北京唯一国家一级重点保护野生植物,从2株扩繁至近500株
北京唯一国家一级重点保护野生植物,从2株扩繁至近500株
北京唯一国家一级重点保护野生植物,从2株扩繁至近500株在门头沟百花山国家级自然保护区,海拔1000米至1200米的高度,相距30公里的山沟和国道旁,有野外(yěwài)仅存(jǐncún)的两株(zhū)百花山葡萄“姐妹花(jiěmèihuā)”。这个物种极为特殊(tèshū),它是北京市生物多样性调查团队在北京发现的唯一一种国家一级(guójiāyījí)重点保护野生植物。从2019年它的珍贵身份被国家确认后,北京市开启了对(duì)它的重点保护。截至目前,百花山葡萄从野外的2株,扩繁至近500株,且还将朝着5000株的目标去努力。从2到500的突破,背后有着科研团队怎样的艰辛付出和波折故事,记者进行了深入(shēnrù)采访。
野外双株被发现间隔32年(nián)
野外第一株百花山(bǎihuāshān)葡萄被发现,还要追溯到1984年。当年,北京林业大学教授路端正在门头沟区百花山林场109国道旁带着学生实习,讲解中他无意发现了就(jiù)在国道旁立着的(de)一株百花山葡萄野生个体。这种葡萄具有独特的叶片特征,呈掌状深裂或(huò)全裂,与其他葡萄种类有着(yǒuzhe)明显的差异。
这是一种多年生的落叶木质藤本植物(téngběnzhíwù)。经过(jīngguò)多年的调查和(hé)研究,1993年,它作为新物种被路端正和北京农学院康木生正式发表(fābiǎo)。由于发现地位于百花山,又是葡萄科属,所以有了“百花山葡萄”这个名字。
此后,植物学家们一直在寻找百花山(bǎihuāshān)葡萄更多的身影,却(què)未果(wèiguǒ)。直到2016年,北京林业大学博士沐先运经过多年野外搜寻,终于在百花山国家级自然保护区的青枣架沟发现(fāxiàn)了第二株野生百花山葡萄个体。此时距离第一株被发现已经过去了32年。
经测算,野外两株(liǎngzhū)百花山(bǎihuāshān)葡萄仅相距30公里,海拔均在1000米至1200米的高度上。有了第二株的发现(fāxiàn),也让第一株百花山葡萄这支“独苗”有了“家人”,同时证明这一物种尚未灭绝。由于两株都属于雌株,大家亲切地称它们为百花山葡萄“姐妹花(jiěmèihuā)”。
2019年,百花山葡萄被确定为国家一级重点保护(bǎohù)野生植物,也是北京独有的珍稀(zhēnxī)植物,被《中国生物多样性红色名录》列为(lièwèi)极危物种,是极为重要的种质资源,在遗传资源保护中具有重要价值。
抢救孱弱的(de)“姐妹花”
野外的(de)生存条件并不那么理想(lǐxiǎng),百花山葡萄的生长状况也让植物学家们很揪心。
第一株被发现的(de)百花山(bǎihuāshān)葡萄,就位于109国道旁,人来车往,还有时常经过的野生动物,它时刻面临着可能被干扰和破坏的风险。“从被发现到2019年这35年时间里(lǐ),它瘦弱得(dé)像一根筷子那般。”百花山管理处科研监测科科长赵明腾有点心疼。
2019年,百花山管理处对(duì)第一株百花山葡萄安装了护栏,在一层铁丝网的保护下,仅一年(yīnián)时间,这株(zhèzhū)“筷子”就长到了4米高,枝干也强壮了不少。可有一天,赵明腾去(qù)巡查的时候,发现它的主干被人为弄断了。赵明腾说,主干得一直健康往上长才会变硬,也就是木质化,否则它就永远只是一棵(yīkē)草,没法变成灌木。
一层铁丝网不行,那就(jiù)再加强保护。2020年,百花山(bǎihuāshān)管理处在第一层铁丝网外又加装了第二层保护网,两层网间隔大约一米,没有人可以再伸入铁丝网内触(nèichù)碰到(pèngdào)百花山葡萄。同时,工作人员还把旁边遮挡阳光的树杈进行了修剪,让百花山葡萄可以沐浴到更多的阳光。
为了(le)更细致地照顾好它,2022年,工作人员在(zài)现场加装了监测设备,时刻监测水、土(tǔ)、气等数据,他们也会定期过去巡查,帮忙补充水分。
而在青枣架沟被发现的第二株百花山葡萄,处于深山中,人为干扰少了很多,但考虑到野生动物可能会(huì)破坏其(qí)生长,百花山管理处2023年也给其安装了防护(fánghù)围栏,并定期派专人去监测(jiāncè)植株的健康状况、病虫害及生长环境变化。
而第二株百花山葡萄还曾经历(jīnglì)了一场紧急抢救。
当年第二株被发现的时候,葡萄藤蔓长1.5米,并带有花序,但几年过后,该(gāi)植株越来越(yuèláiyuè)矮小,萎缩到只有20厘米高(gāo),仅有10片叶子,长势较弱。“我们发现它根系浮土的地方,有白色(báisè)的物质,确定是感染了(le)白纹羽病。”赵明腾说,为了照顾病株,北京农学院的相关专家对其采取了紧急救治,施用抗菌药剂,并改善周边土壤(tǔrǎng)及(jí)水分条件。直到去年,植株的病情略有好转,今年已经重新长出了一根枝芽。
科研人员攻克(gōngkè)三道难关
一个物种,在野外仅存2株,这(zhè)个数量对物种的存活来说是极其危险的。要知道,5000株是自然界物种稳定存活的最低标准,而一个物种的消亡(xiāowáng)会带来(dàilái)20种,甚至30种物种的消亡。因此,在保护(bǎohù)的基础上,科研人员(kēyánrényuán)还要想办法繁育百花山葡萄,这对北京来说,已经迫在眉睫。
在市园林绿化局的支持下,为了更好保护国家(guójiā)珍稀濒危野生植物,百花山(bǎihuāshān)管理处联合北京林业大学、北京农学院、国家植物园,分别做了百花山葡萄繁育试验,并在松山林场管理处组织(zǔzhī)了回归试验。
2022年最开始的(de)时候,北京农学院的研究人员先尝试在实验室里培育(péiyù),他们用秋季落叶到春天(chūntiān)发芽之间的“休眠枝条”进行扦插,最终获得了6棵小苗。但是这种方法速度太慢,难以完成扩繁任务。“既然这条路走不通,研究人员就换了一条新路,采用组织培养技术(jìshù)进行快速繁殖。”赵明腾说(shuō)。
研究人员继续攻关,找到了(le)有效的培养(péiyǎng)基配方。他们从仅有的6棵小苗上剪取嫩芽,放到培养瓶中(zhōng)处于无菌状态的培养基上,这样每个嫩芽在半个月后就(jiù)能生根,同时长出幼嫩的枝条。等到两个月后,这些枝条就长出了很多(hěnduō)嫩芽,而每一个嫩芽又继续被放在培养瓶中培养,这样就可以获得大量的百花山葡萄组培苗。
有了(le)(le)组培苗,下一个难关也就出现了,那就是需要让组培苗从培养瓶的无菌环境中走出来,进入炼苗(liànmiáo)基质生活。所谓炼苗,就是从(shìcóng)无菌环境进入有菌环境,原来在培养瓶中生活的小苗一直处于无菌状态,但到了炼苗基质中,自然环境的空气中已有了大量细菌和真菌。“遗憾的是,刚(gāng)开始选用的基质配方不能让小苗健康生长(shēngzhǎng)。马上(mǎshàng),研究人员又进行了第二次攻关,这才找到了炼苗基质的有效配方。”赵明腾说,这样一来,小苗就开始健康成长了。
国家植物园繁育(fányù)出来的(de)百花山葡萄圃苗之一。顺利通过了(le)(le)炼苗阶段,还有最后的土壤(tǔrǎng)栽培阶段需要适应。研究人员先是选用(xuǎnyòng)了市场上购买的育苗栽培土,可小苗的生长又出现了严重问题。随后,研究人员又试了两种育苗栽培土,效果还是不佳。“到底怎么做才能让小苗健康生长?”研究人员苦思冥想,“要不试试到百花山葡萄的原生地取土?”在一名研究人员的突发奇想下,奇迹(qíjì)发生,小苗在土壤中又恢复了健康生长。“百花山葡萄这种植物,可以说是比较脆弱的,但我们是幸运的,恰恰是百花山帮助了我们,只有(zhǐyǒu)这片土地才能孕育(yùnyù)百花山葡萄。”赵明腾感慨万千。
目前,扛过了去年的(de)(de)寒冬,一共有近500株百花山葡萄在春天长势良好,研究人员从中挑选出了40株“优秀苗”移栽到(dào)了跟第一株野生百花山葡萄生境(shēngjìng)类似的沟域,剩下的400多株(duōzhū)则被移栽到了5个不同海拔的位置,科研人员将继续观察(guānchá)它们的生长情况。“原来20厘米的小苗,现在已经长到40厘米了,翻了一倍。”赵明腾说,看着百花山葡萄长势喜人,他们的努力也更有动力了。
多年来,多个科研团队都在默默守护着百花山葡萄,北京林业大学、国家植物园等单位的(de)科研工作者也在做(zuò)着相关研究,他们一起朝着5000株的目标在努力(nǔlì)。
揭秘百花山葡萄(pútáo)的生命“密码”
科研人员用培养(péiyǎng)瓶扩繁百花山葡萄。当百花山葡萄在(zài)试验田里重新(chóngxīn)舒展枝叶时,科研团队又将战场转移到了微观世界,开始研究百花山葡萄独特的基因“妆容”。
从286份葡萄材料组成(zǔchéng)的“基因大军”中,科研人员像沙里淘金般筛选出了2031个高多态性(duōtàixìng)SNP位点,这些位点就如同基因世界(shìjiè)里的 “坐标”,清晰地将百花山葡萄与欧亚、欧美杂种葡萄分隔开来,证实了它独一无二的 “身份(shēnfèn)”。
随后,科研人员又开发了(le)KASP标记与指纹图谱,这就像是为百花山葡萄量身定制的(de) “基因身份证”,为它在未来的保护与培育(péiyù)之路上保驾护航,让这份(zhèfèn)来自北京深山的生命奇迹,能够在科学的守护下绽放光彩。
保护(bǎohù)珍稀(zhēnxī)野生植物的(de)任务刻不容缓,但让其回归(huíguī)(huíguī)自然与合理(hélǐ)利用也是亟待解决的关键问题。北京市园林绿化资源保护中心贺毅告诉(gàosù)记者,在保护方面,就地保护是最为直接有效的方式,比如划定珍稀野生植物的核心分布区域,限制(xiànzhì)人类活动的干扰,禁止砍伐、开垦、采挖等行为。而在回归自然方面,则需要先对拟回归的生态环境进行科学评估,确保其具备适宜的生存条件(shēngcúntiáojiàn),其中包括土壤质地、酸碱度、植被群落结构等。同时,在回归过程中,还(hái)需要采用合理的方式,如模拟自然散布模式进行种植,避免过度密集或分散,也要建立长期的监测体系,记录回归植物的生长、开花、结果等动态信息,以便及时调整保护措施。
“至于利用问题,应在保护(bǎohù)优先的(de)前提(qiántí)下,探索可持续利用途径。”贺毅告诉记者,对于具有药用价值的珍稀植物,可开展人工种植(zhòngzhí)研究(yánjiū),通过相关技术实现规模化种植,满足市场需求,减少(jiǎnshǎo)对野生资源的依赖(yīlài)。同时,利用现代生物技术,如提取有效成分进行合成或开发新型药物,这样既保护了野生植物,又能发挥其药用价值。“总而言之,保护珍稀野生植物是一项系统性工程,需要科研、保护、管理等多部门协同合作,通过深入研究、强化保护、科学回归以及合理利用,才能让这些珍贵的野生植物在地球(dìqiú)上持续繁衍生息,为生态平衡(shēngtàipínghéng)和人类福祉(fúzhǐ)贡献力量。”贺毅说,至于百花山葡萄(pútáo)是否具有药用价值或酿酒价值,目前还未确定,需要进一步研究,但观赏价值是毋庸置疑的。
从2株到(dào)近500株,这个突破来之不易,但距离(jùlí)未来实现回归自然(huíguīzìrán)5000株的目标仍然任重道远。保护珍稀野生植物,也需要全社会共同的努力。
来源:北京日报(běijīngrìbào)客户端
在门头沟百花山国家级自然保护区,海拔1000米至1200米的高度,相距30公里的山沟和国道旁,有野外(yěwài)仅存(jǐncún)的两株(zhū)百花山葡萄“姐妹花(jiěmèihuā)”。这个物种极为特殊(tèshū),它是北京市生物多样性调查团队在北京发现的唯一一种国家一级(guójiāyījí)重点保护野生植物。从2019年它的珍贵身份被国家确认后,北京市开启了对(duì)它的重点保护。截至目前,百花山葡萄从野外的2株,扩繁至近500株,且还将朝着5000株的目标去努力。从2到500的突破,背后有着科研团队怎样的艰辛付出和波折故事,记者进行了深入(shēnrù)采访。
野外双株被发现间隔32年(nián)
野外第一株百花山(bǎihuāshān)葡萄被发现,还要追溯到1984年。当年,北京林业大学教授路端正在门头沟区百花山林场109国道旁带着学生实习,讲解中他无意发现了就(jiù)在国道旁立着的(de)一株百花山葡萄野生个体。这种葡萄具有独特的叶片特征,呈掌状深裂或(huò)全裂,与其他葡萄种类有着(yǒuzhe)明显的差异。
这是一种多年生的落叶木质藤本植物(téngběnzhíwù)。经过(jīngguò)多年的调查和(hé)研究,1993年,它作为新物种被路端正和北京农学院康木生正式发表(fābiǎo)。由于发现地位于百花山,又是葡萄科属,所以有了“百花山葡萄”这个名字。
此后,植物学家们一直在寻找百花山(bǎihuāshān)葡萄更多的身影,却(què)未果(wèiguǒ)。直到2016年,北京林业大学博士沐先运经过多年野外搜寻,终于在百花山国家级自然保护区的青枣架沟发现(fāxiàn)了第二株野生百花山葡萄个体。此时距离第一株被发现已经过去了32年。
经测算,野外两株(liǎngzhū)百花山(bǎihuāshān)葡萄仅相距30公里,海拔均在1000米至1200米的高度上。有了第二株的发现(fāxiàn),也让第一株百花山葡萄这支“独苗”有了“家人”,同时证明这一物种尚未灭绝。由于两株都属于雌株,大家亲切地称它们为百花山葡萄“姐妹花(jiěmèihuā)”。
2019年,百花山葡萄被确定为国家一级重点保护(bǎohù)野生植物,也是北京独有的珍稀(zhēnxī)植物,被《中国生物多样性红色名录》列为(lièwèi)极危物种,是极为重要的种质资源,在遗传资源保护中具有重要价值。
抢救孱弱的(de)“姐妹花”
野外的(de)生存条件并不那么理想(lǐxiǎng),百花山葡萄的生长状况也让植物学家们很揪心。
第一株被发现的(de)百花山(bǎihuāshān)葡萄,就位于109国道旁,人来车往,还有时常经过的野生动物,它时刻面临着可能被干扰和破坏的风险。“从被发现到2019年这35年时间里(lǐ),它瘦弱得(dé)像一根筷子那般。”百花山管理处科研监测科科长赵明腾有点心疼。
2019年,百花山管理处对(duì)第一株百花山葡萄安装了护栏,在一层铁丝网的保护下,仅一年(yīnián)时间,这株(zhèzhū)“筷子”就长到了4米高,枝干也强壮了不少。可有一天,赵明腾去(qù)巡查的时候,发现它的主干被人为弄断了。赵明腾说,主干得一直健康往上长才会变硬,也就是木质化,否则它就永远只是一棵(yīkē)草,没法变成灌木。
一层铁丝网不行,那就(jiù)再加强保护。2020年,百花山(bǎihuāshān)管理处在第一层铁丝网外又加装了第二层保护网,两层网间隔大约一米,没有人可以再伸入铁丝网内触(nèichù)碰到(pèngdào)百花山葡萄。同时,工作人员还把旁边遮挡阳光的树杈进行了修剪,让百花山葡萄可以沐浴到更多的阳光。
为了(le)更细致地照顾好它,2022年,工作人员在(zài)现场加装了监测设备,时刻监测水、土(tǔ)、气等数据,他们也会定期过去巡查,帮忙补充水分。
而在青枣架沟被发现的第二株百花山葡萄,处于深山中,人为干扰少了很多,但考虑到野生动物可能会(huì)破坏其(qí)生长,百花山管理处2023年也给其安装了防护(fánghù)围栏,并定期派专人去监测(jiāncè)植株的健康状况、病虫害及生长环境变化。
而第二株百花山葡萄还曾经历(jīnglì)了一场紧急抢救。
当年第二株被发现的时候,葡萄藤蔓长1.5米,并带有花序,但几年过后,该(gāi)植株越来越(yuèláiyuè)矮小,萎缩到只有20厘米高(gāo),仅有10片叶子,长势较弱。“我们发现它根系浮土的地方,有白色(báisè)的物质,确定是感染了(le)白纹羽病。”赵明腾说,为了照顾病株,北京农学院的相关专家对其采取了紧急救治,施用抗菌药剂,并改善周边土壤(tǔrǎng)及(jí)水分条件。直到去年,植株的病情略有好转,今年已经重新长出了一根枝芽。
科研人员攻克(gōngkè)三道难关
一个物种,在野外仅存2株,这(zhè)个数量对物种的存活来说是极其危险的。要知道,5000株是自然界物种稳定存活的最低标准,而一个物种的消亡(xiāowáng)会带来(dàilái)20种,甚至30种物种的消亡。因此,在保护(bǎohù)的基础上,科研人员(kēyánrényuán)还要想办法繁育百花山葡萄,这对北京来说,已经迫在眉睫。
在市园林绿化局的支持下,为了更好保护国家(guójiā)珍稀濒危野生植物,百花山(bǎihuāshān)管理处联合北京林业大学、北京农学院、国家植物园,分别做了百花山葡萄繁育试验,并在松山林场管理处组织(zǔzhī)了回归试验。
2022年最开始的(de)时候,北京农学院的研究人员先尝试在实验室里培育(péiyù),他们用秋季落叶到春天(chūntiān)发芽之间的“休眠枝条”进行扦插,最终获得了6棵小苗。但是这种方法速度太慢,难以完成扩繁任务。“既然这条路走不通,研究人员就换了一条新路,采用组织培养技术(jìshù)进行快速繁殖。”赵明腾说(shuō)。
研究人员继续攻关,找到了(le)有效的培养(péiyǎng)基配方。他们从仅有的6棵小苗上剪取嫩芽,放到培养瓶中(zhōng)处于无菌状态的培养基上,这样每个嫩芽在半个月后就(jiù)能生根,同时长出幼嫩的枝条。等到两个月后,这些枝条就长出了很多(hěnduō)嫩芽,而每一个嫩芽又继续被放在培养瓶中培养,这样就可以获得大量的百花山葡萄组培苗。
有了(le)(le)组培苗,下一个难关也就出现了,那就是需要让组培苗从培养瓶的无菌环境中走出来,进入炼苗(liànmiáo)基质生活。所谓炼苗,就是从(shìcóng)无菌环境进入有菌环境,原来在培养瓶中生活的小苗一直处于无菌状态,但到了炼苗基质中,自然环境的空气中已有了大量细菌和真菌。“遗憾的是,刚(gāng)开始选用的基质配方不能让小苗健康生长(shēngzhǎng)。马上(mǎshàng),研究人员又进行了第二次攻关,这才找到了炼苗基质的有效配方。”赵明腾说,这样一来,小苗就开始健康成长了。
国家植物园繁育(fányù)出来的(de)百花山葡萄圃苗之一。顺利通过了(le)(le)炼苗阶段,还有最后的土壤(tǔrǎng)栽培阶段需要适应。研究人员先是选用(xuǎnyòng)了市场上购买的育苗栽培土,可小苗的生长又出现了严重问题。随后,研究人员又试了两种育苗栽培土,效果还是不佳。“到底怎么做才能让小苗健康生长?”研究人员苦思冥想,“要不试试到百花山葡萄的原生地取土?”在一名研究人员的突发奇想下,奇迹(qíjì)发生,小苗在土壤中又恢复了健康生长。“百花山葡萄这种植物,可以说是比较脆弱的,但我们是幸运的,恰恰是百花山帮助了我们,只有(zhǐyǒu)这片土地才能孕育(yùnyù)百花山葡萄。”赵明腾感慨万千。
目前,扛过了去年的(de)(de)寒冬,一共有近500株百花山葡萄在春天长势良好,研究人员从中挑选出了40株“优秀苗”移栽到(dào)了跟第一株野生百花山葡萄生境(shēngjìng)类似的沟域,剩下的400多株(duōzhū)则被移栽到了5个不同海拔的位置,科研人员将继续观察(guānchá)它们的生长情况。“原来20厘米的小苗,现在已经长到40厘米了,翻了一倍。”赵明腾说,看着百花山葡萄长势喜人,他们的努力也更有动力了。
多年来,多个科研团队都在默默守护着百花山葡萄,北京林业大学、国家植物园等单位的(de)科研工作者也在做(zuò)着相关研究,他们一起朝着5000株的目标在努力(nǔlì)。
揭秘百花山葡萄(pútáo)的生命“密码”
科研人员用培养(péiyǎng)瓶扩繁百花山葡萄。当百花山葡萄在(zài)试验田里重新(chóngxīn)舒展枝叶时,科研团队又将战场转移到了微观世界,开始研究百花山葡萄独特的基因“妆容”。
从286份葡萄材料组成(zǔchéng)的“基因大军”中,科研人员像沙里淘金般筛选出了2031个高多态性(duōtàixìng)SNP位点,这些位点就如同基因世界(shìjiè)里的 “坐标”,清晰地将百花山葡萄与欧亚、欧美杂种葡萄分隔开来,证实了它独一无二的 “身份(shēnfèn)”。
随后,科研人员又开发了(le)KASP标记与指纹图谱,这就像是为百花山葡萄量身定制的(de) “基因身份证”,为它在未来的保护与培育(péiyù)之路上保驾护航,让这份(zhèfèn)来自北京深山的生命奇迹,能够在科学的守护下绽放光彩。
保护(bǎohù)珍稀(zhēnxī)野生植物的(de)任务刻不容缓,但让其回归(huíguī)(huíguī)自然与合理(hélǐ)利用也是亟待解决的关键问题。北京市园林绿化资源保护中心贺毅告诉(gàosù)记者,在保护方面,就地保护是最为直接有效的方式,比如划定珍稀野生植物的核心分布区域,限制(xiànzhì)人类活动的干扰,禁止砍伐、开垦、采挖等行为。而在回归自然方面,则需要先对拟回归的生态环境进行科学评估,确保其具备适宜的生存条件(shēngcúntiáojiàn),其中包括土壤质地、酸碱度、植被群落结构等。同时,在回归过程中,还(hái)需要采用合理的方式,如模拟自然散布模式进行种植,避免过度密集或分散,也要建立长期的监测体系,记录回归植物的生长、开花、结果等动态信息,以便及时调整保护措施。
“至于利用问题,应在保护(bǎohù)优先的(de)前提(qiántí)下,探索可持续利用途径。”贺毅告诉记者,对于具有药用价值的珍稀植物,可开展人工种植(zhòngzhí)研究(yánjiū),通过相关技术实现规模化种植,满足市场需求,减少(jiǎnshǎo)对野生资源的依赖(yīlài)。同时,利用现代生物技术,如提取有效成分进行合成或开发新型药物,这样既保护了野生植物,又能发挥其药用价值。“总而言之,保护珍稀野生植物是一项系统性工程,需要科研、保护、管理等多部门协同合作,通过深入研究、强化保护、科学回归以及合理利用,才能让这些珍贵的野生植物在地球(dìqiú)上持续繁衍生息,为生态平衡(shēngtàipínghéng)和人类福祉(fúzhǐ)贡献力量。”贺毅说,至于百花山葡萄(pútáo)是否具有药用价值或酿酒价值,目前还未确定,需要进一步研究,但观赏价值是毋庸置疑的。
从2株到(dào)近500株,这个突破来之不易,但距离(jùlí)未来实现回归自然(huíguīzìrán)5000株的目标仍然任重道远。保护珍稀野生植物,也需要全社会共同的努力。
来源:北京日报(běijīngrìbào)客户端





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