国内外草地植物资源调查的历史、现状与趋势外文翻译资料

 2022-03-09 11:03

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国内外草地植物资源调查的历史、现状与趋势

赵燕，辽宁省沙地改良利用研究所，阜新123000

摘要：通过系统分析国内外草地植物资源调查的历史、现状和发展趋势，找出草地植物资源调查中存在的主要问题。本文初步探索指出，未来对草地植物资源的调查应以多学科综合研究为重点，最终实现草地植物资源的高效利用和共享。

关键词：草地；植物资源；调查和收集；生态安全；生物多样性；信息系统

草地植物资源调查是一项对草地植物资源的数量、质量、空间分布、环境条件和利用现状进行调查的科学研究工作，并根据调查结论进一步提出了开发、利用和保护对策。草地资源调查为草地的科学管理、畜牧业和环境保护提供了基础支持，在人类社会与自然和谐发展中发挥着重要作用。随着社会需求的变化和科学技术的更新，草原植物资源调查的战略需求和技术手段发生了巨大变化。为此，本文分析了国内外草地植物资源调查的历史、现状和趋势，为合理开发利用草地生物资源提供科学依据，制定稳定的国民经济发展战略。

  1. 国际植物资源调查的历史、现状与趋势

1.1 植物资源调查已成为发达国家的一项战略行为

发达国家一直重视包括草原植物资源在内的生物资源调查。随着分类学的兴起和发展，这些国家的学者较早地对生物进行了标本采集和命名，直至20世纪中叶，成功地完成了各自国家生物资源的清点和目录编制工作。《天然草原：简介和西半球》，《天然草原：东半球和恢复》等相关专著总结了这一时期植物资源的调查研究成果。美国于20世纪90年代末开始对草地植物资源进行系统调查。直到1940年，J.R.Caepentner总结了这段时期的调查和检查结果，并全面介绍了美国的顶级草草原植物资源。

近年来，随着全球变化、生物入侵和人类活动导致生物多样性急剧丧失，许多国家更加重视生物多样性的保护和生物资源的合理开发利用，相继制定了相应的政策法规，并投入了大量的人力和物力来调查生物资源和生态群落。由于生物资源很容易受到环境变化的影响，因此发达国家不断补贴自然资源的调查和数据更新，包括草地植物资源。例如，加利福尼亚州的稀有草种数据库每年都会更新，以用于政府决策和公众的资源意识。

1.2 植物资源调查和收集从单学科研究向多学科综合研究转变

特定地区的植物资源通常通过采集生物标本进行调查，分类研究是了解该地区植物资源的主要手段。目前，植物资源的概念已扩展到植物试验材料、生物种质资源和遗传资源，且植物遗传资源的采集越来越受到关注。例如，哈佛大学主持的该项目收集了中国横断山脉160多种针叶植物的分子材料。在新西兰政府制定的《新西兰生物多样性战略》中，遗传资源的收集和保护被列为重要项目之一，另一方面，生物资源调查从单学科调查（例如动物调查或植物调查）转移到多学科综合调查。当前植物资源调查已不再局限于物种种类，多方面的确定功能特征已成为不可或缺的重要内容，其中包括决定生态系统结构和功能的数千个指标，包括形态解剖学、生长发育、生理生化、化学计量组成以及物质和能量循环，以全面了解调查区域内的生物多样性资源和生态群落。

1.3 植物资源的调查已从表面调查集中到“关键”和“热点”区域

以前的国际植物资源调查主要在大范围地区进行的，多数是一般性调查。在生物多样性急剧丧失的背景下，为了更有效，更及时地保护生物资源，对植物资源的研究开始集中在“重点”和“热点”地区。例如，美国的许多研究机构和组织已经在中美洲的一些关键领域进行了集中调查；日本在泰国中部和尼泊尔进行了大规模的实地调查；韩国已经在柬埔寨对木本植物进行了大规模的收集和调查，并扩展到了整个草本植物。在草地资源方面，欧亚草原、非洲塞伦盖蒂草原、北美高草草原和南美南美草原草原已成为举世闻名的生物多样性“重点”和“热点”地区。一些国家已逐步开展植物资源和生态群落的调查。

1.4 植物资源调查全球化

目前，西方发达国家对植物资源和生态群落的调查已经超越了原始国家（或地区），但呈现出全球化，多学科综合研究的趋势，具有科学研究、社会发展、国家战略和商业特色。中国由于丰富而独特的生物资源而引起了西方发达国家的广泛关注。例如，美国国家科学基金会（NSF）在2006年至2010年期间支持了美中草原生物多样性和生态系统功能合作研究项目；2004年至2010年，德国科学基金会（DFG）资助了中国德国草地生态系统物质循环合作研究项目。自1997年以来，国家自然科学基金会除了关注中国的草地资源外，还开始资助“四川西部和西藏东南部的高等植物和真菌生物多样性研究”项目，以调查中国的生物资源，并于2003年继续支持该地区的研究。此外，由美国加州科学院在美国国家科学基金会（NSF）资助下举办的生物多样性调查项目“中国云南高黎贡山的生物多样性调查”自2003年以来一直顺利进行。自1980年代以来，日本一直致力于在喜马拉雅山地区（包括中国部分地区）进行生物多样性调查和研究。最近十年来，韩国还在东南亚也开展了大规模的植物资源调查，目前已完成对柬埔寨大多数木本植物的收集和调查，并建立了DNA条码库。

1.5 网络、3S等现代信息技术在植物资源调查中得到广泛应用

RS，GIS和GPS（3S）技术在资源调查和监视方面显示出巨大的优势。路线调查、位置调查和四分法调查是草原植物资源传统调查的主要手段，但这些调查方法的局限性在于调查时间长，受人为因素影响，可靠性和客观性差，难以满足现代科学技术的发展。除了传统的路线调查、定位调查和四分法调查外，3S技术还广泛应用于标本采集、生物多样性调查和植物资源调查。例如，Paruelo等人利用MSS图像快速评估了阿根廷西北部的草地资源。波恩大学作物科学与资源保护学院的相关学者探索了数字图像处理、遥感、输出测量和精确定位在草地管理中的应用，并通过最新的传感器技术快速收集了草地资源的标本数据，进一步提高了试验及相关知识。3S技术在世界各地的草地资源调查与监测中得到了越来越广泛的应用，大大提高了调查的效率和准确性。

此外，一些新的现代数据处理和网络显示技术也不断在生物资源领域应用，例如数字标本技术、质量数据库、META分析、GAP分析、快速野外测量（RFS）等。促进了对生物资源快速、准确、系统和实时的调查和信息提取。

2 国内植物资源调查的历史、现状与发展趋势

2.1 国外学者对中国植物资源掠夺性研究和解放前中国科学家的少量自主研究

近代中国的植物资源研究最初是由外国人主导的。为了掠夺中国的植物资源，一些西方国家早在17世纪末开始进行相关的调查、收集和描述。1698年，法国传教士Daminicus Parennin来到中国，在他留在中国的18年中，他经常以信件的形式向巴黎通报内蒙古和满洲的观察结果。从那时起到新中国成立之前，来自德国、比利时、法国、美国、俄罗斯等国家的使团、商队、传教士、学者和旅行者先后来到内蒙古、东北三省和西藏采集草原植物标本或进行研究植物群落。他们将样品送往彼得堡植物园、巴黎博物馆植物园、柏林植物园、纽约自然博物馆和欧洲各种植物标本室。在此期间，日本还组织了对东北地区的植物资源不同规模的考察和研究，特别是草原植物资源，并编制了大量报告和清单。旧察哈尔草原植物调查报告不仅对植被类型进行了分类，并提供了每种类型的详细样本数据，而且还报告了调查区的植物资源，分别描述了主要的牧草植物、药用植物、有毒有害植物、沙漠植物、固沙植物和观赏植物，对重要牧草的适口性进行分级，并对其的化学成分进行分析。他们收集的标本集中在日本京都帝国大学。尽管上述对草原植物的调查研究在主观上是在抢夺资源，但它们有助于客观地了解中国草原资源的分布和历史状况。

解放前，中国的老一辈植物学家秦仁昌、刘慎谔、耿以礼曾参加国外考察团或单独考察了草原植物资源。1929年，在刘慎谔的领导下，静生生物调查所（中国科学院植物研究所的前身）的学者对中国西北部和内蒙古的植物进行了独立调查。1937年，吴征镒参加了北平政府组织的西北科学考察队，在济宁，包头和巴彦卓尔盟等地采集了标本。1949年，崔友文在察哈尔右翼中旗和呼和浩特地区进行了调查，并根据调查结果整理了《华北经济植物志要》。他们的记录和调查报告是了解当时植物群落组成和植被演替的宝贵信息。

2.2 解放后中国草原植物独立系统大规模调查

新中国成立后，应国家生产和建设的需要，各级政府、科研机构和大专院校多次组织了包括植物资源在内的专项或综合性调查。1952年，中央各部门联合组织了一次牧地考察，对锡林郭勒草原进行了调查，在王东教授的带领下，牧场小组在锡林郭勒北部草原进行了广泛的调查，共采集标本418份，经中国科学院植物研究所鉴定262份，根据适口性，生长季节和分布范围，编制了内蒙古锡林郭勒牧场的草料和适口性调查表（内部资料）。1956年，北京大学李继桐带领师生对呼伦贝尔谢尔塔拉进行了调查，绘制了1∶25000的植被图，并编制了内蒙古谢尔塔拉家谱站的植被调查报告（内部数据）。1956－1959年，中国科学院与前苏联科学院合作对黑龙江盆地进行了全面调查，由刘慎谔领导的植物专业小组，赵大昌和南银浩都参加了,他们全面介绍了黑龙江盆地及其邻近地区自然条件下的植被类型和植物分布。几乎同时，内蒙古畜牧局草原调查总队和内蒙古自治区科学技术委员会分别组织了内蒙古草原勘查和资源植物普查工作，进行了如下一系列工作：绘制了1∶200000植被图和土壤图；编写了许多专门的调查报告，包括内蒙古锡林郭勒植物区系调查报告；发布内蒙古自治区1：1000000植被图；出版内蒙古主要野生牧草植物简介；撰写《内蒙古野生种子植物名录》，《内蒙古经济植物手册》等内部资料；发现许多新的物种或变种。1961－1964年，中国科学院组织内蒙古和宁夏综合考察队对内蒙古中东部地区进行了全面考察，编写了《内蒙古植被专著》。1973－1977年，中国科学院组织黑龙江省土地资源考察队，对呼伦贝尔牧区四旗草原进行了全面调查，并编制了呼伦贝尔大兴安岭地区土地资源植物学评价及呼伦贝尔市草地资源及其利用方向。除这些大规模调查外，一些科研机构和大专院校还经常根据地理优势进行植物的收集和研究。例如，中国科学院林地土壤研究所（沈阳应用生态研究所），在刘慎谔教授的领导下，对东北地区的植物标本和植物区系进行了多年的研究，依次研究了东北木本植物区系、东北草本植物区系（第1－12卷）和东北重点植物，发现了20多个新物种和变种。

1979年后，国家科学技术委员会和农业委员会发布了全国草地资源统一调查任务；各省、市、自治区农牧部门（局）必须通过组织技术力量完成调查任务，进一步做国家总结。中国科学院和中国农业科学院设立了南方牧草资源调查科学技术办公室和北方牧草资源调查科学办公室，分别为全国草地资源调查提供技术指导和协调。该调查属于详细调查：北部草原遵循重点牧区草地资源调查大纲和技术规范；华南和华北农业区遵循华南草原资源调查方法介绍和技术规程，以县（旗）为单位采用常规调查和遥感调查相结合的方法进行调查。最后，完成了第一批完整的草地资源成果，包括中国1：1000000草地资源图、中国草地资源、中国草地资源数据、中国1∶ 4000000草地资源图、中国草地植物资源等。尽管以上调查和检查的范围、准确性和内容不尽相同，调查方法和手段尚不完善，但调查结果为草原畜牧业生产、草地牧业的建设和规划以及重点农场规划工作提供了重要的科学依据。此外，在此过程中还培训了大批植物分类学和草原资源调查所必需的植物资源方面的人才。

2.3 大规模系统性草地植物资源调查中断了30年，草地植物资源的更新滞后

1980年代后，国家层面对草地植物资源的大规模调查基本终止。国家林业局在了解国家财政后，相继开展了两次国家重点保护野生植物资源调查，其中没有涉及草原，还对拥有特殊资源的一些草原进行了小规模调查。例如，东北野生植物景观资源调查，华北地区的甘草药用植物资源调查，内蒙古的芳香植物、雪莲药用植物、龙胆科植物资源调查，以及大庆地区主要盐能源植物资源调查，全部属于这类。过去的30年是国民经济显着发展的时期，草原土地利用方式发生了巨大变化，特别是耕地开垦、城市土地、公路用地和各种矿产资源的勘探，再加上全球气候变化，毫无疑问，草原植物资源发生了巨大变化。然而，人们却不知道人类所有的经济活动和气候变化对草原植物资源产生了什么影响。1980年代草地植物资源的一般信息不能满足国家和地方各级机构对草地资源的管理和合理开发的需要。草地植物资源数据的滞后更新将影响国家生物资源和生态安全决策，影响国民经济稳定发展和政策制定。因此，对草原植物资源的布局和变化状况进行全面调查迫在眉睫。

2.4 高新技术的出现与应用并存，草地资源信息平台的发展与劣势并存

随着现代信息技术特别是3S技术的出现，草原资源信息服务系统逐渐发展起来。1996年，Zhu JZ等人开发新疆草原资源管理信息系统；2001年，Wu Q等人构建了西部草原资源信息系统；2004年，Yuan Q等人基于中国草地类型图、土壤类型图、行政管理图、年平均降水量图、年平均温度图、ge;10℃积温图、海拔图和植被指数图，用JAVA技术构建了中国第一套基于WebGIS的草原资源网络地理信息系统；2004年，Feng Y等人开发了中国草地重要有毒植物信息系统。2006年，中国科学院植物研究所通过组织近20个科研单位研制了中国数字植物标本室，全面提供植物标本和植物学相关信息，为国内外交流与合作、政府和民间植物多样性保护提供重要参考数据。2006年，Bai YQ基于计算机网络平台建设了三河流域草地植物资源信息数据库和信息管理系统；2007年，Wang L等人建立了青藏高原东南天然草地有毒有害植物数据库和信息系统；2010年，Liu ZH等人通过对气象数据、草地数据、社会经济统计数据的综合利用，构建了基于WebGIS的西藏北部草原生态信息系统。

上述平台的构建和发布在草原植物资源数据的收集和信息推广中发挥了重要作用，但也存在许多问题：（1）由于多年的研究，草地植物的静态信息和动态信息非常庞大，现有的信息管理模式已不能适应

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