提示語:
我國共分佈有普通野生稻、藥用稻和疣粒稻3種野生稻植物,上世紀80年代前在野外均都有較大面積的分佈。然而,由於對溼地資源的不合理開發利用、外來種入侵以及農藥的濫用等因素,當前我國野生稻的野外分佈點和分佈面積正急劇減少,普通野生稻野生資源的喪失達到90%以上,為我國生物安全帶來極大威脅。
稻屬植物,隸屬禾本科,全世界共有24種,主要分佈在亞洲、非洲、澳大利亞和中南美洲的溫暖地帶。野生稻是除栽培稻(Oryza sativa)和非洲栽培稻(O. glaberrima)之外的野生種類的總稱。我國的野生稻有普通野生稻(O. rufipogon)、藥用野生稻(O. officinalis,簡稱藥用稻)和疣粒野生稻(O. meyeriana subsp. Granulata,簡稱疣粒稻)三種,前兩者為溼生植物,喜生長於河邊、池塘、山溪、淤積土和沼澤等潮溼近水處,後者為旱生植物,常分佈於山坡的灌木和喬木林下。
1917年,E.D. Merrill 在廣東羅浮山一帶,最早發現了普通野生稻(Oryza rufipogon)的生長,其後人們陸續在廣東中部、西部、以及廣西、海南、雲南和臺灣等地也發現了其分佈。其中,藥用稻主要分佈在廣東、廣西、雲南和海南,而疣粒稻僅見於海南、雲南和臺灣(高立志等, 1996)。
為全面摸清我國野生稻的分佈及資源狀況,1978—1982年,中國農業科學院曾聯合各地農業部門和大專院校等數百個單位在全國九省(區)全面開展野生稻資源的普查、考察和蒐集。結果表明,我國野生稻主要分佈在廣東、廣西、海南、雲南、江西、福建、湖南的140個縣的743個人民公社,其中普通野生稻在廣東和海南地區分佈密度最大、分佈區域最廣,是我國野生稻最為豐富地區(全國野生稻資源考察協作組, 1984)。
生境喪失,野生稻種質資源大量喪失
自上世紀80年代以後,由於經濟的快速發展和對生態環境的過度利用,溼地資源被肆意侵佔,再加上生態環境汙染、農藥的大量使用、外來物種干擾、以及社會普遍保護意識缺乏等因素,導致野生稻這一重要野生植物資源的生境受到了前所未有破壞,曾經記錄生長的生境如今大多面目全非或不復存在。
2002—2009年,中國農業科學院組織7個省份的農業科研單位對野生稻進行調查後發現,與上世紀80年代相比,普通野生稻(Oryza rufipogon)、藥用稻(Oryza officinalis)和和疣粒稻(Oryza meyeriana)分佈點喪失的比例,分別約為70%、55%和30%。
以廣東省為例,在上世紀80年代之前,全省共有52個縣、288個鎮、718個村,共1083個普通野生稻分佈點,而根據2005—2016年的調查結果,廣東省僅在25個縣103個分佈點尚有生長,分佈點消失率達90.5%(範芝蘭等, 2017)。同時,由於調查資料跨越長達10年,早期調查到的分佈點,有些已經不復存在。
在雲南省,2001年之前有記載的野生稻分佈點為105個,其中普通野生稻26個點、藥用稻12個點、疣粒稻67個點。然而,近年來,雲南省農科院生物所等單位調查發現:雲南野生稻的生態種群數量、分佈範圍、以及種群內野生稻數量,都處在不斷減少甚至逐漸消亡的瀕危狀態。雲南全省現存的野生稻分佈點僅有41個,其中普通野生稻有2個點、藥用稻有2個點、疣粒稻有37個點;41個分佈點中的35個點集中分佈在普洱、臨滄、德宏等地的12個縣(市)(龐漢華等, 2001)。
據2002—2013年海南省農業科學研究院與中國農業科學院對海南野生稻生存現狀的調查結果,目前海南省15個縣(市)共有154個野生稻自然種群,其中普通野生稻種群有136個,疣粒稻11個,藥用稻7個;野生稻種群面積大於300畝的1個,大於100畝的4個,大於50畝的有12個,大多數種群的面積不足10畝。而上世紀80年代記載的118個普通野生稻分佈點,目前只剩下18個,藥用稻儲存下來的分佈點不到原來的15%,83.9%的疣粒稻種群處於中度和重度干擾中(雲勇等, 2015)。
現種質資源圃,有遺傳多樣性降低風險
目前,普通野生稻和藥用稻均於1999年被列入《國家重點保護野生植物名錄(第一批)》,在我國已成為瀕危植物。有人預言,如果再不採取有效保護措施,再過20年,我國野生稻的野生種群將全面消失。為了使野生稻這一重要植物資源得到有效保護,政府和科學家們做出了大量工作,但現階段在保護過程中,仍存在一些亟需解決的深層次問題。主要表現在:
1. 國家已經建立野生稻種質資源圃,但存在遺傳多樣性降低的隱憂。“雜交水稻之父”袁隆平院士曾呼籲:要像保護野生動物一樣,保護包括野生稻在內的野生植物。為此,從上世紀80年代末期起,國家開始建立野生稻種質資源圃。1989年,國家種質廣州野生稻圃建成,主要儲存了廣東、海南、湖南、江西、福建等省、及國外20多個國家的野生稻資源5098份,包含了20個稻屬物種(圖1)。1990年,國家種質廣西野生稻資源圃建成,目前已收集21種、1.2萬多份的野生稻資源,成為全球重要的野生稻資源圃(圖2)。2013年,海南省農業科學院建立“海南熱帶野生稻種質圃”,負責收集熱帶地區的野生稻資源。此外,2020年10月,雲南國家高原野生稻資源圃在雲南省勐海縣開工建設,建成後將主要負責儲存雲南周邊省區和東南亞國家高海拔的野生稻資源。目前,這些資源圃主要採用的儲存方法,是種莖盆栽,同時對野生稻的種子進行了入庫儲存。野生稻資源圃的建立,為國家保護重要野生植物資源提供了安全保障。
然而,在種質資源圃內,當長期將不同種群的野生稻種在一起時,開花期的傳粉作用,容易使來自不同種群野生稻產生基因交流。因此,異位儲存在資源圃的野生稻種群后代的遺傳多樣性可能會降低,從而導致後一代個體出現遺傳漂移和基因重組等現象,使一些具有重要利用價值的基因可能受到破壞或消失,影響了野生稻的遺傳多樣性。
2. 野生稻生境受人類活動干擾的因素沒有得到排除。由於野生稻的生境與人類活動範圍高度重疊,特別是普通野生稻和藥用稻,多生長在人類活動較為頻繁的水塘、山溪、水溝、沼澤地等區域,導致野生稻生境非常容易受到人們日常生活和經濟活動的干擾,從而破壞了野生稻生境,造成野生稻種群的逐漸消失。如廣東高州鎮江鎮福石村和泊水村的野生稻生長點,周邊種植了水稻;廣東廣州蘿崗區的野生稻周邊,有養殖廠的汙水排放;廣東肇慶的藥用稻,則生長在桉樹林下的水溝中(圖3)。同時,由於野生稻生境與人們日常居住和生活的環境接近,一些地方放牛、種菜、養鴨養鵝情況普遍存在(圖4),也對野生稻生境形成了嚴重干擾。
圖3:廣東省肇慶市高要市現生長在人工桉樹林內唯一的藥用稻生境
圖4:廣東省高州市鎮江鎮朋山村普通野生稻保護小區內種菜和放牛
3. 外來植物入侵,佔據了野生稻棲息地。野生稻喜生長於開闊、潮溼和肥沃的溼地上,但由於這些生境也是人類活動頻繁區,致使許多外來入侵植物,如微甘菊、馬纓丹、水葫蘆等、以及本地植物(如野芋、毛蕨和禾草等)開始侵入野生稻生境。這些植物的瘋狂生長,再加之缺少專人護理,使野生稻個體受到覆蓋或種群棲息地被不斷佔領,最終迫使野生稻失去了生長的家園(下圖)。
廣東省廣州市蘿崗區的普通野生稻生長點已經完全被其它植物入侵,均已消失
廣東省廣州市派潭鎮的普通野生稻生長點已經完全被其它植物入侵,均已消失
4. 保護資金不足,導致野生稻原位保護效果較差。目前,大部分野生稻的生長區域比較偏僻,農業部門作為主管單位並無過多的資金對野生稻原位保護進行長期和穩定的支援,往往只是掛一個牌子或都建一個標誌,缺少必要的設施圍蔽和人員管理(下圖)。結果,許多野生稻原位保護小區形同虛設。
建議:加強保護,開展野生稻資源普查
針對我國野生稻的保護現狀,提出以下保護建議:
1. 加強對野生稻種群的原位保護、近地保護和遷地保護:原位保護,是最好的保護方法,應對受威脅嚴重的種群採用鐵柵圍欄、植物籬笆等形式進行保護,將原生地與周邊區域進行物理隔離,減少人類活動干擾和外來植物的入侵。此外,除國家資源圃外,對於原生地即將受到嚴重威脅的野生稻還可進行近地或遷地保護。另外,也可結合各地的溼地公園建設,適量建立野生稻遷地保護小區。
2. 開展對全國野生稻資源的持續普查,以弄清野生稻野生種群的實時現狀。由於野生稻生境的動態變化比較強烈,其野生種群的面積大小、數量多少和受威脅情況,也一直處於變化當中。因此,從長期保護策略來看,在一個短的、相對集中時間內弄清野生稻的生長現狀,將可以制訂更好地野生稻種群優先保護策略,並立即實施保護行動計劃。
3. 開展野生稻的遺傳多樣性研究,制訂科學合理的保護策略:透過採集異位儲存、原位儲存、以及異位儲存種子材料等方式,對比分析不同保護方式下的遺傳多樣性變化。然後基於研究結果,制訂更具有針對性的科學保護策略。
主要參考文獻
1. 範芝蘭,潘大建,陳雨,陳建酉,李晨,孫炳蕊,周漢欽,陳文豐,劉維. 2017. 廣東普通野生稻調查、收集與保護建議. 植物遺傳資源學報, 18(2): 372-379.
2. 高立志,張壽洲,周毅,葛頌,洪德元. 1996. 中國野生稻的現狀調查. 生物多樣性, 4(3): 160-166.
3. 龐漢華,戴陸園,趙永昌,徐福榮,王翠雲. 2000. 雲南省野生稻資源現狀考察. 種子,107: 39-40.
4. 全國野生稻資源考察協作組. 1984. 我國野生稻資源的普查與考察. 中國農業科學, 1984(6): 27-34.
雲勇, 唐清傑, 嚴小微, 孟衛東, 王效寧, 林尤珍. 2015. 海南野生稻資源調查收集與保護. 植物遺傳資源學報, 16(4): 715-719.