中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 我國自然保護地和生態(tài)脆弱區(qū)與貧困區(qū)往往高度重疊，這些地區(qū)的人民生活高度依賴于自然生物資源，從而導(dǎo)致了環(huán)境的破壞和生物多樣性的快速喪失，加劇了生態(tài)、生產(chǎn)、生活“三生”矛盾，制約了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。特色資源植物是指在社會、經(jīng)濟、技術(shù)條件下人類可以利用與可能利用的特色植物，包括陸地、湖泊、海洋中的重要的經(jīng)濟植物資源。國際上已有特色資源植物利用比較成功的案例，如：法國阿爾卑斯山南麓的普羅旺斯，其薰衣草從野外采集到商業(yè)化種植加工，已有百年發(fā)展歷史，支撐了法國香水和旅游等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；美國舊金山納帕谷谷內(nèi)及附近約174 km²的土地被政府劃為美國葡萄栽培區(qū)，從而成為了全世界著名的產(chǎn)酒區(qū)之一，并取得了良好的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。

黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央著眼于中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運共同體的宏大視野，把生態(tài)文明建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略，為解決自然保護地和生態(tài)脆弱區(qū)“三生”問題明確了方向。本文選擇油用牡丹、釀酒葡萄和芳香植物，進行篩選、種植、采收加工和產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)集成，解決一二三產(chǎn)業(yè)融合（以下簡稱“三產(chǎn)融合”）過程中的關(guān)鍵技術(shù)，探索在自然保護地和生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)化新模式，促使人們生活不再依賴于保護區(qū)的野生資源，從而達到生物多樣性的有效保護和滿足人民對美好生活需要的雙重目標，為國家生態(tài)文明和美麗中國建設(shè)提供技術(shù)支撐。

特色資源植物簡介

生態(tài)高值油用牡丹

我國是世界牡丹的起源中心，其花可觀賞、根可入藥、籽可榨油，是我國特有的民族資源植物。牡丹作為觀賞和藥用植物，已有2000余年利用的歷史。近年研究發(fā)現(xiàn)，油用牡丹可產(chǎn)籽2250 kg/hm2，含油量20%以上，油中不飽和脂肪酸達到90%以上，其中的α-亞麻酸含量高達40%以上，是珍貴的優(yōu)質(zhì)木本食用油資源（圖1）。此外，牡丹集觀賞、藥用、油用、文化價值于一體，生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益顯著，易于三產(chǎn)融合，利于在保護地及周邊區(qū)域發(fā)展，是有效解決保護與發(fā)展的良策。

2011年，《衛(wèi)生部關(guān)于批準兩種籽油作為新資源食品的公告》發(fā)布；2014年和2015年《關(guān)于加快木本油料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》和《關(guān)于加快推進生態(tài)文明建設(shè)的意見》的發(fā)布，為油用牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。但是，油用牡丹產(chǎn)業(yè)畢竟是新興的農(nóng)林產(chǎn)業(yè)，迫切需要開展適合不同氣候、生境的配套栽培技術(shù)模式，以及對牡丹籽油提取、純化等綜合利用技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品進行深入研發(fā)。

高抗優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄

葡萄屬植物為多年生藤本植物，果實營養(yǎng)價值高，可以鮮食、釀酒、制干、制汁。目前，葡萄已成為世界上第二大栽培果樹，其中80%用于釀酒。葡萄釀酒附加值高，且可與酒莊旅游相結(jié)合，易于實現(xiàn)一二三產(chǎn)業(yè)的高度融合。全球葡萄屬植物有71個種，野生種集中分布歐洲-西亞、北美和東亞3個地區(qū)；栽培品種全世界約有8000個，各大洲都有分布。我國處在東亞分布中心，已知葡萄屬植物40種，是世界上葡萄遺傳資源最豐富的起源中心之一。目前，我國栽培葡萄最常用的是歐亞種品種，其次是美洲種和歐亞種的雜交品種。這些品種盡管品質(zhì)較好，但抗逆性差，特別是在我國北方地區(qū)冬天需要埋土防寒，栽培種植受到一定的限制。山葡萄、刺葡萄和毛葡萄等野生葡萄也被直接用作鮮食或釀酒，盡管這些葡萄具有很強的抗逆性，但由于品質(zhì)較差，應(yīng)用推廣有限。

科研工作者利用野生資源作為親本，與栽培種雜交，培育出多個葡萄優(yōu)良品種并在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。例如，中國科學(xué)院植物研究所利用野生山葡萄與歐亞種栽培葡萄品種進行雜交，已選育出“北紅”和“北玫”等高抗優(yōu)質(zhì)的釀酒葡萄品種，被稱為“利用野生資源育種的典范”。由于其適應(yīng)性強、釀酒品質(zhì)高，有望成為在自然保護地和生態(tài)脆弱區(qū)進行示范推廣的重要植物資源（圖2）。目前對這些高抗優(yōu)質(zhì)葡萄資源的栽培和加工技術(shù)的研究還遠遠不夠。葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)達的國家經(jīng)歷了多年的發(fā)展，已形成了優(yōu)良品種與適宜栽培區(qū)、合理的栽培與釀造技術(shù)，以及與產(chǎn)區(qū)和品種匹配的葡萄酒產(chǎn)品類型。今后需要針對不同區(qū)域地理氣候特點，進行栽培與釀酒技術(shù)的研發(fā)與集成，建立適合不同區(qū)域果實品質(zhì)特點的釀酒技術(shù)體系，開發(fā)與風(fēng)土條件相匹配的葡萄酒類型。

高值特色芳香植物

芳香植物是具有香氣并能提取精油的特色資源植物，經(jīng)濟價值高，在食品、醫(yī)藥、日化和文旅產(chǎn)業(yè)中有著重要作用。世界芳香植物有3600種，主要分布在地中海沿岸和歐洲大部，已開發(fā)利用的約有400種。中國有芳香植物1000多種，分布遍及全國，具有利用價值的約400種，已開發(fā)的有150種，主要集中在唇形科（薰衣草、迷迭香、百里香、牛至等）、樟科、蕓香科、傘形科和十字花科等。例如，新疆伊犁的薰衣草產(chǎn)業(yè)在中國科學(xué)院植物研究所的技術(shù)指導(dǎo)下發(fā)展勢頭強勁（圖3）。目前，薰衣草已成為該地區(qū)的地理標志產(chǎn)品，成為“中國薰衣草之鄉(xiāng)”，為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展作出了重要貢獻。薰衣草精油具有重要的藥用和芳香價值，全基因組、萜烯成分生物合成和腺毛發(fā)生分子機制已得到解析，對于薰衣草主要成分的代謝調(diào)控和分子育種具有重要意義。

由于芳香植物產(chǎn)業(yè)鏈長，易于加工，又有觀賞價值，在自然保護地和生態(tài)脆弱區(qū)種植可以提高當?shù)剞r(nóng)民的收入，解決保護與發(fā)展的問題。與西方國家相比，我國芳香植物在新品種選育、配套的種植和采收加工技術(shù)等方面有一定差距。建立品種篩選、種植、采收加工和產(chǎn)品開發(fā)為一體的技術(shù)體系，對于助力美麗中國和鄉(xiāng)村振興建設(shè)有重要意義。

特色資源植物的三產(chǎn)融合模式構(gòu)建的實踐

中國科學(xué)院植物研究所科研團隊（以下簡稱“項目組”）建立了自然保護地和生態(tài)脆弱區(qū)鄉(xiāng)村振興的特色高值資源植物油用牡丹、釀酒葡萄、芳香植物三產(chǎn)融合模式及應(yīng)用示范（圖4）。項目組在特色高值資源植物育種、栽培技術(shù)、采收加工技術(shù)、功能產(chǎn)品研發(fā)、示范和推廣等方面進行了系統(tǒng)研究（圖5）。

生態(tài)高值油用牡丹三產(chǎn)融合模式構(gòu)建的實踐

中國科學(xué)院植物研究所針對國家戰(zhàn)略需求和項目的具體要求，圍繞油用牡丹種質(zhì)篩選、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)、高值加工技術(shù)等開展了系統(tǒng)性的研發(fā)與實踐，并與多家企事業(yè)單位合作（圖6），在黑茶山自然保護區(qū)（陜西榆林和合陽、山西長治）、伏牛山國家自然保護區(qū)（河南洛陽、商丘及三門峽市）、霧靈山國家自然保護區(qū)（河北唐山）、山東省南四湖自然保護區(qū)（山東濟寧）、鹽城國家級珍禽自然保護區(qū)（江蘇南通、鹽城）、安徽黃河故道省級自然保護區(qū)（安徽阜陽、宿州）等地示范推廣約6200 hm2；發(fā)現(xiàn)油用牡丹具有土壤保持功能、固碳釋氧功能、水源涵養(yǎng)功能和生物多樣性保護功能，其年均水源涵養(yǎng)量為1228.8 m3/hm2、土壤保持量為335.8 t/hm2、防風(fēng)固土量為8.8 t/hm2、固碳釋氧量為2.2 t/hm2、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總量為4659.1元/hm2；其中，光伏模式示范推廣約1333.3 hm2，可年產(chǎn)牡丹籽約3000 t，發(fā)電量約72000000 kW·h，年CO2減排量約176400 t。牡丹的種植推廣，增加了可觀賞的區(qū)域，延長了牡丹觀賞期，增加了旅游等收益，實現(xiàn)了經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益統(tǒng)一。

建立了油用牡丹高效栽培技術(shù)體系。篩選出了適宜黃土高原、中原地區(qū)及光伏板下生長的“鳳丹”牡丹資源，研發(fā)出了具有透氣、保墑、防草、耐久等特性的牡丹專用地膜和人工授粉裝置，集成土地整備、良種選擇、苗木處理、適時定植、合理密植、專用地膜覆蓋、中耕除草、適時修剪、水肥管理、輔助授粉、生物防治和適時采收12項具體栽培技術(shù)，創(chuàng)新出適合不同生境的3套油用牡丹栽培技術(shù)模式，即“油用牡丹油高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低成本栽培模式”“黃土高原油用牡丹高效栽培模式”和“光伏+油用牡丹創(chuàng)新模式研發(fā)與應(yīng)用”。該成果是多項技術(shù)集成結(jié)合和裝置發(fā)明，經(jīng)過中國科學(xué)院文獻情報中心和中國科學(xué)院蘭州查新咨詢中心分別于2020和2021年查新，未見相關(guān)報道，與國內(nèi)外同類技術(shù)相比處于領(lǐng)先水平。實現(xiàn)中原地區(qū)（河南沁陽）示范基地產(chǎn)量達4315.5 kg/hm2，與已有報道最高產(chǎn)量2920.5 kg/hm2相比，增產(chǎn)47.8%以上，平均每年增加收益12000元/hm2。黃土高原地區(qū)（陜北佳縣）油用牡丹的單位面積水源涵養(yǎng)量達到143.5 mm/hm2，大于自然恢復(fù)植被下的水源涵養(yǎng)能力。光伏中栽培的油用牡丹的生長性狀、生物量和種子的產(chǎn)量顯著優(yōu)于光伏外，2年生苗栽植4年后在光伏栽培系統(tǒng)中產(chǎn)量達到2718.9 kg/hm2，高于光伏外（1485.6 kg/hm2），同時保持了與同類光伏電站同等水平的發(fā)電量。

建立了油用牡丹加工利用集成技術(shù)體系，實現(xiàn)三產(chǎn)融合發(fā)展。為提高油用牡丹的附加值，對不同示范區(qū)種子的53個指標進行評價，篩選出6個關(guān)鍵指標建立評價模型，可用于快速鑒定種子品質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)其種子具備2年的戰(zhàn)略儲備能力；研發(fā)出了“脂肪酸溶液+熔融耦合的懸浮結(jié)晶及層結(jié)晶工藝”用于牡丹籽油中高含量α-亞麻酸（60%—70%）分離，并采用柱層析技術(shù)獲得高純度α-亞麻酸（99.65%），為α-亞麻酸潛在利用儲備關(guān)鍵技術(shù)體系；研發(fā)出了α-亞麻酸和牡丹籽油的納米乳液包埋技術(shù)體系，解決了其不飽和脂肪酸含量高，不利于儲藏等問題；建立了牡丹花瓣、花蕊和種皮中有效成分提取技術(shù)體系；油用牡丹副產(chǎn)物（根、莖、葉和籽粕）在肉羊、蛋雞和仔豬養(yǎng)殖飼料中添加時，具備替代抗生素、促進仔豬和肉羊生長、減少雞蛋的膽固醇等的潛能。以上成果為新型天然藥物、功能食品及替抗飼料添加劑的開發(fā)利用等奠定了基礎(chǔ)。

研究成果在黃河流域治理、黃土高原生態(tài)修復(fù)、光伏新能源領(lǐng)域得到應(yīng)用，為解決自然保護地和生態(tài)脆弱區(qū)的鄉(xiāng)村振興、“三生”問題和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)提供我國特有植物-油用牡丹方案。

高抗優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄三產(chǎn)融合模式構(gòu)建的實踐

長白山自然保護地及周邊地區(qū)人們的生活長期依賴森林和林下資源維持，生態(tài)、生產(chǎn)、生活的“三生”矛盾突出。野生山葡萄是當?shù)刂匾馁Y源植物，但由于其低糖高酸，難以釀制出優(yōu)質(zhì)葡萄酒。中國科學(xué)院植物研究所利用歐亞種“玫瑰香”和野生山葡萄雜交，選出了“北玫”和“北紅”系列品種，抗寒性和抗病性強，高糖、高酸，具有實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益兼顧的潛力。研究主要依托黑龍江省、吉林省和遼寧省的相關(guān)單位，在長白山地區(qū)進行了如下試驗示范（圖7）。主要實踐成果包括3個方面。

建立了“北玫”和“北紅”栽培技術(shù)體系。研發(fā)并集成了10項技術(shù)，核心為3年生大樹冬天免埋土栽培（完全免埋土或簡易覆蓋）、輕簡化修剪技術(shù)。建立了一系列栽培技術(shù)規(guī)程和標準。

建立了“北玫”冰酒釀制技術(shù)體系，開發(fā)的冰酒獲得國際大獎。建立冰酒釀酒技術(shù)企業(yè)標準。申請葡萄酒檢測技術(shù)發(fā)明專利3件，獲得授權(quán)1件，獲得葡萄酒包裝實用新型專利1件。生產(chǎn)的冰酒獲得布魯塞爾國際葡萄酒大獎賽銀獎（2018年）、第十三屆G100國際葡萄酒及烈酒評選賽銀獎（2019年）、品醇客世界葡萄酒大賽銀獎（2022年）。

經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。該研究創(chuàng)建了“北玫”和“北紅”在我國東北地區(qū)栽培與釀酒關(guān)鍵技術(shù)體系并得到了一定的推廣應(yīng)用，涉及的栽培示范、釀酒加工、文化旅游等三產(chǎn)融合產(chǎn)業(yè)，涉及面廣，收益期長，經(jīng)濟效益高。建立的標準示范基地除了釀酒收入，“北玫”和“北紅”免埋土或簡易防寒技術(shù)節(jié)約栽培成本的1/4—1/3；輕簡化修剪技術(shù)節(jié)約夏季修剪勞動力的1/3。該項目主要依托公司或流轉(zhuǎn)農(nóng)民土地，或與農(nóng)民結(jié)合成合作社，發(fā)展酒莊旅游，可以向社會提供大量工作崗位，帶動周圍農(nóng)民就業(yè)，鞏固脫貧成果，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。“北玫”和“北紅”釀酒葡萄在東北地區(qū)冬天免埋土或簡易防寒，基本不挖掘土壤，防止了傳統(tǒng)品種埋土和出土對土壤和樹體造成的破壞，是我國釀酒葡萄栽培上的一個創(chuàng)新。

高值特色芳香植物三產(chǎn)融合模式構(gòu)建的實踐

中國科學(xué)院植物研究所圍繞芳香植物資源開展了系統(tǒng)性的研發(fā)與實踐（圖8）。芳香植物是重要的特色資源植物，包括薰衣草、迷迭香、玫瑰、百里香、牛至等，被廣泛應(yīng)用于日化、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。該研究自主選育的“京薰1號”薰衣草，精油品質(zhì)高；通過三產(chǎn)融合，打造種植業(yè)、加工業(yè)和旅游業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈。在新疆西天山國家自然保護區(qū)周邊的天山北麓伊犁河谷，依托新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第四師，進行薰衣草等芳香植物的示范和推廣。以安徽省阜陽市為試驗基地，中國科學(xué)院植物研究所與阜陽市人民政府簽訂了“芳香植物產(chǎn)業(yè)化開發(fā)集成技術(shù)研究與示范”的合作項目，在阜陽國家農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)完成20 hm2 5科22屬107種（品種）的種質(zhì)資源圃建設(shè)，并將其作為國家芳香植物種質(zhì)資源庫阜陽備份庫，為打造50萬畝中原芳香植物種植帶奠定了基礎(chǔ)。主要實踐成果包括4個方面。

開展了芳香植物新品種育種。進行了羅勒、迷迭香、百里香等芳香植物特異性、一致性和穩(wěn)定性（DUS）測試指南編研。篩選出適合中原區(qū)域種植的芳香植物優(yōu)良品14個，選育出薰衣草“洛神”“錦麗”“天山飛雪”“天山精靈”和牛至“織女”等新品種5個。完成牛至等芳香植物多倍體誘導(dǎo)育種技術(shù)，申報發(fā)明專利1件。

建立了芳香植物栽培和加工技術(shù)。建立了寒旱區(qū)薰衣草溝壟互換免埋栽培模式，解決新疆地區(qū)薰衣草種植后死亡率高、產(chǎn)量低、冬季埋土防寒成本居高不下的問題。編制迷迭香、牛至、亞洲薄荷等芳香植物栽培技術(shù)企業(yè)標準3項，為在中原區(qū)域大力發(fā)展優(yōu)良品種栽培提供了支撐；編制中原區(qū)域的《薰衣草干花粒》和《薰衣草切花等級規(guī)格》等薰衣草產(chǎn)品生產(chǎn)加工技術(shù)標準2項。

進行了芳香植物產(chǎn)品研發(fā)。在芳香植物育種、快繁、栽培、基因功能、功能成分提取、食品抗氧化劑、化妝品原料、替抗飼料添加劑等方面獲得授權(quán)專利5件，申報發(fā)明專利7件。

進行了芳香植物示范和推廣。在新疆伊犁建立了芳香植物的示范基地107 hm2，推廣1340 hm2；在安徽阜陽建立了種質(zhì)資源圃，示范67 hm2，推廣871 hm2，為打造中原芳香植物種植帶奠定了基礎(chǔ)。“芳香植物產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)集成及三產(chǎn)融合模式構(gòu)建”通過了成果評價，建立了芳香植物“種質(zhì)資源庫—新品種育種—標準化種植—采收加工—產(chǎn)品研發(fā)—產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與示范推廣”的三產(chǎn)融合高質(zhì)量發(fā)展模式。

特色資源植物的三產(chǎn)融合模式未來工作展望

針對油用牡丹、釀酒葡萄和芳香植物3類特色資源植物開展的三產(chǎn)融合模式，實現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)儲備與研發(fā)，并進行了一定的示范和推廣，實現(xiàn)了經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益的統(tǒng)一。在考慮鄉(xiāng)村振興和美麗中國戰(zhàn)略實施過程中，鑒于3類植物生物學(xué)特性，示范推廣時需要注意普適性，尊重植物學(xué)特性和當?shù)氐娜宋摹⒌乩砗蜕鷳B(tài)要素。同時，3類植物為非糧作物但符合國家大食物范疇，建議在林間空地、邊際土地等非耕地上進行推廣，確保耕地紅線；并可結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展需求，考慮單個植物及不同植物組合模式，實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境利用最大化。尤為重要的是，目前這3類特色資源植物種植和加工技術(shù)體系比較成熟，應(yīng)進一步使相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈條不斷延伸，產(chǎn)業(yè)功能不斷增多，產(chǎn)業(yè)層次不斷提升，從而實現(xiàn)發(fā)展方式的創(chuàng)新，不斷生成新業(yè)態(tài)、新技術(shù)、新商業(yè)模式、新空間布局等。最終促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與融合，達到人與自然和諧共生，實現(xiàn)美麗中國和鄉(xiāng)村振興的雙重目標。

（作者：石雷、劉政安、王利軍、舒慶艷、孫美玉、段偉、李慧，中國科學(xué)院植物研究所 國家植物園 植物多樣性與特色經(jīng)濟作物全國重點實驗室。《中國科學(xué)院院刊》供稿）