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吐鲁番沙漠植物园沙拐枣属植物种质资源圃实施方案（2007~2009）中国科学院新疆生态与地理研究所2007年9月引言蓼科沙拐枣属（CalligounmL.）在撒哈拉、地中海、中亚和亚洲中部荒漠均可见到，分布于西经1°到东经116°，北纬14°到50°很大范围，跨越非洲北部、欧洲南部和亚洲相当辽阔的地域。沙拐枣属是干旱区沙漠和戈壁上广泛分布的旱生或超旱生半灌木或灌木植物，所形成的群落是亚、非干旱地区典型的荒漠植被。该属植物大部分为固沙先锋植物，在干旱区生态恢复与重建中得到广泛的应用。沙拐枣属也是我国新疆，内蒙古，甘肃和青海省（区）荒漠的重要建群种之一。在沙地以及分砾质戈壁都有分布。以沙拐枣属植物为建群种或共建种组成的植物群落有其独特的生活型、外貌特点；该属植物大都具有固沙、薪柴、饲用、蜜源、药用、观赏等多种经济利用特点，是亚非荒漠区中一类很独特的植被类型。沙拐枣属植物群种的鉴定，经典分类主要依据其果实的外部形态特征,并根据果实形态的差异分为泡果组[Sect.Calliphysa(Fisch.etMey.)Endl.Gen.]、翅果组[Sect.Pterococcus(Pall.)Endl.Gen.]，基翅组[Sect.Calligonum-Sect.pterygobasisBorszcz.]和刺果组[Sect.MedusaSosk.etAlexandr.]。以此为分类依据所得结果，国内外分类学家们有着不同的见解。H.B.Πaвлoв(1936)记载了世界沙拐枣属植物共117种，М.М.Набиев(1971)将其合并为45种；Ю.Д.Cocкoв(1974，1975)把翅果组的沙拐枣合并为4种、刺果组的沙拐枣归并为13种、基翅组合并为8种，经此归并，该属保留为26种、11变种；С.К.Черепанов(1981)认为原苏联的沙拐枣有28种及7变种，确认中国分布有泡果组的泡果沙拐枣（C.calliphysaBunge.），翅果组的无叶沙拐枣（C.aphyllum(Pallas.)Guerke）、红果沙拐枣（C.rubicundumBunge.）和淡枝沙拐枣（C.leucocladum(Schrenk)Bunge.），基翅组的心形沙拐枣（C.cordatumKorovin.exPavlov.）和粗糙沙拐枣（C.squarrosumN.Pavlov.），并将密刺沙拐枣（C.densumE.Borszcow.）和褐色沙拐枣（C.colubrinumE.Borszcow.）归入杂交种×C.macrocarpumBorszcz.之中；毛祖美和潘伯荣(1986)同意Ю.Д.Cocкoв对翅果组的合并，确认基翅组中密刺沙拐枣和褐色沙拐枣为独立种，但对刺果组的处理提出异议，认为有18种，该属应为35种、1l变种，隶属4个组，中国有24种[包括文献记载但未见标本的(C.macrocarpumBorszcz.)；毛祖美(1992)在《新疆植物志》中指出，中国沙拐枣属有25种，其中新疆最多，有22种，其中包括了刘媖心在（1985）《中国沙漠植物志》中发表的若羌沙拐枣(C.juochiangenseLiou3f.sp.nov.)；毛祖美(1998)在《中国植物志》中确定的中国沙拐枣属有23种，新疆约占了4/5，但未提到刘媖心发表的若羌沙拐枣。包伯坚和俄罗斯学者A.E.Grabovskaya-Borodina(2003)在《FloraofChina》中所确定的中国沙拐枣属植物仍是23种，同毛祖美(1998)的观点，仅将泡果沙拐枣的学名改为最早的定名(C.junceum(Fisch.etMey.)Litv.)，并补入13种染色体的数目，包括奇台(东疆)沙拐枣（C.klementziiLosinskaja.）和沙拐枣（C.mongolicumTurczaninow.）出现异倍体的2种结果，其它未作任何修订。国产沙拐枣属的特有种，先后发表纪录的有17种，仅刺果组就有16种。Лозинa-ЛозинckaяA.С.(1927)发表的戈壁沙拐枣[C.gobicum(BungeexMeisner)A.Los.]、甘肃沙拐枣(C.chinenseA.Los.)、河西沙拐枣(C.potaniniiA.Los.)、小沙拐枣(C.pumilumA.Los.)、塔里木沙拐枣(C.roborowskiiA.Los.)、阿拉善沙拐枣(C.alashanicumA.Los.)、柴达木沙拐枣(C.zaidamenseA.Los.)、青海沙拐枣(C.kozloviA.LosinBull.)、普氏沙拐枣(C.potaniniiA.Los.)和基翅组的奇台沙拐枣10种外，还包括IvanovaexSoskov(1969)发表的精河沙拐枣(C.ebi-nuricumN.A.IvanovaexSoskov.)新种，刘媖心(1985)发表的若羌沙拐枣l新种，毛祖美(1986)发表的三列沙拐枣(C.trifariumZ.M.Mao)、英吉沙沙拐枣(C.kengisaricumZ.M.Mao)、库尔勒沙拐枣(C.korlaenseZ.M.Mao)和吉木乃沙拐枣(C.jeminaicumZ.M.Mao.)4新种[12]；及潘伯荣，沈观冕(2003)公布的新纪录种-塔克拉玛干沙拐枣(C.taklimunaicum)。Ю.Д.Cοскοв(1975)将刺果组的戈壁沙拐枣、甘肃沙拐枣、小沙拐枣、塔里木沙拐枣、阿拉善沙拐枣和柴达木沙拐枣进行了归并；毛祖美认为狭域分布的我国特有种是12种，普氏沙拐枣未见标本，蒙古沙拐枣为半特有种，将青海沙拐枣并入柴达木沙拐枣，河西沙拐枣并入沙拐枣，保留了Ю.Д.Cοскοв合并的7个种。刘媖心(1979)在《中国沙漠植物志》和黄荣福(1997)在《青海植物志》中均认为全球约80种，中国有18种，2变种。刘媖心认为刺果组国产特有种为10种，青海沙拐枣和河西沙拐枣均为独立种，未包括毛祖美发表的4个新种。黄荣福、周新民、杜庆等认为青海沙拐枣为独立种，沙拐枣在青海有分布(与毛祖美和刘媖心看法不同)。吴征镒(1991)在分析中国种子植物属的分布区类型中，也认为全球沙拐枣属有80种，而国产的种类多于20种。4沙拐枣属是干旱荒漠植物区系中的一个较古老的属。鉴于该属植物可能存在天然杂交，其果实的变异性很大，在不同的种之间常平行显现，形成复杂的多型现象，因此，对确定某些种的成立与否及其归属存在不同的意见，则导致在讨论该属植物种系发生与演化时，产生了不同的结论，因此，就沙拐枣属植物而言，仅从形态学上分类有一定的局限性。任何植物都生长在一定的环境中，并时刻受到环境因子的影响，植物形态结构是植物最易受环境的影响、可塑性最大的性状。同一种植物物种在不同的环境中的形态结构有较大的差异；不同的环境中生长着不同的类型的植被，其中得植物种种类和形态亦具有个自的特点；因为生长在旷野、路旁植物群体中甚至不同密度群体中的植物的形态结构也具有显著的区别。沙拐枣属植物分布较广，在西北六省的沙漠、荒漠、戈壁均有不同中的分布，不同的生态环境，也具有不同的形态特征。这给分类带来一定的困难。随着现代植物分类知识和进化理论的发展，越来越多的系统分类学家清醒地认识到组成同一物种的不同个体或居群并非统一模式原封不动的拷贝。相反在这些个体和居群之间存在着各种形式和不同程度的形态变异。决定生物体表型变异的因素主要有两个，一个是遗传，另一个是环境。同种植物在形态上有差异是普遍存在的现象。植物具有可塑性，其形态总是受相应的环境所影响，常出现变异现象。因此，在该属的分类上，采用形态学和孢粉学、细胞学相结合，并站在居群的角度分类才能更合理准确。仅依靠沙拐枣果实形态作为该属植物分类的依据，会影响沙拐枣属植物物种划分的准确性。较系统、全面地保育沙拐枣属植物的种质资源，不仅能迁地保护所有特有植物物种，还可保护较多的遗传基因，实现沙拐枣属植物多样性保护的真正目的，也可为沙拐枣属植物基础研究与资源的合理开发利用搭建一个科技平台。注释：奇台沙拐枣（C.klementzii）也称东疆沙拐枣或者新疆沙拐枣；精河沙拐枣（C.ebi-nuricum）也称为艾比湖沙拐枣；红果沙拐枣（C.rubicundum）也称为红皮沙拐枣；淡枝沙拐枣（C.leucocladum）也称为白皮沙拐枣；硬果沙拐枣（C.flavidum）已归入红果沙拐枣；沙拐枣(C。mongolicum)也称为蒙古沙拐枣。51实施目标与内容1.1实施目标在吐鲁番沙漠植物园总体规划方案的指导下，依托相关科研项目，在现有规划用地面积不到0.5hm2的基础上，将资源圃面积扩大至近1.0hm2，以现收集到的沙拐枣属自然分布刺果组不同物种居群的大量个体果实，定植培育每个个体植物10种，并建立凭证腊叶标本信息库、凭证果实标本信息库，种子保藏库等相关数据库和种质资源库，构建成为国内乃至世界温带荒漠沙拐枣植物多样性最丰富的资源储备库，为建成“沙拐枣属植物的国际研究中心和迁地保育基地”奠定基础。1.2实施内容1.2.1沙拐枣属植物种质资源圃基础设施建设沙拐枣属植物种质资源圃景观优化，包括地形勘测、现场清理、土地整理、地形地貌改造、围栏。沙拐枣属植物种质资源圃面积由原规划的3400m2扩增近10000m2，将现在的民族草药圃归入，并用永久性钢混栅栏对沙拐枣属植物种质资源圃范围进行围栏。沙拐枣属植物种质资源圃内设步道4条，主要用于沙拐枣属植物定植、培育、观测、管护与参观等工作方便。布设相配套的灌溉基础设施，植物灌溉采取滴灌系统。配置供水主管线75m，四极管线??m，滴灌4000个。(详见附件一)1.2.2沙拐枣属植物种质资源圃建设利用2005-2007三年期间，执行国家自然科学基金“国产沙拐枣属特有种分类地位的确定”（30470138）项目的研究条件，结合各种沙拐枣的物候，先后考察新疆（南疆、北疆、东疆多次）、青海(柴达木盆地)、甘肃(敦煌、阿克塞，武威、柳园等河西走廊地区)、内蒙古（二连浩特、阿拉善、额济纳、乌兰布和、磴口等）、宁夏等沙拐枣分布省区，行程近40000km，采集刺果组沙拐枣各种植物100多个居群、单株果实600多号，花粉样300多份，拍摄照片数千张（数码）的工作基础，构建沙拐枣属植物种质资源圃。6设计理念：在已有19种沙拐枣种质资源保存的基础上，以中国国内现有28种（变种）沙拐枣为主要引种收集对象，扩大收集中亚各国和世界其它地区的分布种，力争使总数达35种；重点采集新疆和国内荒漠分布的自然居群和变异类群，建立不同居群的田间种质资源圃，增加沙拐枣属植物遗传多样性保护的能力。1.2.3沙拐枣属植物种质资源圃相关信息数据库构建构建沙拐枣属植物种质资源圃相关的网络数据库，利于信息保存和管理，以期实现资源共享。数据库主要包括野外信息，田间信息，标本信息和基因信息，数据库结构图如下。2年度实施计划2.1实施期限本项目建设期为2年，2007~2009年。2.2实施进度2007年：争取配套科研项目；完成植物园特殊荒漠植物种质资源圃的总体设计；整理2005-2007年期间收集的沙拐枣果实样品、腊叶标本、野外调查资料；清理圃地的植物；购置补充配套仪器设备。2008年：完成沙拐枣属植物田间种质资源圃规划设计方案；继续整理2005-2007年期间收集的沙拐枣果实样品、腊叶标本、野外调查资料；完成资源圃的灌溉系统的布设；完成已收集到沙拐枣种质资源60%个体植物果实的直播定植。2009年：完成资源圃的围栏；继续完成已收集到沙拐枣种质资源40%个体植物果实的直播定植；对开展资源保存模式优化筛选、田间种质资源圃建设技术和荒漠特殊植物种质资源有效迁地保存技术体系集成研究。3具体考核指标初步建成近1.0公顷的沙拐枣属植物种质资源圃，定植沙拐枣种质资源植物100余7种，300个居群。初步建成沙拐枣沙拐枣属植物种质资源凭证腊叶标本信息库、凭证果实标本信息库，种子保藏库等相关数据库和种质资源库。完成2-3篇相关论文。数据库结构图4项目实施的队伍保障4.1组织管理措施数据输入模块查询模块系统模块打印输出模块信息更新模块沙拐枣属植物种质资源