世界竹類植物資源調(diào)查與竹區(qū)劃分

世界竹類植物資源調(diào)查與竹區(qū)劃分

竹子是水稻科的一種多年生多年生植物。它不僅是一種很重要的非木材可再生森林資源，也是一種重要的綠色植物。1竹資源1.1環(huán)境對竹子生長的影響竹子是森林資源之一。全世界竹類植物約有70多屬1200多種,主要分布在熱帶及亞熱帶地區(qū),少數(shù)竹類分布在溫帶和寒帶。竹子是常綠(少數(shù)竹種在旱季落葉)淺根性植物,對水熱條件要求高,而且非常敏感,地球表面的水熱分布支配著竹子的地理分布。世界的竹子地理分布可分為3大竹區(qū),即亞太竹區(qū)、美洲竹區(qū)和非洲竹區(qū),有些學(xué)者單列“歐洲、北美引種區(qū)”。1.2竹子分布及分布特點(diǎn)中國是世界竹子中心產(chǎn)區(qū)之一,是最重要的竹子生產(chǎn)和栽培國。中國是竹類資源最為豐富,竹林面積最大、產(chǎn)量最多、栽培歷史最悠久、經(jīng)營管理水平較高的國家。全國竹類植物共有37個(gè)屬,500余種,其中有許多是我國特有竹種,由于氣候、土壤、地形的變化及竹子生物學(xué)特性的差異,中國竹子分布具有明顯的地帶性和區(qū)域性。著名竹類學(xué)家薛紀(jì)如教授等將我國竹林劃分為五大竹區(qū),即:北方散生竹區(qū)、江南高山竹區(qū)、西南混合竹區(qū)(又包括華南亞區(qū)、西南亞區(qū))、南方叢生竹區(qū)、瓊滇攀援竹區(qū)。據(jù)第6次(1999~2003)全國森林資源清查統(tǒng)計(jì),全國現(xiàn)有竹林面積484.26萬hm2,比第5次清查的421.2萬hm2增加63.06萬hm2,年均增加12.61萬hm2。2各個(gè)領(lǐng)域的滲透在中國文明的產(chǎn)生與發(fā)展過程中,竹不僅是生產(chǎn)和生活各個(gè)方面不可或缺的重要工具,而且滲透到宗教、藝術(shù)、倫理等各個(gè)領(lǐng)域,傳導(dǎo)與表現(xiàn)著中華民族的宗教意識、審美情感和人格理想。著名史學(xué)家陳寅恪先生認(rèn)為,中國文化是“竹的文化”,英國的李約瑟博士也認(rèn)為,中國的文明是“竹子的文明”。2.1推動(dòng)了中國藝術(shù)的發(fā)展“竹”的象形符號和與竹有關(guān)的文字不僅出現(xiàn)在六千年前的西安半坡仰韶文化時(shí)期的陶器卜的刻文里,而且也大量出現(xiàn)在殷商之后的甲骨文、金文和竹簡上。秦代出現(xiàn)以竹作管的毛筆,竹簡、毛筆對傳播古代文化作出了重要貢獻(xiàn),也促進(jìn)了中國書法和繪畫藝術(shù)的發(fā)展。唐宋時(shí)期,在黃河流域、長江流域和嶺南地區(qū),竹子是人們賴以生存的必需品,竹絲、竹麻、竹履、竹冠、竹扇等日用品大量涌現(xiàn)。宋代文學(xué)家蘇軾在暢論竹子時(shí),曾這樣描述:“食者竹筍,庇者竹瓦,載者竹筏,炊者竹薪,衣者竹皮,書者竹紙,履者竹鞋,真可謂不可一日無此君也?！贝藭r(shí),竹子不僅普及于人們生活中的衣食住用行各個(gè)方面,而且也有力地推動(dòng)了文化的發(fā)展。到了明代,人們將竹筒制作成名為“火龍出水”和“飛空砂筒”的武器,應(yīng)用于軍事作戰(zhàn)中,在中國古代科技發(fā)展史上,竹文化又留下重要一筆。竹子和人們的生活息息相關(guān),成為中國傳統(tǒng)文化不可分割的一部分,在物質(zhì)文明的建設(shè)中起到了重要的作用。2.2畫竹為人,中國傳統(tǒng)藝術(shù)的表現(xiàn)在中國文學(xué)中,將竹子作為稱頌對象的詩詞歌賦比比皆是。竹子挺拔蒼翠、質(zhì)樸清新、俊秀淡雅、風(fēng)韻獨(dú)特,自古以來就吸引了無數(shù)的文人墨客。歷史上有不少詩人、學(xué)者寫過許多關(guān)于竹的詩文,以竹之態(tài)、竹之景寫竹之情,表達(dá)了文人志士堅(jiān)貞、虛心、高達(dá)、曠遠(yuǎn)的高尚志趣和文化心理。如王維的《竹里館》:“獨(dú)坐幽重里,彈琴復(fù)長嘯。深林人不知,明月來相照?！倍鸥τ小熬G竹半含籌,新梢才出墻”詩句。宋代文學(xué)家蘇軾對竹子十分喜愛,在《于潛僧綠筠軒》中寫道:“寧可食無肉,不可居無竹。無肉令人瘦,無竹令人俗?！睈蹏娙岁懹问①潯昂弥袂Ц痛?新泉一勺水?！鼻宕皳P(yáng)州八怪”之一的鄭板橋,特別喜愛畫竹作詩,他題于竹畫的詩數(shù)以百計(jì),他在《竹石》圖的畫眉上題詩曰:“咬定青山不放松,立根原在破巖中。千磨萬擊還堅(jiān)勁,任爾東南西北風(fēng)”,高度贊揚(yáng)了竹子不畏逆境、蒸蒸日上的秉性。以竹為題材的歷史典故、成語、神話傳說也流傳千載,如魏晉時(shí)期的文人嵇康、阮籍等相聚竹林,以竹自喻品質(zhì)氣節(jié),作文賦詩,號稱“竹林七賢”;成語“胸有成竹”出自宋代文學(xué)家蘇軾的“故畫竹必先得成竹于胸中,執(zhí)筆熟視,乃見其所欲畫者?！鄙裨挕跋驽瘛泵利悇?dòng)人的傳說打動(dòng)了許多人的心,已成為愛情忠貞和誠摯的代名詞。竹詩竹詞、竹成語典故、竹神話故事等文學(xué)作品,形成了中國文學(xué)中獨(dú)特的竹文學(xué)意象和審美價(jià)值。作為中國傳統(tǒng)繪畫藝術(shù)上最有力的中心題材,畫竹自古就受到了中國畫家們的青睞,與人物、山水、花鳥繪畫藝術(shù)并駕齊驅(qū),并取得了極高的藝術(shù)成就,涌現(xiàn)出一大批杰出的畫竹名家。畫竹最有名的,在唐代當(dāng)屬吳道子、蕭悅等人。白居易說:“蕭郎筆下獨(dú)寫真,丹書以來唯一人”。在五代有黃荃,他畫竹“能狀竹意,是得竹情”。宋代有文與可,蘇軾說:“文可之與君,可謂得其情而盡其性矣”。清代有鄭板橋,他畫竹“脫盡時(shí)俗”,別具一格?，F(xiàn)代的畫竹大師如徐悲鴻、齊白石、潘天壽、李若禪等都是樹一代新風(fēng)的畫竹大師,促進(jìn)了畫竹藝術(shù)的發(fā)展。中國的宗教文化與竹文化有很大的關(guān)聯(lián),道教和佛教出于教義的需要崇奉竹,追求竹所構(gòu)筑的環(huán)境,豐富了竹文化的宗教文化內(nèi)涵。在中國民俗文化中,竹文化聯(lián)系著傳統(tǒng)文藝和游樂活動(dòng)。在婚戀、喪葬、節(jié)日、歌舞等文化方面,發(fā)揮著重要作用,構(gòu)成了民俗文化的竹意象,被視為生殖昌旺、家族興盛、歸宗敬神、生活平順等吉祥象征,構(gòu)成了民間竹文化的重要元素。3資源潛力巨大,特點(diǎn)適宜竹子資源是陸地森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。具有分布廣、速生豐產(chǎn)、再生能力強(qiáng)、用途廣泛、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的特點(diǎn),具有很高的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。3.1具有很高的經(jīng)濟(jì)效益中國是竹類植物的起源地和主要分布中心之一,竹子在我國有悠久的栽培和利用歷史,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于建筑、輕工、新材料、包裝、運(yùn)輸、家具、食品、醫(yī)藥、保健、環(huán)保等方面,具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)2006年調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明,2005年全國主要產(chǎn)竹省(區(qū))竹業(yè)總產(chǎn)值達(dá)598億元,出口創(chuàng)匯10.5億美元。3.2竹林的蓄積量竹林枝繁葉茂,地下鞭根發(fā)達(dá),盤根錯(cuò)節(jié),具有極強(qiáng)的截留降水、凈化環(huán)境和固土能力。據(jù)專家測算,每公頃竹林可蓄水1000t,竹林的滲水率為草地的1倍,固土能力是馬尾松林的1.5倍,同等面積的竹林比一般樹林多釋放35%的氧氣。竹林在調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土等方面具有獨(dú)特的效能。有的生態(tài)學(xué)家曾呼吁“讓竹子來拯救地球”。3.3森林旅游業(yè)已成為竹業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)竹林資源的多種效益得到開發(fā),竹業(yè)科技水平和研發(fā)力量進(jìn)一步加強(qiáng)。各地推廣應(yīng)用竹業(yè)實(shí)用技術(shù)500多項(xiàng),竹業(yè)科研人員2000多人,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的竹產(chǎn)品和專利技術(shù)450多項(xiàng),竹業(yè)從業(yè)人員3500多萬人。竹旅游業(yè)已經(jīng)成為竹業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。2005年湖南省7個(gè)市的18個(gè)森林公園依托竹林資源開展森林旅游,年接待游客55萬人次,旅游收入5000萬元,上交稅金600萬元,實(shí)現(xiàn)利潤1000多萬元;四川省宜賓市“蜀南竹?！泵磕杲哟慰统^50萬人次,旅游收入上億元。4國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4.1竹的物理性質(zhì)研究竹類資源基礎(chǔ)研究主要集中在竹的結(jié)構(gòu)研究和竹材物理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)的研究兩個(gè)方面。竹的結(jié)構(gòu)研究涵蓋竿、節(jié)、葉、根、地下軸以及胚胎學(xué)等方面。竹的物理性質(zhì)研究重點(diǎn)集中在密度、吸水率及干縮性等。竹的力學(xué)性質(zhì)研究主要為順紋抗拉強(qiáng)度和彈性模量、順紋抗壓強(qiáng)度和彈性模量和順紋剪切強(qiáng)度以及順紋靜曲強(qiáng)度和彈性模量等。竹的化學(xué)性質(zhì)研究則主要集中在竹材的基本成分以及竹材抽提物的研究。4.2毛竹林生產(chǎn)力模型現(xiàn)階段的竹林經(jīng)營技術(shù)研究主要是針對毛竹林。毛竹林豐產(chǎn)技術(shù)及低產(chǎn)毛竹林改造技術(shù),毛竹密度效應(yīng)與生產(chǎn)力模型,影響毛竹林蓄積的潛在因子等都有較深入的研究。筍材兩用毛竹林經(jīng)營技術(shù),根外施肥技術(shù),花年毛竹林經(jīng)營技術(shù)、毛竹合理密度、合理年齡組成,合理疏筍技術(shù)、毛竹周年采伐及經(jīng)營管理配套技術(shù)等研究成果為毛竹的生產(chǎn)經(jīng)營起了技術(shù)指導(dǎo)、示范推廣的作用。4.3竹屬植物生態(tài)結(jié)構(gòu)的理論研究無性系植物種群的研究,國外生態(tài)學(xué)者較多地選擇了草本作為研究對象,灌木植物無性系種群研究較少,而對喬木植物無性系種群的研究成果更是不多。竹類植物作為我國一類特殊的以無性繁殖為主的林業(yè)資源,正引起國內(nèi)生態(tài)學(xué)家越來越多的興趣。近10多年來,構(gòu)件結(jié)構(gòu)理論已成為竹類植物生態(tài)學(xué)研究的重要理論基礎(chǔ),我國的科學(xué)工作者采用無性系植物種群生態(tài)學(xué)的理論與方法,對竹類開展了一系列研究和探索工作。如對慈竹、斑苦竹、筇竹無性系種群的生物量結(jié)構(gòu)研究,從不同齡級和不同徑級生物量配置、構(gòu)件結(jié)構(gòu)生物量的垂直配置及其影響因素等方面進(jìn)行了研究,建立了一系列生物量優(yōu)化模型,其結(jié)果客觀反映了慈竹等竹種群生物量構(gòu)成的特點(diǎn)與生長發(fā)育階段、土壤條件和營林措施的關(guān)系。王太鑫于2005年對巴山木竹種群生態(tài)進(jìn)行了研究,探討巴山木竹種群生長發(fā)育規(guī)律、空間分布格局、生物量結(jié)構(gòu)、數(shù)量統(tǒng)計(jì)特征、人為影響資源供給和密度調(diào)節(jié)對克隆生長的影響等,揭示了巴山木竹克隆生長的特性和種群特征。4.4竹子組培研究歷史竹的繁殖方式特殊,很少開花結(jié)實(shí),不能像其他樹種一樣進(jìn)行選育和多世代遺傳改良,因此育種方面的的研究較少。將組培技術(shù)應(yīng)用于竹子育種的研究起步較晚。國外始于20世紀(jì)60年代;20世紀(jì)80年代,進(jìn)入系統(tǒng)研究階段,主要通過誘導(dǎo)愈傷組織分化叢芽或胚狀體獲取再生小植株,或由愈傷組織進(jìn)行細(xì)胞懸浮培養(yǎng),原生質(zhì)體培養(yǎng);20世紀(jì)90年代,竹子組培研究進(jìn)入了更深一層,主要通過以芽繁芽方式獲得再生小植在組培條件下誘導(dǎo)外植體開花、結(jié)實(shí)。我國竹類植物組培研究起步更晚,始于20世紀(jì)90年代,現(xiàn)已有多篇報(bào)道。2006年李在留又對巨龍竹組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行了研究。4.5我國散生竹染色體核型對于竹類的染色體研究,國外只有少數(shù)報(bào)道[15,16,17,18,19,20,21]。國內(nèi)陳瑞陽和縱微星于1991年對我國16屬74種(含種以下等級)散生竹的染色體數(shù)目報(bào)道;李秀蘭等于1999年對我國9屬40種(含種以下等級)散生竹的染色體數(shù)進(jìn)行了研究。4.6竹子抗性生理生化特性竹子作為一種重要的林業(yè)資源,近年來,其研究不僅有形態(tài)分類、栽培、利用等宏觀方面的研究,同時(shí)也深入到解剖學(xué)、細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域,但很少涉及竹子的抗性生理生化特性研究,其研究僅停留在外部形態(tài)特征上。抗旱性方面僅見林樹燕就鋪地竹、平安竹、小佛肚竹在干旱脅迫下生理生化指標(biāo)變化進(jìn)行了報(bào)道。目前竹子抗寒性研究工作主要集中在從外觀形態(tài)來進(jìn)行抗寒性調(diào)查、竹子抗寒性良種選育與引種方面;而就竹子抗寒生理機(jī)理、內(nèi)部因素、抗寒性與分子水平的研究,增強(qiáng)竹子抗寒性的措施等方面的研究還有待進(jìn)一步加強(qiáng),這也是今后竹子抗寒性研究新的課題和方向。4.7竹子害蟲研究竹在生長發(fā)育過程中,從筍期到成竹期及竹材砍伐利用期會受到許多病蟲危害,因此,對竹林病蟲害的防治研究從未間斷。徐天森等于1992年完成的“中國竹子主要害蟲的研究”,以浙江為基地,歷時(shí)30年多年,系統(tǒng)研究了竹子害蟲種類、生物學(xué)特性、發(fā)生規(guī)律和防治技術(shù),為竹的病蟲害防治提供了重要的依據(jù)。王佳梁于2003年利用VisualFoxpro開發(fā)設(shè)計(jì)了“中國竹類害蟲鑒定專家系統(tǒng)”。這是第一個(gè)可支持鑒定與竹類生產(chǎn)相關(guān)的450多種害蟲的鑒定專家系統(tǒng)。4.8rapd指紋圖譜分子技術(shù)的出現(xiàn)為系統(tǒng)分類、遺傳多樣性和種群遺傳結(jié)構(gòu)的研究提供了更好的研究方法。DNA分子標(biāo)記能提供給我們更多的信息,借助分子標(biāo)記,獲得分子水平的資料,可以探索植物種群的遺傳結(jié)構(gòu),研究遺傳多樣性和系統(tǒng)與進(jìn)化的規(guī)律。RAPD和RFLP技術(shù)已成功的用于竹類系統(tǒng)學(xué)和遺傳多樣性的研究。國外最早的報(bào)道是Friar和Kochert在1991年利用RFLP對6屬、24種竹子的61個(gè)樣品進(jìn)行了分析。1994年又用RAPD技術(shù)分析研究了剛竹屬20個(gè)種的遺傳和進(jìn)化。國內(nèi)的研究與國外相比起步要晚些。我國臺灣的Lai等于1997年用RAPD技術(shù)對臺灣產(chǎn)毛竹和玉山竹種進(jìn)行了遺傳分析。丁雨龍?jiān)?998年對剛竹屬28個(gè)分類單位進(jìn)行了RAPD指紋圖譜聚類分析,研究結(jié)果與傳統(tǒng)的分類觀點(diǎn)相符,支持將剛竹屬分為剛竹組與水竹組的觀點(diǎn);同年吳益民等對4種觀賞竹的RAPD指紋圖譜進(jìn)行了研究,得出四種竹子兩兩之間的相似系數(shù)在36~73%之間;龐延軍等應(yīng)用RAPD方法,對腫節(jié)少穗竹與4個(gè)近緣竹種的關(guān)系進(jìn)行分析。方偉于2001年對雷竹(Phyllostachysviolascens)19個(gè)栽培類型及2個(gè)近緣種進(jìn)行了RAPD分析,研究不同的遺傳變異與產(chǎn)量的相關(guān)性;楊光耀等于2000年和2001年分別應(yīng)用RAPD技術(shù)研究了青籬竹類植物的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和倭竹族8個(gè)屬16種屬間的關(guān)系。師麗華等于2002年利用RAPD技術(shù)對毛竹種下的7個(gè)變異類型及同屬的兩個(gè)近緣種進(jìn)行了分析,得出了毛竹種下也存在著一定的遺傳變異的結(jié)論。邢新婷等于2003年用RAPD方法對6個(gè)群體30叢撐篙竹個(gè)體進(jìn)行遺傳變異研究;同年廖國華報(bào)道了由37個(gè)隨機(jī)引物擴(kuò)增出的毛竹黃、白筍個(gè)體RAPD指紋圖譜。李鵬等于2004年利用20個(gè)隨機(jī)引物對56份巨龍竹材料進(jìn)行RAPD標(biāo)記;任艷軍利用隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA(RAPD)技術(shù),對我國剛竹屬(Phyllostachys)的23個(gè)觀賞竹種或變型(變種),進(jìn)行基因組多態(tài)性分析。王太鑫于