摘要:生物多樣性是生物(動物、植物、微生物)與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。保護生物多樣性是“昆蒙框架”聚焦全球治理的主要著力點,促進物種資源可持續(xù)利用是其中的重要一環(huán)。在回顧我國物種資源可持續(xù)利用現(xiàn)狀、分析當(dāng)前物種資源可持續(xù)利用面臨問題的基礎(chǔ)上,提出了全方位加大對生物多樣性知識的科學(xué)普及力度、切實加大畜禽品種保護和疫病防治技術(shù)研發(fā)力度、進一步加大植物優(yōu)良品質(zhì)基因挖掘利用力度、持續(xù)加大微生物資源發(fā)掘利用力度的措施和建議。
關(guān)鍵詞:生物多樣性;物種資源;可持續(xù)利用;對策;建議
Current Status and Countermeasures of Sustainable
Utilization of Species Resources in China
LIU Rongzhi
(China Association of Agricultural Science Societies,Beijing 100125)
生物多樣性是生物(動物、植物、微生物)與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和,包括生態(tài)系統(tǒng)、物種和基因3個層次[1]。氣候變化、生物多樣性喪失將給人類生存與發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn),在2022年12月召開的《生物多樣性公約》第十五次締約方大會(COP15)第二階段會議上,中國作為主席國引領(lǐng)推動達成了包括“昆蒙框架”在內(nèi)的具有里程碑意義的一攬子決定,為全球生物多樣性治理擘畫了藍圖、設(shè)定了目標(biāo)、明確了路徑、凝聚了力量。“3030目標(biāo)”對協(xié)同推進保護生物多樣性和應(yīng)對氣候變化、增強地球生命共同體氣候韌性具有重要作用,呼吁各締約方平衡推進《生物多樣性公約》三大目標(biāo),奮力扭轉(zhuǎn)全球生物多樣性喪失趨勢[2]。在上述背景下,針對性地開展我國物種資源可持續(xù)利用相關(guān)研究,有利于更好地彰顯我國作為“昆蒙框架”目標(biāo)擘畫者的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。
1 我國物種資源可持續(xù)利用現(xiàn)狀分析
過去數(shù)十年來,隨著人口增長,人類經(jīng)濟活動加劇,作為人類生存最基礎(chǔ)的生物多樣性受到嚴(yán)重威脅,許多基因、物種無法再現(xiàn),生態(tài)系統(tǒng)正以前所未有的速度消失。加強包括動物、植物、微生物在內(nèi)的物種資源可持續(xù)利用,施行在保護中利用、在利用中保護,對于維系關(guān)乎人類賴以生存的生物多樣性具有重要意義。
1.1 以加大保存與精心選育為重點的植物資源可持續(xù)利用得到深入推進 植物資源是一切植物的總和,是人類可以利用與可能利用的植物,包括陸地、湖泊、海洋中的一般植物和一些珍稀瀕危植物。植物資源是人類所需食物的主要來源,能為人類提供各種纖維素和藥品,并在人類生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥上具有廣泛的用途。如作物種質(zhì)資源支撐著農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新和作物育種的物質(zhì)基礎(chǔ),是保障糧食安全、生態(tài)安全、健康安全和種業(yè)安全的戰(zhàn)略性資源,我國已采取多種策略推進其可持續(xù)利用。
(1)創(chuàng)立作物種質(zhì)資源學(xué)。以植物分類學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理生化、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、信息學(xué)、作物育種學(xué)等眾多學(xué)科理論與技術(shù),交叉融合創(chuàng)立形成新學(xué)科——作物種質(zhì)資源學(xué)。
(2)建立資源保護體系。經(jīng)過長期建設(shè),截至2020年底,形成了以國家作物種質(zhì)長期庫及其復(fù)份庫為核心、10座中期庫與43個種質(zhì)圃為支撐的國家作物種質(zhì)資源保護體系,國家作物種質(zhì)庫擁有了150萬份的庫容。(3)加大研發(fā)力度。基于作物野生近緣種、地方品種的創(chuàng)新利用以及多親本群體、關(guān)聯(lián)分析群體、優(yōu)異等位基因的新基因發(fā)掘不斷取得進展,為加快作物新品種選育提供了重要支撐。
(4)加大特色資源開發(fā)。近年來我國特色糧油作物、特色經(jīng)濟作物、特色水果、特色蔬菜等高附加值產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展,為促進植物資源可持續(xù)利用增添了活力。我國糧食總產(chǎn)連續(xù)多年穩(wěn)定在1.3
萬億斤(6500億kg)以上,2023年達到歷史性的13908.2億斤(6954.1億kg),2024年有望創(chuàng)歷史總產(chǎn)新高[3-4]。
1.2 以清單管理為重點的動物資源可持續(xù)利用取得進展 全世界動物種類繁多。以畜禽為例,我國畜禽遺傳資源數(shù)量約占世界總量的1/6。哺乳綱的動物有5400多個物種,鳥綱的有9800多個物種,其中只有極少數(shù)適合人類需要并對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有意義的物種才會被馴化成為家畜家禽[5]。近年來,我國多措并舉推進畜禽資源可持續(xù)利用。
(1)實行清單管理。根據(jù)《全國人民代表大會常務(wù)委員會關(guān)于全面禁止非法野生動物交易、革除濫食野生動物陋習(xí)、切實保障人民群眾生命健康安全的決定》(以下簡稱《決定》)和《中華人民共和國畜牧法》有關(guān)規(guī)定,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部組織起草了《國家畜禽遺傳資源目錄》。(2)實行戰(zhàn)略性保存。戰(zhàn)略性保存了360多個畜禽地方品種的遺傳材料82萬多份,數(shù)量位居世界第二。2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推動出臺了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護與利用的意見》,全面推進畜禽遺傳資源等農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源的保護與利用。(3)強化科技挖潛。借助現(xiàn)代科技手段加大品種培育與改良力度,2008年以來,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部陸續(xù)發(fā)布奶牛、生豬、肉牛、蛋雞、肉雞和肉羊遺傳改良計劃,印發(fā)《關(guān)于促進現(xiàn)代畜禽種業(yè)發(fā)展的意見》,實施了國家畜禽良種聯(lián)合攻關(guān)計劃(2019-2022年)。持續(xù)用科技手段挖掘畜禽品種產(chǎn)量潛力,提升畜禽生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率,主要畜禽產(chǎn)品產(chǎn)量穩(wěn)居全球各國之冠,實現(xiàn)肉蛋奶常年供給充足。(4)適度特色開發(fā)。我國養(yǎng)蜂歷史悠久,蜂蜜品種類型多樣,蜂房數(shù)量、蜂蜜產(chǎn)量、蜂蜜出口量等均位居世界前列,2021年中國蜂房存量占亞洲的20.7%,占全球蜂的9.2%,位居世界第二;我國是世界上最大的梅花鹿和馬鹿養(yǎng)殖國、鹿茸生產(chǎn)國和消費國,2022年鹿茸市場供應(yīng)平穩(wěn)有序,鮮茸產(chǎn)量900~1000t;我國是世界上最大的毛皮生產(chǎn)加工銷售國,貉、水貂、銀狐和北極狐已作為家畜列入《國家畜禽遺傳資源目錄》,2022年全年貉取皮791萬張、狐取皮836萬張、水貂取皮579萬張[6]。
在漁業(yè)資源利用方面,通過實行長江十年大保護、伏季休漁、科技創(chuàng)新和成果推廣等措施綜合施策,讓有限魚類資源得以涵養(yǎng)生息,為漁業(yè)資源可持續(xù)利用奠定了良好基礎(chǔ);在昆蟲資源利用方面,挖掘資源特性,加大科學(xué)研究和成果推廣力度,特別是在藥用價值、飼料替代等高附加值利用上挖潛,大大促進資源的可持續(xù)綜合利用。
1.3 以深度開發(fā)利用為特點的微生物資源可持續(xù)利用取得長足發(fā)展 微生物是一切肉眼看不見或看不清楚的微小生物的總稱,主要包括真菌、細菌、古菌、病毒、單細胞藻類和原蟲等。微生物是地球上進化時間最長、分布最廣、擁有量最大的生物資源,估計種類超過1萬億種,人類開發(fā)和利用的微生物資源不足總量的0.1%[7]。微生物資源與食品、健康、生活環(huán)境及國家生物安全等都密切相關(guān),是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。以農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源為例,它指與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(農(nóng)作物種植業(yè)、畜禽飼養(yǎng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè))、農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)有關(guān)的微生物資源的總稱,我國正加大其可持續(xù)利用力度。
(1)重視資源儲備工作。通過“國家微生物資源平臺”項目,建立了普通微生物、農(nóng)業(yè)微生物、工業(yè)微生物等國家級微生物種質(zhì)資源平臺48個,涵蓋了國內(nèi)食品發(fā)酵、藥物研發(fā)、生物化工、疫苗生產(chǎn)、微生物菌肥、微生物飼料、微生物農(nóng)藥等各應(yīng)用領(lǐng)域的微生物菌種資源。中國菌種保藏中心現(xiàn)有可共享的保藏菌株34萬余株,保藏的菌株總量居全球前列。近幾年來,國家進一步重視農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源保存工作,資源的保藏量穩(wěn)步上升。(2)加大科學(xué)研究力度。先后挖掘了一批有益微生物并開展了組學(xué)和作用機理研究,篩選和改造出一批適合產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)良菌種。(3)開發(fā)多種微生物產(chǎn)品。開發(fā)的多種微生物產(chǎn)品,在肥料、植保、飼料、食品、環(huán)境等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。如中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所創(chuàng)制型植物免疫蛋白質(zhì)生物農(nóng)藥阿泰靈,實現(xiàn)年推廣市值1億元,年推廣應(yīng)用面積達到66.7萬hm2(1000萬畝)。浙江大學(xué)建立靶向作物重要病害的生防微生物資源庫,解析了綠針假單胞生防菌分泌抑菌物質(zhì)吩嗪-1-甲酰胺抑制病原真菌組蛋白乙酰化修飾,從而防控小麥赤霉病的機制;明確水稻種子內(nèi)生微生態(tài)中鞘單胞菌群富集幫助水稻抵抗穗枯病菌侵染,保護水稻健康生長的機制[8]。通過對未知領(lǐng)域認識的不斷深入,微生物資源的保護和利用已經(jīng)成為全球生物資源競爭的戰(zhàn)略重點。
2 當(dāng)前物種資源可持續(xù)利用面臨的問題
山水林田湖草沙是一個相互依存、緊密聯(lián)系的生命共同體,需要系統(tǒng)推進重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù),共同維護美麗家園。近年來我國在物種資源調(diào)查、收集、保存等方面取得較大進展,如實施戰(zhàn)略生物資源計劃專項,完善生物資源收集收藏平臺,建立種質(zhì)資源創(chuàng)新平臺、遺傳資源衍生庫和天然化合物轉(zhuǎn)化平臺,持續(xù)加強野生生物資源保護和利用。然而,與我國豐富的物種資源總量及國際先進水平相比,我國在物種資源可持續(xù)利用方面仍面臨一些挑戰(zhàn),同時,針對城鄉(xiāng)居民的生物多樣性科學(xué)知識普及工作也尚顯不足。
2.1 植物資源可持續(xù)利用尚存不足 作物種質(zhì)資源可持續(xù)利用方面,特有種質(zhì)資源消失風(fēng)險加劇,地方品種和野生種等特有種質(zhì)資源喪失嚴(yán)重,國外資源的占有率較低、物種多樣性較低;優(yōu)異資源和基因資源發(fā)掘利用嚴(yán)重滯后,野生近緣種和地方品種的發(fā)掘不夠;野生資源原生境保護利用研究與監(jiān)測設(shè)備設(shè)施亟待加強。特色植物資源可持續(xù)利用方面,我國特色糧油作物、特色經(jīng)濟作物、特色水果、特色蔬菜等高附加值資源挖掘及產(chǎn)業(yè)利用仍有很大空間,與農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)保護與挖掘利用等工作的契合度研究亟待加強。
2.2 動物資源可持續(xù)利用尚存不足 畜禽資源可持續(xù)利用方面,地方品種保護和基因挖掘利用不足,雖然白羽肉雞等部分品種“卡脖子”問題得到緩解,但奶牛等品種育種水平與同類國外大公司相比仍存在差距,一些地方品種優(yōu)良性狀沒能在主導(dǎo)畜禽品種中得到體現(xiàn)。在畜禽重大疾病防控上,非洲豬瘟等重大傳染病防治技術(shù)攻克尚存在滯后,影響著畜禽資源可持續(xù)利用。
2.3 微生物資源可持續(xù)利用尚存不足 與歐美等發(fā)達國家相比,農(nóng)業(yè)微生物資源利用在保藏物種多樣性、保藏質(zhì)量、鑒定評價等方面存在很大差距,大量科學(xué)性、商業(yè)化微生物菌種仍受制于國外,食藥用、飼用、肥料用、病蟲害生物防治等農(nóng)業(yè)有益微生物物種匱乏,如白色金針菇等優(yōu)質(zhì)食用菌菌種100%依賴進口、酸奶用益生菌菌種90%以上依賴進口。
3 促進物種資源可持續(xù)利用的對策建議
生物多樣性關(guān)系人類福祉,是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。促進物種資源可持續(xù)利用是維護全球生物多樣性的應(yīng)有之義,也是我國作為全球負責(zé)任大國的一份擔(dān)當(dāng)。
3.1 全方位加大對生物多樣性知識的科學(xué)普及力度 對中小學(xué)教育,配強師資力量和充實教學(xué)內(nèi)容,在教育教學(xué)中增加生物多樣性知識的傳授和測試;對成年人群,通過廣播電視等各類媒體以及經(jīng)常性科普活動,加大對生物多樣性知識的宣傳普及;對從事與物種有關(guān)的工作人員,提前告知維護生物多樣性應(yīng)知應(yīng)會基本知識。
3.2 切實加大畜禽品種保護和疫病防治技術(shù)研發(fā)力度 加大對地方品種保護和基因挖掘,強化優(yōu)良性狀基因的篩選,加快優(yōu)良品種選育,促進在保護中利用、利用中保護。通過加大資金投入,組織集中優(yōu)勢團隊,開展重大動物疫病防治技術(shù)研發(fā),促進動物安全持續(xù)生產(chǎn),保障人民健康安全。促進制約漁業(yè)安全生產(chǎn)的重要疫病技術(shù)研發(fā)和利用,保障漁業(yè)生產(chǎn)安全和可持續(xù)發(fā)展。
3.3 進一步加大植物優(yōu)良品質(zhì)基因挖掘利用力度 加強優(yōu)異植物種質(zhì)資源挖掘,選育滿足美好生活需要的優(yōu)質(zhì)米、強筋弱筋小麥、高蛋白大豆,強化抗病蟲、養(yǎng)分高效利用、耐鹽堿、適宜機械化新品種選育,培育產(chǎn)業(yè)振興急需的優(yōu)良特色植物品種。加大氣候智慧型農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用力度,加快建立多種資源高效、經(jīng)濟合理、固碳減排的生產(chǎn)技術(shù)模式,增強農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的“韌性”。從品種選育、田間管理、耕作模式等加大對多作物協(xié)同生產(chǎn)的機制研究,形成可借鑒推廣的植物資源利用模式。
3.4 持續(xù)加大微生物資源發(fā)掘利用力度 充分認識以現(xiàn)代生物技術(shù)為核心的微生物資源研究與利用已經(jīng)成為全球生物科學(xué)的戰(zhàn)略重點,健全微生物種質(zhì)資源保護與利用的支撐體系,支持微生物功能基因組和功能性微生物作用機制解析研究,加大新型微生物源農(nóng)業(yè)綠色投入品創(chuàng)制力度。
參考文獻
[1] 中華人民共和國國務(wù)院新聞辦公室.中國的生物多樣性保護.北京:人民出版社,2021
[2] 中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部.《生物多樣性公約》第十五次締約方大會主席、生態(tài)環(huán)境部部長黃潤秋宣布牽頭發(fā)起“昆蒙框架”實施倡議.(2023-12-10)[2024-10-27].https://www.mee.gov.cn/ywdt/hjywnews/202312/t20231210_1058600.shtml
[3] 中國農(nóng)學(xué)會.2018-2019農(nóng)學(xué)學(xué)科發(fā)展報告:基礎(chǔ)農(nóng)學(xué).北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2020
[4] 新華社.糧食產(chǎn)量連年穩(wěn)定在1.3萬億斤以上中國飯碗牢牢端在自己手上.(2023-12-18)[2024-10-27].https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202312/content_6920992.htm
[5] 秦玉昌.正確理解《國家畜禽遺傳資源目錄》內(nèi)涵科學(xué)把握畜禽產(chǎn)業(yè)范疇.(2020-04-28)[2024-10-27].https://szb.farmer.com.cn/2020/
20200428/20200428_007/20200428_007_2.htm
[6] 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部市場與信息化司.我國特色農(nóng)產(chǎn)品市場與產(chǎn)業(yè)分析報告(2022).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2023
[7] 賀志禮.一千億種微生物雖小但無處不在.(2021-09-07)[2024-10-27].https://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjwzb/html/2021-09/07/content_521187.htm
[8] 植物研究進展.浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院博士以第一作者身份在《Nature》旗下期刊發(fā)表研究成果,揭示重塑水稻抗病性的共生菌化學(xué)信號.(2024-08-05)[2024-10-27].https://www.163.com/dy/article/J8S3E9SV0512JDTM.html
(收稿日期:2024-10-27)