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沙拐枣属植物--吐鲁番沙漠植物园的镇园之宝

媒体:原创  作者:植物园联盟
专业号:植物园联盟 2020/8/6 16:29:15

编者按:在联盟刚刚发起关于植物园社会责任案例征集时,潘柏荣老师就立刻(beplay客户端登录)留言 问道:“字数有要求吗?”没想到一个月后,潘老师就将这篇文章发给了我们。洋洋洒洒的文字虽在向我们讲述吐鲁番沙漠植物园与沙拐枣的故事,但也不经意间流露出老一辈植物园人为地方建设发展所作出的努力,特此向他们致敬。

作者介绍:

潘伯荣:男,汉族,1946年1月生,天津市人。曾任中国科学院新疆beplay与地理研究所党委书记、副所长、学术委员会主任。现任吐鲁番沙漠植物园名誉主任。

师玮:女,中国科学院新疆beplay与地理研究所,副研究员,现任吐鲁番沙漠植物园科研秘书,2009-至今一直参与沙拐枣属植物的分类学、遗传学和系统学等相关植物beplay的基础性研究工作,发表与沙拐枣相关研究论文17篇。

凡是到过吐鲁番沙漠植物园的人可能都会感觉到,在近100 公顷面积的园区里,见到最多的植物是沙拐枣(Calligonum L.)(Polygonaceae)。沙拐枣不仅是吐鲁番沙漠植物园创建与发展的重要参与者和见证者,还是干旱荒漠区beplay建设的重要贡献者。

一、是“枣”非“枣”的植物

1987年1月,吐鲁番沙漠植物园收到了一封天津的来信,写信的刘宁是一位离休的老革命干部,他从天津《今晚报》上看到了关于吐鲁番沙漠植物园“硕果累累的沙拐枣”的报道,来信索要我们引种的沙拐枣的接穗,因为他在收集红枣的品种。可见,这位老同志把沙拐枣理解成了红枣的品种了。

来自天津引种沙拐枣接穗的信件

蓼科沙拐枣属是古地中海起源的典型旱生植物,它是中亚和亚洲中部荒漠植被的重要建群植物之一,除北非撒哈拉沙漠有少量分布外,主要分布在亚洲中部广袤的干旱区中。

早在上世纪五十年代末,原苏联的治沙专家彼得洛夫从中亚烈彼帖克将乔木状沙拐枣(C. arborescens)和头状沙拐枣(C. caput-medusae)引进中国,重点结合宁夏腾格里沙漠沙坡头铁路防沙开展引种扩繁、特性研究和造林试验。当时,中国科学院治沙队的专家也注意调查了国内的沙拐枣属植物。

二、不毛之地见新绿

吐鲁番是著名的“风库”,1970年4月8至9日,一场长达29小时的10级以上大风使吐鲁番全县小麦、棉花、高粱、葡萄、瓜菜不同程度遭受损失,红旗公社成了重灾区。新疆生物土壤研究所(现新疆beplay与地理研究所)治沙小组的科技人员应当地政府邀请来到这片不毛之地,与吐鲁番县beplay站的科技人员、红旗公社遭受风沙危害严重的红旗农场(现奥依曼坎儿孜村)、红旗大队(现杜刚坎儿孜村)、先锋大队(现吐鲁番克村)、解放一大队(现杜四坎儿孜村)和红星大队(现拉木伯公相村)的抽调的20户“社员”一起开始了治理风沙灾害的实验研究,并于1972年3月2日成立了吐鲁番红旗治沙站,在这片万亩流沙区拉开了治理风沙的帷幕。

老一辈科研人员通过实地考察和国内调研,从中国西北各沙区广泛引种具有抗风、固沙和耐旱特性的10多种乔、灌木和草本植物,进行育苗和种植试验。经过引种试验,仅依靠冬季一次性灌溉,最后筛选出的最理想植物是艾比湖沙拐枣(C. ebi-nuricum)、头状沙拐枣、乔木状沙拐枣和泡果沙拐枣(C. junceum)。

观测沙拐枣实生苗的生长(1973年5月)

在吐鲁番极其艰苦恶劣的条件下,我们克服重重困难,从一次又一次失败中获得科学的经验,终于取得成功,在这片不毛之地增添了新绿。也为吐鲁番地区利用冬季农闲水一次性冬灌大面积营造沙拐枣固沙林提供了科学依据和方法,这也为吐鲁番沙漠植物园的创建奠定了基础。

原吐鲁番县红旗公社西缘的流沙地和风蚀地如今已增添新绿,固定了流沙

早期试验种植的沙拐枣现已长高,并阻挡固定了很多流沙,形成了小沙山,成为吐鲁番沙漠植物园的参观景点之一

三、新疆第一个植物园的诞生

1975年,为了巩固和推广已经取得的防风治沙和沙生植物引种研究成果,深入开展固沙植物的引种、繁殖、选择以及生物beplay学特性的研究,由新疆生物土壤沙漠研究所、新疆八一农学院林学系、吐鲁番县beplay站和吐鲁番红旗治沙站4个beplay[联合规划,在已营建的大面积人工固沙灌木林中,划出7 公顷土地筹备建设了“沙漠植物系统标本园”和约2公顷的引种实验苗圃。

当时这个植物园的规划,可能是最小气的植物园规划。

吐鲁番沙漠植物园规划图

土地布局像围棋棋盘,设计成88个相同面积大小的地块;安排植物布局时,木本植物平均都是按照7株×7株定植;条田中间设计一条步道贯穿,并与东西向设计的三条步道相连接,东西和南北还设计了引水渠道。

四、水是沙漠植物园的命脉

在降水稀缺的吐鲁番地区,利用冬季坎儿井常年流淌的农闲水,对沙荒地进行一次性灌溉,大面积的沙拐枣固沙林就是依靠一次冬水灌溉后种植成功的。

利用坎儿井对流沙整地后进行冬灌

随后,依靠着政府和各方项目支持,长期的供水系统被建立起来,1986至1987年在植物园苗圃旁打成一眼“火箭锥井”,在2001年6月完成了近150 m深的打井任务,增加了水源供应。同时,我们又改明渠灌溉系统为节水的喷灌、滴灌和微灌系统,大幅度的提高了水利用率和灌溉面积。2007年在吐鲁番地区的大力支持下,植物园在新扩增的土地上又新打钢管机井3眼,总深度520 m,并完成配套井房(3座)的建设;改造了和新建了植物园的供电及灌溉系统,灌溉系统的主支管工程已全部安装到各个专类园,管线总长4980 m,植物园新规划的专类园灌溉系统均采用节水的滴灌设施。沙漠植物园建园发展的用水问题基本获得解决。大面积的沙拐枣灌木林也能隔年分区给与补充灌溉,大部分沙拐枣已经恢复生机,获得复壮并结实。

如今大部分沙拐枣已经恢复生机并开始结实

五、沙拐枣属植物的引种

干旱荒漠区面积大、植物分布又很稀疏,因此,每次出野外引种植物的行程距离都很长。过去的交通和条件都不像现在,早晨坐长途客车从乌鲁木齐碾子沟客运站出发,翻山越岭,6-7小时的车程到了吐鲁番,再从吐鲁番客运站步行10公里到沙漠植物园。尽管乘火车不太辛苦,可要多用一天时间,到大河沿(吐鲁番)火车站,必须等到早晨八点半买上客车票才能到吐鲁番县城。可以想象,当时引种出行的难度。

第一批引种是在1971年,我们通过新疆beplay科学研究所引进了艾比湖沙拐枣,直播种植试验成功后,1972年又从中国科学院沙坡头沙漠研究站引进了头状沙拐枣和乔木状沙拐枣。1973年11月,从新疆beplay科学研究所在沙井子的治沙站引回了他们库存的所有的沙拐枣种子,约近5000 kg,包括了艾比湖沙拐枣、泡果沙拐枣(C. junceum)、白皮沙拐枣(C. leucocladum)、三列沙拐枣(C. trifaricum)和心形沙拐枣(C. cordatum)等。1974年夏季,从布尔津和哈巴河两县沙漠里,组织当地农民大量采集红皮沙拐枣(C. rubicundum)果实,一次性引回满满一解放牌卡车种子,这是规模最大的引种。1977年秋季,我们派人乘长途客车前往甘肃省金塔县,引回分布在河西走廊沙漠分布的蒙古沙拐枣(C. mongolicum)、甘肃沙拐枣(C. chinense)、戈壁沙拐枣(C.gobicum)等。这已经是结合植物园建设,采取专属引种的方法,广泛引进各种沙拐枣,而且引种工作一直延续不断。

2011年我们还建立了面积为1.2公顷 的,首次以野生居群为单元的“沙拐枣属植物种质资源圃”,共收集采自国内外近115个野外居群和若干单株。同时,吐鲁番沙漠植物园标本室建立了沙拐枣植物腊叶标本库和果实标本库。

沙拐枣属植物种植资源圃

从1971年开始引种沙拐枣属植物一直到现在,不知跑了多少路,遭遇多少风险,有时出野外引种因物候原因收获很小;因为育苗遇到的意外,有的植物已经不只是引种一次了,虽然国产沙拐枣的种类不多,但是花费了不少力气和心血。可以骄傲地说,吐鲁番沙漠植物园是我国迁地beplay沙拐枣植物资源最多的植物园,可能在全球范围也排第一。

六、沙拐枣属植物的研究

沙拐枣属植物的研究是从应用研究到应用基础研究,最后又同基础研究结合,是从植物引种驯化逐步深入到植物分类和beplay生物学的方向。

沙拐枣属植物的前期研究主要针对其官网学和造林学,先后就“沙拐枣造林治沙”、“沙拐枣特性与栽培技术”、“沙拐枣扦插育苗”等撰文发表。从1976年开始,吐鲁番沙漠植物园走上了“科研促建园”发展模式。先后完成的“吐鲁番优良治沙植物(乔、灌、草)引种及选择试验研究”、“沙生乔灌草固沙造林试验研究”和“吐鲁番大面积固沙造林试验研究”等研究课题取得了重大成果。1982年承担了中科院生物学部重点课题“优良固沙植物引种驯化研究”项目。以上所有项目(课题)都涉及到了沙拐枣属植物的研究内容。

沙拐枣属植物前期研究成果

我们从1986年申报beplay自然科学基金“新疆珍稀濒危植物引种与特性研究”2004年 “国产沙拐枣属特有种分类地位的确定”项目获得资助后,陆续又争取到有关沙拐枣属植物研究的beplay科技部、基金委和中国科学院的相关项目7个,对沙拐枣的研究已逐步涉及到: 1)生理beplay;2)形态解剖;3)细胞学;4)经典分类;5)系统进化;6)植物化学;7)beplay地理;8)群落结构;9)谱系地理学;10)繁殖生物学;11)分子生物学;12)群落建园理论与实践;13)田间种质圃建设; 14)数据库建设等。累计在国内外针对沙拐枣属植物研究发表论文近50篇,培养博士和硕士研究生10名,获发明专利1项,计算机软件登记2项。

七、沙拐枣属植物的推广应用

沙拐属植物最重要的应用价值是防风固沙的性能,耐干旱、抗风蚀、适沙埋的特性,不仅在荒漠beplay系统中起到建群作用,也是干旱区beplay恢复与重建的优良灌木。

1978年,植物园“沙生乔灌草固沙造林试验研究”项目获beplay科学大会奖和新疆科技大会奖,加之我们不断在各类学术会议上的交流介绍,我们选用的沙拐枣属和柽柳属植物引起了植物园(树木园)同行、新疆乃至西北地区许多beplay部门的关注。来信、来函索取种子、苗(条)的很多,截止1987年不完全统计,近50个beplay[先后累计引种近百次,既有生产应用beplay[,也有科研beplay[。

吐鲁番沙漠植物园先后向新疆各地和西北有关的风沙灾害地区提供的沙拐枣苗木或插条达上百万株(根),种子数十吨,为沙拐枣属植物的推广应用做出了很大贡献,充分发挥了植物园开发植物资源的作用。一个植物园能给应用beplay[一次提供1000 kg数量的植物种子,这可能也是少有的。

各地有关beplay[引种沙拐枣等植物的联系函

诸多beplay[在实施防风固沙、沙漠化防治等beplay建设项目中引用沙拐枣属等植物后取得明显的效果,有的项目所取得的成果还获得奖励表彰。

内蒙古大量引种沙拐枣用于沙漠飞播造林

更可喜的是,沙拐枣属植物不再局限于它们的应用价值,现在已经形成了“沙拐枣文化”,成为干旱区良好环境的代表,也为吐鲁番沙漠植物园增加了更新一个层次的内容。

吐鲁番市沙拐枣文化艺术节

八、展望

“引种、研究和推广应用”三步曲的工作方式为吐鲁番沙漠植物园获得诸多科研成果奠定了基础,而且,吐鲁番沙漠植物园先后承担的诸多课题及其获得的成果都同沙拐枣有着密切关系。

吐鲁番沙漠植物园对沙拐枣属植物的引种与研究的工作并未结束,待研究的问题还有很多,以不同居群为代表建立的种质资源圃有待充实与完善;对已采腊叶标本和种子标本的整理及其信息数字化、标准化;“沙拐枣网页”已设计的相关内容(各个数据库)有待充实完善,并实现英文网页建设和共享服务等。

《沙拐枣属植物科技信息平台》网页

未来我们计划在全球范围,开展沙拐枣属的研究,通过科学的收集世界范围的沙拐枣属植物,建立以不同居群为代表的种质资源圃;争取成为世界上保存沙拐枣属植物物种最丰富的种质资源库和研究中心。在分子技术革新的今天,高通量测序技术,大数据分析理念,和沙拐枣属植物充分、广泛和科学的引种整合在一起,势必为其分类、系统演化、多样性beplay研究和资源合理开发利用提供更多、更新的理论依据与植物种质资源储备。

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