世界竹类植物资源调查与竹区划分

世界竹类植物资源调查与竹区划分

竹子是水稻科的一种多年生多年生植物。它不仅是一种很重要的非木材可再生森林资源，也是一种重要的绿色植物。1竹资源1.1环境对竹子生长的影响竹子是森林资源之一。全世界竹类植物约有70多属1200多种,主要分布在热带及亚热带地区,少数竹类分布在温带和寒带。竹子是常绿(少数竹种在旱季落叶)浅根性植物,对水热条件要求高,而且非常敏感,地球表面的水热分布支配着竹子的地理分布。世界的竹子地理分布可分为3大竹区,即亚太竹区、美洲竹区和非洲竹区,有些学者单列“欧洲、北美引种区”。1.2竹子分布及分布特点中国是世界竹子中心产区之一,是最重要的竹子生产和栽培国。中国是竹类资源最为丰富,竹林面积最大、产量最多、栽培历史最悠久、经营管理水平较高的国家。全国竹类植物共有37个属,500余种,其中有许多是我国特有竹种,由于气候、土壤、地形的变化及竹子生物学特性的差异,中国竹子分布具有明显的地带性和区域性。著名竹类学家薛纪如教授等将我国竹林划分为五大竹区,即:北方散生竹区、江南高山竹区、西南混合竹区(又包括华南亚区、西南亚区)、南方丛生竹区、琼滇攀援竹区。据第6次(1999~2003)全国森林资源清查统计,全国现有竹林面积484.26万hm2,比第5次清查的421.2万hm2增加63.06万hm2,年均增加12.61万hm2。2各个领域的渗透在中国文明的产生与发展过程中,竹不仅是生产和生活各个方面不可或缺的重要工具,而且渗透到宗教、艺术、伦理等各个领域,传导与表现着中华民族的宗教意识、审美情感和人格理想。著名史学家陈寅恪先生认为,中国文化是“竹的文化”,英国的李约瑟博士也认为,中国的文明是“竹子的文明”。2.1推动了中国艺术的发展“竹”的象形符号和与竹有关的文字不仅出现在六千年前的西安半坡仰韶文化时期的陶器卜的刻文里,而且也大量出现在殷商之后的甲骨文、金文和竹简上。秦代出现以竹作管的毛笔,竹简、毛笔对传播古代文化作出了重要贡献,也促进了中国书法和绘画艺术的发展。唐宋时期,在黄河流域、长江流域和岭南地区,竹子是人们赖以生存的必需品,竹丝、竹麻、竹履、竹冠、竹扇等日用品大量涌现。宋代文学家苏轼在畅论竹子时,曾这样描述:“食者竹笋,庇者竹瓦,载者竹筏,炊者竹薪,衣者竹皮,书者竹纸,履者竹鞋,真可谓不可一日无此君也。”此时,竹子不仅普及于人们生活中的衣食住用行各个方面,而且也有力地推动了文化的发展。到了明代,人们将竹筒制作成名为“火龙出水”和“飞空砂筒”的武器,应用于军事作战中,在中国古代科技发展史上,竹文化又留下重要一笔。竹子和人们的生活息息相关,成为中国传统文化不可分割的一部分,在物质文明的建设中起到了重要的作用。2.2画竹为人,中国传统艺术的表现在中国文学中,将竹子作为称颂对象的诗词歌赋比比皆是。竹子挺拔苍翠、质朴清新、俊秀淡雅、风韵独特,自古以来就吸引了无数的文人墨客。历史上有不少诗人、学者写过许多关于竹的诗文,以竹之态、竹之景写竹之情,表达了文人志士坚贞、虚心、高达、旷远的高尚志趣和文化心理。如王维的《竹里馆》:“独坐幽重里,弹琴复长啸。深林人不知,明月来相照。”杜甫有“绿竹半含筹,新梢才出墙”诗句。宋代文学家苏轼对竹子十分喜爱,在《于潜僧绿筠轩》中写道:“宁可食无肉,不可居无竹。无肉令人瘦,无竹令人俗。”爱国诗人陆游盛赞“好竹千竿翠,新泉一勺水。”清代“扬州八怪”之一的郑板桥,特别喜爱画竹作诗,他题于竹画的诗数以百计,他在《竹石》图的画眉上题诗曰:“咬定青山不放松,立根原在破岩中。千磨万击还坚劲,任尔东南西北风”,高度赞扬了竹子不畏逆境、蒸蒸日上的秉性。以竹为题材的历史典故、成语、神话传说也流传千载,如魏晋时期的文人嵇康、阮籍等相聚竹林,以竹自喻品质气节,作文赋诗,号称“竹林七贤”;成语“胸有成竹”出自宋代文学家苏轼的“故画竹必先得成竹于胸中,执笔熟视,乃见其所欲画者。”神话“湘妃竹”美丽动人的传说打动了许多人的心,已成为爱情忠贞和诚挚的代名词。竹诗竹词、竹成语典故、竹神话故事等文学作品,形成了中国文学中独特的竹文学意象和审美价值。作为中国传统绘画艺术上最有力的中心题材,画竹自古就受到了中国画家们的青睐,与人物、山水、花鸟绘画艺术并驾齐驱,并取得了极高的艺术成就,涌现出一大批杰出的画竹名家。画竹最有名的,在唐代当属吴道子、萧悦等人。白居易说:“萧郎笔下独写真,丹书以来唯一人”。在五代有黄荃,他画竹“能状竹意,是得竹情”。宋代有文与可,苏轼说:“文可之与君,可谓得其情而尽其性矣”。清代有郑板桥,他画竹“脱尽时俗”,别具一格。现代的画竹大师如徐悲鸿、齐白石、潘天寿、李若禅等都是树一代新风的画竹大师,促进了画竹艺术的发展。中国的宗教文化与竹文化有很大的关联,道教和佛教出于教义的需要崇奉竹,追求竹所构筑的环境,丰富了竹文化的宗教文化内涵。在中国民俗文化中,竹文化联系着传统文艺和游乐活动。在婚恋、丧葬、节日、歌舞等文化方面,发挥着重要作用,构成了民俗文化的竹意象,被视为生殖昌旺、家族兴盛、归宗敬神、生活平顺等吉祥象征,构成了民间竹文化的重要元素。3资源潜力巨大,特点适宜竹子资源是陆地森林生态系统的重要组成部分。具有分布广、速生丰产、再生能力强、用途广泛、经济价值高的特点,具有很高的经济效益、生态效益和社会效益。3.1具有很高的经济效益中国是竹类植物的起源地和主要分布中心之一,竹子在我国有悠久的栽培和利用历史,现已广泛应用于建筑、轻工、新材料、包装、运输、家具、食品、医药、保健、环保等方面,具有很高的经济效益。据2006年调查统计表明,2005年全国主要产竹省(区)竹业总产值达598亿元,出口创汇10.5亿美元。3.2竹林的蓄积量竹林枝繁叶茂,地下鞭根发达,盘根错节,具有极强的截留降水、净化环境和固土能力。据专家测算,每公顷竹林可蓄水1000t,竹林的渗水率为草地的1倍,固土能力是马尾松林的1.5倍,同等面积的竹林比一般树林多释放35%的氧气。竹林在调节气候、涵养水源、保持水土等方面具有独特的效能。有的生态学家曾呼吁“让竹子来拯救地球”。3.3森林旅游业已成为竹业新的经济增长点竹林资源的多种效益得到开发,竹业科技水平和研发力量进一步加强。各地推广应用竹业实用技术500多项,竹业科研人员2000多人,拥有自主知识产权的竹产品和专利技术450多项,竹业从业人员3500多万人。竹旅游业已经成为竹业新的经济增长点。2005年湖南省7个市的18个森林公园依托竹林资源开展森林旅游,年接待游客55万人次,旅游收入5000万元,上交税金600万元,实现利润1000多万元;四川省宜宾市“蜀南竹海”每年接待游客超过50万人次,旅游收入上亿元。4国内外研究现状4.1竹的物理性质研究竹类资源基础研究主要集中在竹的结构研究和竹材物理、化学、力学性质的研究两个方面。竹的结构研究涵盖竿、节、叶、根、地下轴以及胚胎学等方面。竹的物理性质研究重点集中在密度、吸水率及干缩性等。竹的力学性质研究主要为顺纹抗拉强度和弹性模量、顺纹抗压强度和弹性模量和顺纹剪切强度以及顺纹静曲强度和弹性模量等。竹的化学性质研究则主要集中在竹材的基本成分以及竹材抽提物的研究。4.2毛竹林生产力模型现阶段的竹林经营技术研究主要是针对毛竹林。毛竹林丰产技术及低产毛竹林改造技术,毛竹密度效应与生产力模型,影响毛竹林蓄积的潜在因子等都有较深入的研究。笋材两用毛竹林经营技术,根外施肥技术,花年毛竹林经营技术、毛竹合理密度、合理年龄组成,合理疏笋技术、毛竹周年采伐及经营管理配套技术等研究成果为毛竹的生产经营起了技术指导、示范推广的作用。4.3竹属植物生态结构的理论研究无性系植物种群的研究,国外生态学者较多地选择了草本作为研究对象,灌木植物无性系种群研究较少,而对乔木植物无性系种群的研究成果更是不多。竹类植物作为我国一类特殊的以无性繁殖为主的林业资源,正引起国内生态学家越来越多的兴趣。近10多年来,构件结构理论已成为竹类植物生态学研究的重要理论基础,我国的科学工作者采用无性系植物种群生态学的理论与方法,对竹类开展了一系列研究和探索工作。如对慈竹、斑苦竹、筇竹无性系种群的生物量结构研究,从不同龄级和不同径级生物量配置、构件结构生物量的垂直配置及其影响因素等方面进行了研究,建立了一系列生物量优化模型,其结果客观反映了慈竹等竹种群生物量构成的特点与生长发育阶段、土壤条件和营林措施的关系。王太鑫于2005年对巴山木竹种群生态进行了研究,探讨巴山木竹种群生长发育规律、空间分布格局、生物量结构、数量统计特征、人为影响资源供给和密度调节对克隆生长的影响等,揭示了巴山木竹克隆生长的特性和种群特征。4.4竹子组培研究历史竹的繁殖方式特殊,很少开花结实,不能像其他树种一样进行选育和多世代遗传改良,因此育种方面的的研究较少。将组培技术应用于竹子育种的研究起步较晚。国外始于20世纪60年代;20世纪80年代,进入系统研究阶段,主要通过诱导愈伤组织分化丛芽或胚状体获取再生小植株,或由愈伤组织进行细胞悬浮培养,原生质体培养;20世纪90年代,竹子组培研究进入了更深一层,主要通过以芽繁芽方式获得再生小植在组培条件下诱导外植体开花、结实。我国竹类植物组培研究起步更晚,始于20世纪90年代,现已有多篇报道。2006年李在留又对巨龙竹组织培养技术进行了研究。4.5我国散生竹染色体核型对于竹类的染色体研究,国外只有少数报道[15,16,17,18,19,20,21]。国内陈瑞阳和纵微星于1991年对我国16属74种(含种以下等级)散生竹的染色体数目报道;李秀兰等于1999年对我国9属40种(含种以下等级)散生竹的染色体数进行了研究。4.6竹子抗性生理生化特性竹子作为一种重要的林业资源,近年来,其研究不仅有形态分类、栽培、利用等宏观方面的研究,同时也深入到解剖学、细胞学和分子生物学研究等各个领域,但很少涉及竹子的抗性生理生化特性研究,其研究仅停留在外部形态特征上。抗旱性方面仅见林树燕就铺地竹、平安竹、小佛肚竹在干旱胁迫下生理生化指标变化进行了报道。目前竹子抗寒性研究工作主要集中在从外观形态来进行抗寒性调查、竹子抗寒性良种选育与引种方面;而就竹子抗寒生理机理、内部因素、抗寒性与分子水平的研究,增强竹子抗寒性的措施等方面的研究还有待进一步加强,这也是今后竹子抗寒性研究新的课题和方向。4.7竹子害虫研究竹在生长发育过程中,从笋期到成竹期及竹材砍伐利用期会受到许多病虫危害,因此,对竹林病虫害的防治研究从未间断。徐天森等于1992年完成的“中国竹子主要害虫的研究”,以浙江为基地,历时30年多年,系统研究了竹子害虫种类、生物学特性、发生规律和防治技术,为竹的病虫害防治提供了重要的依据。王佳梁于2003年利用VisualFoxpro开发设计了“中国竹类害虫鉴定专家系统”。这是第一个可支持鉴定与竹类生产相关的450多种害虫的鉴定专家系统。4.8rapd指纹图谱分子技术的出现为系统分类、遗传多样性和种群遗传结构的研究提供了更好的研究方法。DNA分子标记能提供给我们更多的信息,借助分子标记,获得分子水平的资料,可以探索植物种群的遗传结构,研究遗传多样性和系统与进化的规律。RAPD和RFLP技术已成功的用于竹类系统学和遗传多样性的研究。国外最早的报道是Friar和Kochert在1991年利用RFLP对6属、24种竹子的61个样品进行了分析。1994年又用RAPD技术分析研究了刚竹属20个种的遗传和进化。国内的研究与国外相比起步要晚些。我国台湾的Lai等于1997年用RAPD技术对台湾产毛竹和玉山竹种进行了遗传分析。丁雨龙在1998年对刚竹属28个分类单位进行了RAPD指纹图谱聚类分析,研究结果与传统的分类观点相符,支持将刚竹属分为刚竹组与水竹组的观点;同年吴益民等对4种观赏竹的RAPD指纹图谱进行了研究,得出四种竹子两两之间的相似系数在36~73%之间;庞延军等应用RAPD方法,对肿节少穗竹与4个近缘竹种的关系进行分析。方伟于2001年对雷竹(Phyllostachysviolascens)19个栽培类型及2个近缘种进行了RAPD分析,研究不同的遗传变异与产量的相关性;杨光耀等于2000年和2001年分别应用RAPD技术研究了青篱竹类植物的系统发育关系和倭竹族8个属16种属间的关系。师丽华等于2002年利用RAPD技术对毛竹种下的7个变异类型及同属的两个近缘种进行了分析,得出了毛竹种下也存在着一定的遗传变异的结论。邢新婷等于2003年用RAPD方法对6个群体30丛撑篙竹个体进行遗传变异研究;同年廖国华报道了由37个随机引物扩增出的毛竹黄、白笋个体RAPD指纹图谱。李鹏等于2004年利用20个随机引物对56份巨龙竹材料进行RAPD标记;任艳军利用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,对我国刚竹属(Phyllostachys)的23个观赏竹种或变型(变种),进行基因组多态性分析。王太鑫于