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山西大学校长黄桂田就山西大学大同校区建设接受人民网记者采访

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山西大学校长黄桂田就山西大学大同校区建设接受人民网记者采访

山西大学校长黄桂田就山西大学大同校区建设接受人民网记者采访

在门头沟百花山国家级自然保护区,海拔1000米至1200米的(de)(de)高度,相距30公里的山沟和国道旁,有野外仅存(jǐncún)的两株百花山葡萄“姐妹花”。这个物种极为特殊,它是北京市生物多样性调查团队在北京发现的唯一(wéiyī)一种国家一级重点保护(zhòngdiǎnbǎohù)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(qù)努力。从2到500的突破(tūpò),背后有着科研(kēyán)团队怎样的艰辛付出和波折故事,记者进行了深入采访。

野外双株被发现间隔(jiàngé)32年

野外第一株百花山葡萄(pútáo)被发现,还要追溯到1984年(nián)。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(guó)(guó)道旁带(dài)着学生实习,讲解中他无意发现了就在国道旁立着的一株百花山葡萄野生个体。这种葡萄具有独特的叶片特征,呈掌状深裂或全裂,与其他葡萄种类有着明显的差异。

这是一种多年生的落叶木质藤本植物。经过多年的调查和研究,1993年,它作为(zuòwéi)新物种被路端正(duānzhèng)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(le)“百花山葡萄”这个名字。

此后,植物学家们一直在(zài)寻找百花山葡萄更多的身影(shēnyǐng),却(què)未果。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(qīngzǎo)架沟发现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,野外两株百花山葡萄仅相距30公里,海拔均在1000米至1200米的高度上(shàng)。有了(le)第二株的发现,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(mièjué)。由于两株都(dōu)属于雌株,大家亲切地称它们为百花山葡萄“姐妹花”。

2019年,百花山葡萄被确定(quèdìng)为国家一级重点保护野生植物,也是北京独有的珍稀植物,被《中(zhōng)国生物多样性红色名录》列为极危物种,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(qiǎngjiù)孱弱的“姐妹花”

野外的生存条件并不那么理想,百花山葡萄的生长状况(zhuàngkuàng)也让植物学家们很揪心(jiūxīn)。

第一株被发现(fāxiàn)的百花山葡萄,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(gānrǎo)和破坏的风险。“从被发现到(dào)2019年这35年时间里(lǐ),它瘦弱得像一根筷子那般。”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,仅一年时间,这株“筷子”就(jiù)长到了4米高,枝干也(yě)强壮了不少。可有一天,赵明腾去巡查的时候,发现它的主干被人为弄断了。赵明腾说(shuō),主干得一直(yìzhí)健康(jiànkāng)往上长才会变硬,也就是木质化,否则它就永远只是一棵草,没法变成灌木。

一层铁丝网(tiěsīwǎng)不行,那就再(zài)加强保护。2020年,百花山(bǎihuāshān)管理处在第一层铁丝网外(wài)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碰到百花山葡萄。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。

为了更细致地照顾好它,2022年,工作人员在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(dìngqī)过去巡查,帮忙(bāngmáng)补充水分。

而在(zài)青枣架沟被(bèi)发现(fāxiàn)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破坏其生长,百花山管理处2023年也给其安装了防护围栏,并定期派专人去监测植株的健康状况、病虫害及生长环境(huánjìng)变化。

而第二株百花山葡萄还(hái)曾经历了一场紧急抢救。

当年第二株被发现的时候,葡萄藤蔓长1.5米,并(bìng)(bìng)带有花序,但几年过后,该植株越来越矮小,萎缩到只有20厘米高,仅有10片叶子,长势较弱。“我们发现它根系浮土的地方,有白色的物质,确定是感染了白纹羽病。”赵明腾说(shuō),为了照顾病株,北京农学院的相关专家对其(qí)采取了紧急救治,施用抗菌药剂,并改善(gǎishàn)周边土壤及水分条件(tiáojiàn)。直到(zhídào)去年,植株的病情略有好转,今年已经重新长出了一根枝芽。

科研人员攻克三道(sāndào)难关

一个(yígè)物种(wùzhǒng),在(zài)野外仅存2株,这(zhè)个数量对物种的存活(cúnhuó)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,而一个物种的消亡会带来20种,甚至30种物种的消亡。因此,在保护的基础上,科研人员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(zài)市园林绿化局的支持下,为了(le)更好保护国家珍稀濒危野生植物,百花山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了回归(huíguī)试验。

2022年最开始的(de)时候,北京农学院的研究(yánjiū)人员先尝试在实验室里培育(péiyù),他们用秋季落叶(luòyè)到春天发芽之间的“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,采用组织培养技术进行快速(kuàisù)繁殖。”赵明腾说。

研究人员继续攻关,找到了(le)有效的培养基配方。他们从仅有的6棵小苗上剪取嫩芽,放到培养瓶中(zhōng)处于(chǔyú)无菌状态的培养基上,这样每个嫩芽在半个月后就能生根,同时(tóngshí)长出幼嫩的枝条。等到(děngdào)两个月后,这些枝条就长出了很多嫩芽,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。

有了组培苗,下一个难关也就出现了,那就是(jiùshì)需要让组培苗从培养瓶的无菌环境(huánjìng)中走出来,进入炼苗(liànmiáo)基质(jīzhì)生活。所谓炼苗,就是从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(zìránhuánjìng)的空气(kōngqì)中已有了大量细菌和真菌。“遗憾的是,刚开始选用的基质配方不能让小苗健康生长。马上,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(shuō),这样一来,小苗就开始健康成长了。

国家植物园繁育出来的百花山葡萄圃苗之一。

顺利通过了(le)炼苗阶段,还有最后的土壤栽培阶段需要适应。研究人员先是选用了市场(shìchǎng)上购买(gòumǎi)的育苗栽培土,可小苗的生长又出现(chūxiàn)了严重(yánzhòng)问题。随后,研究人员又试了两种育苗栽培土,效果还是不佳(bùjiā)。“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(zài)一名(yīmíng)研究人员的突发奇想下,奇迹发生,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,只有这片土地才能孕育百花山葡萄。”赵明腾感慨万千。

目前,扛过了(le)去年的寒冬,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(yízāi)到(dào)了跟(gēn)第一株野生百花山葡萄生境类似的沟域,剩下的400多株则被移栽到了5个不同海拔的位置,科研人员将继续观察它们的生长情况。“原来20厘米的小苗(xiǎomiáo),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(gèng)有动力了。

多年来,多个科研团队都在(zài)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科研工作者(gōngzuòzhě)也在做着相关研究,他们一起朝着5000株的目标(mùbiāo)在努力。

揭秘百花山葡萄的生命“密码(mìmǎ)”

科研人员用培养瓶扩繁百花山葡萄。

当百花山葡萄在试验田里重新舒展枝叶时,科研团队又将战场转移到了微观世界,开始研究(yánjiū)百花山葡萄独特的基因“妆容(zhuāngróng)”。

从286份葡萄材料组成的“基因大军(dàjūn)”中,科研人员像沙里淘金般筛选出了(le)2031个高多态性SNP位点(wèidiǎn),这些位点就如同基因世界里的 “坐标(zuòbiāo)”,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”。

随后,科研人员又(yòu)开发了KASP标记(biāojì)与指纹图谱,这就像是为(wèi)百花山葡萄量身定制的 “基因身份证”,为它在未来的保护与培育之路上保驾护航,让这份来自北京深山(shēnshān)的生命奇迹,能够在科学的守护下绽放光彩。

保护珍稀野生植物的任务刻不容缓,但让其回归(huíguī)自然与合理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记者,在保护方面,就地保护是最为直接有效的方式(fāngshì),比如划定珍稀野生植物的核心(héxīn)分布区域(qūyù),限制人类活动的干扰,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(nǐ)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,其中包括(bāokuò)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(móshì)进行种植,避免过度(guòdù)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(yǐbiàn)及时调整保护措施。

“至于利用(lìyòng)问题,应在保护(bǎohù)优先的前提下,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,可开展人工种植研究(yánjiū),通过(tōngguò)相关技术实现规模化种植,满足市场需求,减少对野生资源的依赖。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(kēyán)、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(cáinéng)让这些珍贵的野生植物在地球上持续繁衍生息,为(wèi)生态平衡(shēngtàipínghéng)和人类福祉贡献力量。”贺毅说,至于百花山(bǎihuāshān)葡萄(pútáo)是否(shìfǒu)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(zhū)到(dào)近500株,这个突破来之不易,但距离未来实现回归自然5000株的目标仍然任重道远。保护珍稀野生植物,也需要全(quán)社会共同的努力。

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来源:北京日报客户端(kèhùduān)

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