山西省南方红豆杉自然分布与群落生态学特征[J].应用生态学报，2016，27（6）：1820-1828.

[9] 肖遥，楚秀丽，尹增芳，等.不同产地南方红豆杉各家系幼苗生长、光合生理与株高生长节律的差异分析[J].植物资源与环境学报，2016，25（1）：34-42.