保护植物多样性 维护全球生命共同体||第十二期中国禾本科植物

中国植物多样性

Plant Diversity in China

中国是全球植物多样性最丰富的国家之一，大约有35,856种高等植物，约占世界总数的10%，居世界第三位。其中石松类及蕨类植物2,129种，裸子植物237种，被子植物28,996种等。中国是世界栽培植物的四大起源中心之一，是许多重要农作物和果树资源的原产地；还是世界上园林花卉植物资源最丰富的国家之一，种类超过7,500种，拥有温带几乎全部的木本植物属。当前，由于生境丧失和破碎化、资源过度开发利用、环境污染、入侵物种竞争及全球气候变化等因素，中国的植物多样性受到了日益严重的威胁，受到威胁的植物物种约3,879种。

禾本科(Poaceae)是被子植物中的第五大科，单子叶植物中的第二大科。其以具有小穗含颖片与小花、小花无显著花被、花被退化为浆片等特征而有别于其他科植物。

全世界约有禾本科植物753属11,000余种，该科植物适应性极广，从热带至寒带，从平原到高山、湖泊、沼泽、沙漠，均能寻到它们的踪迹，且很多种类是草地、草甸和草原的建群种或优势种，个体数量之多，居高等植物之首。

芒 Miscanthus sinensis

目前，中国禾本科植物有227属1,797种，约占全世界总种数的16.3%。在省级分布上，云南省有禾本科植物166属900余种，其属数约占全国总数的73%，而种数则占50%左右，是禾本科植物最为丰富的省份。该省独有的气候和复杂多变的地形、地貌等特征造就了其丰富的物种多样性，也因此，还是中国生物多样性最为丰富的省份之一。

红毛草 Melinis repens

提及中国禾本科植物，绕不开中国禾本科专业奠基人耿以礼教授，他是禾本科分类专家，也是一位成就卓越、享誉国际的植物学家。耿教授从上世纪20年代起就不畏艰辛地走遍了祖国大地，带领学生翻山越岭，多次深入人烟稀少的野外，采集植物标本。早在1933年，他便用英文完成了《中国的禾本科》，该书记述了中国禾本科包括竹类在内的160属近600种植物，于当时而言已是较为完整而难得的资料。抗日战争时期他继续前往川、甘、青等地进行植物采集和考察，对中国西部、西北部禾本科植物进行了深入研究，先后发现中国禾本科植物八月竹(Chimonobambusa szechuanensis)、短穗竹(Semiarundinaria densiflora)、隐子草属(Cleistogenes)、三蕊草属(Sinochasea)、异颖草(Deyeuxia petelotii)、冠毛草属(Stephanachne)等6个新属和124个禾草新种，主编《中国主要植物图说—禾本科》、《中国种子植物分类检索表》和《中国种子植物分类学》等著作，还培养了一大批青年植物工作者。耿以礼教授为开创中国禾本科专业研究的唯一学者，对于早期中国禾本科植物的研究贡献巨大。

假枝雀麦 Bromus pseudoramosus

许多禾本科植物具有重要的食用价值和经济价值，为人们所熟知。例如水稻、玉米、小麦(Triticum aestivum)是世界上最重要的三大粮食作物，有着悠久的种植历史、丰富的遗传资源和广泛的种植面积。

稻(Oryza sativa)，通称水稻，在粮食作物中居于核心的地位，它为全球50%左右的人口提供能量，是亚洲人民最主要的食物；因水稻的基因组较小，它还是科学研究中重要的模式植物。

稻 Oryza sativa

玉蜀黍 Zea mays

小麦 Triticum aestivum

此外，牡竹属(Dendrocalamus)、巨竹属(Gigantochloa)、刚竹属(Phyllostachys)等很多属的竹笋也可以供人类食用；甘蔗(Saccharum officinarum)是中国南方地区的重要经济作物，其所产糖分可以提供人类所需的营养物质，且甘蔗的高产高糖直接影响着相关产业的发展，在国民经济中占有重要地位。

甘蔗 Saccharum officinarum

很多禾本科植物还具有观赏价值、饲用价值、使用价值和生态价值。如大油芒(Spodiopogon sibiricus)、蒲苇(Cortaderia selloana)、芦苇(Phragmites australis)、狼尾草(Pennisetum alopecuroides)、糖蜜草(Melinis minutiflora)等植物以其与众不同的花序样式给人耳目一新的感觉，一度成为备受大众青睐的观赏植物。据统计，中国禾本科野生牧草资源包括173属972种，具有种类多、栽培和育种潜力大的优点，如假稻属(Leersia)、乱子草属(Muhlenbergia)、黍属(Panicum)、雀稗属(Paspalum)等都是家畜喜食的优良牧草；箭竹属(Fargesia)、刚竹属、箬竹属(Indocalamus)植物是中国一级保护动物大熊猫爱吃的食物；竹秆不仅是建筑、交通用材，也是工艺用品、编织和造纸的原料；黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca elata)、狗牙根(Cynodon dactylon)等禾草还是水土保持的重要物种。可见，禾本科植物与人类及其他生物的生活和生存息息相关。

狗尾草 setaria viridis

狗牙根 Cynodon dactylon

目前，按照国际上比较权威的禾草系统发育工作组(Grass Phylogeny Working Group, GPWG)的研究成果，禾本科分为12个亚科。

禾本科植物系统发育树

其中竹亚科由于分布范围广、形态多样、开花周期不定和果实难得，且不同的研究者对竹子的性状认识和理解不一致等原因，物种界定一直存在争议。而其余亚科中，部分属下分类也很困难。比如早熟禾属(Poa)种数多、分布广，属内普遍存在无融合生殖及群体间的基因交换现象，致使许多物种难以辨认；羊茅属(Festuca)的厚壁组织束在叶内的排列方式是重要的鉴别性状，若想做精确鉴定，需取其更新苗的叶切片染色观察，过程繁琐。基础分类工作的不完善也会为后续深入研究工作带来难度。

青稞 Hordeum vulgare var. coeleste

由于禾本科植物属于世界性广泛分布的类群，很难针对某一个属下等级的物种进行广泛取样，因此禾本科植物在世界范围内的分类与系统学研究还相对空白。中国对禾本科植物的研究大部分集中于那些族或属下物种相对较少、物种划分较易、经济价值较高的类群，如水稻、小麦、玉米等，中国成立了多家专门的农作物研究所（如水稻研究所、小麦研究所和玉米研究所等），并已在育种、抗病性基因等方面取得了一定的进展，对它们的研究在农学多领域处于领先地位。然而，很多全球广布的禾本科大属，由于仅具饲用价值，大部分是田野的杂草，对其感兴趣的研究者较少。虽然在大多数人眼中，它们仅仅是一棵“不起眼”的杂草，但是对生物多样性保护仍具意义，值得更多的学者关注。

牛虱草 Eragrostis unioloides

未来，禾本科植物的研究可能聚焦植物的演化与进化、作物杂交育种、粮食安全等问题。另外，禾本科还拥有植物界60%的C4植物，是所有被子植物中最多的，所以对禾本科中C3、C4植物起源与演化的研究也会增多。

穇（鸡爪谷） Eleusine coracana

中国禾本科植物是被子植物中受威胁物种数最多的大科之一，有53种禾本科植物在中国高等植物红色名录中被评为受威胁物种，其中极危(CR)5种、濒危(EN)12种、易危(VU)36种。《国家重点保护野生植物名录》记载的禾本科保护植物有15种，除了华山新麦草(Psathyrostachys huashanica)为一级保护植物，其它种的保护等级均为二级，多集中在披碱草属(Elymus)、稻属(Oryza)和羊茅属，而披碱草属和羊茅属都是物种数比较多的属，形态变异复杂，分类问题混乱，辨识度不高，即使是经过专门培训的分类学人员也很难迅速辨认，加之人们向来把部分禾草当作杂草，重视程度缺乏，所以禾本科植物的保护现状不容乐观。

田间鸭嘴草 Ischaemum rugosum

中国植物保护战略

2008年在《全球植物保护战略》框架下，中国发布了首个《中国植物保护战略(2010-2020)》，实施中国植物保护计划。2019年，国家林业和草原局邀请了中国科学院、中国工程院五位院士与中国农业科学院、中国林业科学研究院、中国环境科学研究院和中国医学科学院等单位的二十六位植物科研领域科学家，对中国履行《全球植物保护战略》和《中国植物保护战略》2011-2020实施情况的报告进行了评估，结果表明，中国已在2019年提前完成了75%的主要战略目标，剩余目标将在2020年完成。中国在植物多样性保护方面已取得了重要进展，绿水青山就是金山银山理念已深入人心，破坏生态环境的状况得到良好改善，部分地区的生态系统功能得到了有力修复，一些重点植物得到了有效保护，种群数量大幅增加。

CHINESE STRATEGY FOR PLANT CONSERVATION

2020年是全球“生物多样性超级年”，中国将于10月举办“联合国《生物多样性公约》第15次缔约方大会”。今年生物多样性主题将被置于全球可持续发展议程的最前列，这将为可持续发展和保护野生动植物提供了一个千载难逢的机会，通过生物多样性保护以应对全球不断恶化的生态环境的挑战。

本期指导单位：

中国科学院昆明植物研究所

本期专家：

彭 华

责任编辑：张 晴

维护全球生命共同体

中国野生植物保护协会

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