中国的西南角,云南。这片只占国土面积4.2%的地方,拥有全中国一半以上的物种。其中,滇西北是全球36个生物多样性热点区域中的核心区之一。因为物种丰富,云南还享有“植物王国”的美誉。每年夏季刚刚来临,云南的大街小巷,咖啡馆、饭店、小商铺的门前就摆满了各式各样的花卉。当山上的积雪在夏日融化时,虫草、滇重楼等高山药用植物就成为当地百姓增收致富的宝贝。
5月24日,戴着黑框眼镜的大高个儿许琨收拾好行囊,准备第二天一早出发去爬哈巴雪山。在花开遍地、药材满山的季节,他不是去旅行或挖药材,而是去调查极小种群野生植物的分布情况。许琨是中国科学院昆明植物研究所(以下简称昆明植物所)正高级工程师。他和同事常在云南不同的地忙着不同的任务。让他们聚到一起的,是一个共同的、有些科幻的梦想——造一艘植物的“诺亚方舟”。种质库“冰窖”里存放的种子。李子锋/摄
坐标:丽江
任务:守护极小种群野生植物许琨的工作地点以丽江为主。他的另一个身份是云南丽江森林生物多样性国家野外科学观测研究站(以下简称丽江站)常务副站长。和丽江的亚热带季风气候相似,许琨的工作“四季分明”:春天是在实验室里播种育苗的季节,夏天是外出调查植物分布情况的季节,秋天是在野外收集植物种子的季节,冬天是窝在实验室整理资料写报告的季节。一年又一年,许琨干了十四载,成为了高山植物领域的专家。
他做的极小种群野生植物保护工作是昆明植物所的代表性研究方向之一。该所是全国最早开展极小种群野生植物保护体系研究的机构之一。研究员孙卫邦及相关研究人员曾调查积累了200个植物物种种群现状的基础数据,还曾对125个物种实现迁地保护、9个物种开展近地保护示范、20个物种开展回归试验示范。
许琨所在的丽江站是昆明植物所5个野外台站中唯一一个国家级野外台站,也是该所云南省极小种群野生植物综合保护重点实验室12个物种繁育和保护基地之一。过去十多年,许琨见证了丽江站的发展。
他们在玉龙雪山景区开辟出25公顷森林大样地,在其他地方也慢慢有了大大小小几十个监测样地;在云杉坪监测样地里,他们建起森林塔吊,科研人员可以直接被吊到树冠上采集样本,不用提心吊胆地爬五六十米高的大树;实验室里,用以开展生态系统功能控制实验的平台越来越丰富,科研人员做实验的时间成本大幅降低;“滇西北野生植物种质资源库”从无到有,已拥有2600余种滇西北地区重要野生植物种质资源,其中种子1600余种、活体1000余种,成为高山野生植物的“诺亚方舟”。
坐标:迪庆
任务:探秘冰缘植物与许琨不同,昆明植物所研究员杨扬的工作地点以迪庆藏族自治州为主。他也有另一个身份——迪庆白马雪山高山冰缘生态系统野外科学观测研究站(以下简称白马站)副站长。杨扬的工作节奏大概分为两季:下雪季和雪融季。每年4月到10月,冰雪融化,他会在海拔4300米的高海拔站点开展科研和监测工作;11月到次年4月,大雪封山,他主要进行冬季实验样品的采集和野外台站的定期巡护。
他从事的是高山冰缘带植物生态适应机制相关研究。“高山冰缘带”是指永久雪线以下、高山草甸以上的狭窄区域,通常在海拔4500米以上。“极端环境,极限生存”,高山冰缘带造就了许多抗寒、抗旱、抗紫外线能力极强的特化植物,也因此成为耐逆基因和生物资源的宝库,被称为“隐秘植物王国”。白马站正是为研究高山冰缘特殊生境内植物物种适应、群落形成、生态系统功能而设立的。
野外台站位于云南白马雪山国家级自然保护区实验区,建于2019年,是云南省目前海拔最高的科研观测站。台站占地30亩,站区海拔3800至4300米,在海拔近5000米和4300米设有标准气象观测场和永久样地样方。或许是因为长期在极端环境里工作,杨扬最喜欢两句话,一句是“缺氧不缺精神”,另一句是“每一代人都有每一代人的责任和担当”。他常用“高黎贡山女神”李恒等老一辈科学家的经历激励自己和学生。
“年轻的科学工作者应该把老一辈科学家的精神传承下去。”杨扬说。
坐标:昆明
任务:让野生种子休眠与许琨、杨扬等常在野外考察的科研人员不同,昆明植物所高级工程师蔡杰更像是守护“大本营”的人。他的主要工作地点在昆明,另一个身份是中国西南野生生物种质资源库(以下简称种质库)种质保藏中心主任。
种质库于1999年由吴征镒院士动议,2005年开工建设,2007年建成并投入试运行,2009年通过国家验收,目前是全球第二、亚洲最大的野生生物种质资源库,与英国“千年种子库”、挪威“斯瓦尔巴全球种子库”等一起,成为全球生物多样性异地保护的主要设施。科研人员在野外采集到的野生生物种质资源,大多会被保存在这里。
截至2023年12月,种质库已保存我国野生植物种子1.1万多种、9.4万多份;植物离体培养材料2000多种、2.7万多份;植物总DNA(脱氧核糖核酸)9000多种、7.1万多份;微生物菌株2000多种、2.3万多份;动物种质资源2000多种、9万多份。尽管身在春城昆明,但蔡杰还常要进入零下20摄氏度的环境里工作。为了让种子更好地休眠,他们在地下建了5个巨大的“冰窖”。
干燥后的种子被装入密闭的瓶子或铝箔袋中,最后放于“冰窖”内长期保存。5个“冰窖”的总面积有190平方米,可以存放约17万份种子。在种质库里,种子的寿命被最大限度延长:小麦种子预计可以保存786年,水稻种子预计可以保存1139年,棉花种子预计可以保存17076年……“我们现在收集和保藏这些野生生物种质资源,一方面是为了保护野生物种,另一方面是为了给未来的作物改良提供原材料。
目前很多野生植物的潜在用途我们还不清楚,如果这些资源消失了、灭绝了,就会非常可惜。”蔡杰说。种质库里的种子各有各的故事。对此,蔡杰如数家珍:“你看,这是川东灯台报春,2004年的‘中国红色名录’把它列为‘野外灭绝’物种。2006年,科研人员在重庆大巴山再次发现多个野生植株,采集了种子进行保存繁育。
这是沧江海棠,它是一种野生小苹果,主要分布在云南澜沧江河谷区域,味道很好,只是果肉没那么多,如果不能改良为水果,或许可以用来做苹果的砧木。”和昆明植物所里从事物种多样性保护的科研人员一样,蔡杰也在危机感中生出了一种科幻感:“如果有一天,地球不再适合生存,种质库就是我们的‘诺亚方舟’。”面向未来,这些在中国西南角建造“诺亚方舟”的科研人员有着清晰的方向。
“我们要继续把野生种质资源的家底摸清,对种质资源进行就地保护、迁地保护、近地保护、离体保护,同时我们要提升科研技术能力,保证休眠的野生种子在人类真正需要的时候重归自然。”昆明植物所副所长李宏伟说。