中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 我國自然保護(hù)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(jì)的發(fā)展。特色資源植物是指在社會、經(jīng)濟(jì)、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(jì)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(jì)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(hù)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(jìn)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(hù)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(hù)區(qū)的野生資源，從而達(dá)到生物多樣性的有效保護(hù)和滿足人民對美好生活需要的雙重目標(biāo)，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(dá)到90%以上，其中的α-亞麻酸含量高達(dá)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(jì)效益和社會效益顯著，易于三產(chǎn)融合，利于在保護(hù)地及周邊區(qū)域發(fā)展，是有效解決保護(hù)與發(fā)展的良策。

2011年，《衛(wèi)生部關(guān)于批準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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?xì)W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(qiáng)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(jìn)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(qiáng)、釀酒品質(zhì)高，有望成為在自然保護(hù)地和生態(tài)脆弱區(qū)進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)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(jìn)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(jì)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(qiáng)勁（圖3）。目前，薰衣草已成為該地區(qū)的地理標(biāo)志產(chǎn)品，成為“中國薰衣草之鄉(xiāng)”，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。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(jī)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(hù)地和生態(tài)脆弱區(qū)種植可以提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入，解決保護(hù)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(tuán)隊（以下簡稱“項目組”）建立了自然保護(hù)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(jìn)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(hù)區(qū)（陜西榆林和合陽、山西長治）、伏牛山國家自然保護(hù)區(qū)（河南洛陽、商丘及三門峽市）、霧靈山國家自然保護(hù)區(qū)（河北唐山）、山東省南四湖自然保護(hù)區(qū)（山東濟(jì)寧）、鹽城國家級珍禽自然保護(hù)區(qū)（江蘇南通、鹽城）、安徽黃河故道省級自然保護(hù)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(hù)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(jì)、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(xiàn)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(dá)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(dá)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(dá)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(biāo)進(jìn)行評價，篩選出6個關(guān)鍵指標(biāo)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(jìn)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(hù)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(hù)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(dāng)?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(qiáng)，高糖、高酸，具有實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。

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(biāo)準(zhǔn)。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(jì)、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(jì)效益高。建立的標(biāo)準(zhǔn)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(hù)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(tuán)第四師，進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)2項。

進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行了一定的示范和推廣，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、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(dāng)?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(jìn)行推廣，確保耕地紅線；并可結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)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(jì)、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(jìn)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(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與融合，達(dá)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(biāo)。

（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(jì)作物全國重點實驗室。《中國科學(xué)院院刊》供稿）