内蒙古东北部野生大豆天然种群调查及其资源搜集  PDF

选择兴安盟科右前旗和呼伦贝尔市的扎兰屯市、阿荣旗有代表性的61个乡镇地块进行调查和野生大豆资源搜集，记载地块面积、野生大豆面积、生态环境、经纬度和海拔等信息。

每个地块设置调查样方5个，样方是指1 m²铁丝环圈围的地块，在近乎方形或大地块四边和中央设置样方、狭窄地块隔一定距离随机设置。对61个地块共设置310个样方调查野生大豆有无、记载野生大豆叶片类型。

为调查该区域野生大豆地块（种群）植株密度动态情况，在其中20个地块的100个样方（科右前旗4地块20样方、扎兰屯市8地块40样方、阿荣旗8地块40样方）详细清点每个样方的野生大豆植株数目，使用显著性检验t测验^［

于野生大豆成熟后期，在54个有野生大豆生长的地块搜集资源，每个种群单株采集。采集的每份资源种子在北京实验室内脱粒、去除杂质和虫食籽粒、称重和考种。考种性状有百粒重、种皮色和脐色等。

调查区域为兴安盟和呼伦贝尔市，位于内蒙古自治区东北部，地理范围东经115°31′～126°04′、北纬44°15′～53°20′，地处大兴安岭向松嫩平原过渡带，与黑龙江、吉林两省毗邻。面积大约32.3万km²，大致分为大兴安岭林区地带、大兴安岭以西草原牧区、以东和东南的农业区。该区域平均海拔300～1000 m，河流资源丰富，年降雨量300～800 mm，无霜期85～155 d。

2022年9月在兴安盟科右前旗和呼伦贝尔市的扎兰屯市、阿荣旗进行了野生大豆资源调查。科右前旗、扎兰屯市和阿荣旗的国土面积分别是169.64万hm²、167.76万hm²和136.41万hm²。

实地考察地点为61个代表性野外自然地块，分属于3个旗市的18个乡镇（苏木）和45个行政村的52个村屯（嘎查）。科右前旗选取阿力得尔、察尔森、额尔格图、德伯斯、索伦等5个镇、乡（苏木）14个村（嘎查）；扎兰屯市选取蘑菇气、鄂温克、成吉思汗、高台子、达斡尔、萨马街鄂温克等6个镇、乡（苏木）22个村（嘎查）；阿荣旗选取向阳峪、复兴、六合、孤山、太平庄、查巴奇鄂温克、三岔河等7个镇、乡16个村（嘎查）调查。调查的旗市和乡镇（苏木）及村（嘎查）和自然屯共计61个地点分布见表1。

野生大豆喜湿，河流、湖泊、水塘、湿地等湿润的地方野生大豆分布概率较高，生长茂盛。本次调查显示，内蒙古东北部地区野生大豆主要分布在河流岸边、水库周边、干河道、苗圃和林地空地、田间地头、公路边及公路两侧排水沟、山坡及荒地 （表1） 。

在内蒙古东北部地区的草场、森林区域、林地边缘也偶有野生大豆分布。在农业区，除了个别荒地和河流河段偶尔有野生大豆分布，由于常年耕作和喷洒除草剂，已很难发现野生大豆的踪迹。

调查的3个旗市野生大豆生长地块（种群）情况见表2。61个地块中7个地块无野生大豆，占11.48%；其余54个地块有野生大豆分布（视为54个种群），占88.52%。各旗市野生大豆种群分布都在调查地块数的80%以上，表明内蒙古东北部地区有广泛的野生大豆分布。

表3显示，54个野生大豆地块（种群）超过1000 m²的种群15个，占54个种群的27.8%；仅1个种群面积有6600 m²，3300～4000 m²的有4个，这些较大的种群几乎都是分布在狭长河岸、林地苗圃地带和林下空地，没有连片大面积分布。1000 m²及以下的种群占72.2%；500 m²及以下的占59.3%。说明大部分种群面积都比较小，种群段片化严重。

内蒙古东北部野生大豆种群以典型的野生大豆种群为主，也常见野生与半野生型混生种群。本次考察发现了1个半野生大豆为优势型的阿荣旗种群，该种群内没有看到典型野生大豆植株。野生大豆种群内的个体分布方式主要是簇状分布，偶有随机分布。

调查的种群靠近河流最近2 m，最远300 m（表1）。种群与农田距离绝大多数在20 m范围内，此范围种群占73.77%。0～10 m范围种群占42.86%～76.19%；平均约13.11%的种群与农田距离在10～20 m范围（表4）。这表明农田近距离范围内还有野生大豆生长，并非全部消失。分布于农田近距离的野生大豆种群消涨动态容易受到农田生态系统的影响。

54个有野生大豆分布地块的275个样方中，181个样方有野生大豆，占调查样方的65.82%；无野生大豆样方94个，占34.18%。在3个旗市各自的调查样方中也都显示平均每个地块有野生大豆样方频率超过无野生大豆样方频率（表5）。说明有野生大豆分布的地块中，野生大豆的分布空间大于无野生大豆的空间。

野生大豆各地块种群各自的空间分布、结构及个体密度不尽相同。所调查地块的野生大豆种群内个体分布主要是簇状分布。

表6显示调查的54个野生大豆地块内出现不同野生大豆样方的概率，它表示地块空间内野生大豆分布特性，包括种群分布面积比率、密度和均匀度概况。每个种群内随机5个样方（5/5样方）都有野生大豆出现的地块数合计16个，概率最高，为29.63%；其次12地块出现两个样方（2/5样方）有野生大豆的概率为22.22%；出现1个样方（1/5样方）有野生大豆的地块数最少，为7个地块，占12.96%。

野生大豆在地块上出现的概率是与野生大豆种群面积成正比的。内蒙古东北地区野生大豆地块中，约46%的地块生长野生大豆面积比率有可能在80%以上，约41%地块生长野生大豆面积比率有可能在40%～60%，约13%地块生长野生大豆面积比率有可能在20%以下。但调查的概率并不完全就是实际野生大豆的种群面积比率。

对科右前旗4个地块、扎兰屯市和阿荣旗各8个地块总计共20个地块进行了野生大豆种群个体密度调查（表7）。结果显示，本次所调查的3个旗市地块野生大豆平均密度存在明显差异，平均27株/m²。科右前旗野生大豆密度最高，其次是扎兰屯市，阿荣旗最低，依次为38.8株/m²、29.65株/m²和13.13株/m²。

2007年本团队曾对内蒙古东北部的加格达奇区、鄂伦春、扎赉特、乌兰浩特、扎兰屯和科右前等6旗市进行过野生大豆资源搜集，采集了66份种群资源，也搜集到100份半野生型。时隔15年后再次对该区域的科右前旗、扎兰屯市进行考察搜集，阿荣旗是新的考察收集点。过去在科右前旗考察搜集了3个乡镇（有2个乡镇合并，现在为2个镇）、在扎兰屯市搜集过7个乡镇。本次共搜集54个种群、采集836份单株种子。其中野生大豆713株，半野生大豆123株，包括1份鞍挂脐的半野生型类型和1个面积较大的以半野生型为优势型的种群。

本次考察搜集的资源经核查，与过去有4镇6村重复（科右前旗索伦和察尔森镇、扎兰屯市蘑菇气和高台子镇重复），但是仅2个种群与以前搜集到的种群通过GPS位置记录比较距离较近，但也相距1000 m左右。因此，本次搜集资源与过去搜集的资源并不重复。

本次考察对科右前旗、扎兰屯和阿荣旗野生大豆资源分布的种群动态和资源贮藏潜力进行了评价和估算。依据有可能分布野生大豆的土地面积和野生大豆占分布面积的比率可以估算野生大豆的潜在分布面积。野生大豆可能分布在沟渠边、荒地上、路边排水沟、河岸边等未被利用的土地上。未利用土地总面积=国土总面积-已利用的土地面积（耕地+园林+林地+牧草地+水域及水利设施+湿地+交通运输用地+居民点+工矿用地等），野生大豆占分布面积的比率是根据调查获得的野生大豆实际面积占调查地块面积的比率估算而来。表9是野生大豆潜在的可分布面积。

根据实地调查，分别对3个旗市调查地块的总面积和野生大豆实有面积进行了估算，获得了野生大豆面积的估算占比（表9）。依据调查的野生大豆占比率推测野生大豆在科右前旗、扎兰屯市、阿荣旗的潜在可分布面积分别为1.53万hm²（0.90%）、1.58万hm²（0.94%）和1.01万hm²（0.74%）。本次调查对未来野生大豆资源重要保护地区的潜在分布面积提出了估算方法，为野生大豆资源保护区摸清资源家底提供了估算依据。本次考察的地块样方是小样本设置，在未来相似的调查中可适当增加样方数。

耕地面积在农牧业用地的比率高低意味着种植业在农牧业中的发达程度。发达的种植业有可能影响农田周边野生大豆种群的生存度。根据相关资料，科右前旗、扎兰屯市和阿荣旗的耕地与农牧业用地之比率分别是33.87%、51.40%和85.20%（表10），说明阿荣旗有更为发达的种植业，其次是扎兰屯市，科右前旗种植业比率相对较低。而3个旗市的野生大豆地块平均种群密度与之相反，依次显著降低。

为什么发达种植业会影响到野外野生大豆种群密度的直接原因还有待研究。不过，推测最大的可能原因是由于种植业发达相应地会提高农药和除草剂使用量，农田附近野外地块受到除草剂等农药污染的残留量也会增多，常年持久的农药和除草剂喷洒积累导致野生大豆种群密度降低，进而影响到种群生存度。这也许能够解释农田周边（尤其是使用豆科除草剂的玉米田地周边）野生大豆明显减少，甚至难见其踪迹的原因。

本次调查的地块与农田距离都比较近，农田附近的野生大豆种群发育和生存动态必然会受到农田生态系统或农业系统的影响。

半野生大豆是野生大豆种内的一种类型，也是栽培大豆重要的种质资源。半野生大豆常见于野生大豆和栽培大豆重叠分布区域，尤其在大豆产区较为常见。它的来源是天然条件下栽培大豆花粉通过昆虫传粉到野生大豆柱头上产生的天然杂交产物并生存于野外^［

半野生大豆形态介于典型野生大豆和栽培大豆之间，茎较粗壮，直立、半直立或匍匐。叶片比典型野生大豆大或稍大，叶片有椭圆、长椭圆、卵圆、披针、长披针形。半野生大豆百粒重通常在3 g以上^［

本次在内蒙古东北部所调查区域看到，半野生大豆分布普遍，常见于农田地头或附近、零星生长或与野生大豆种群混生。本次考察观察到半野生大豆的出现与该地区长期种植大豆及种植面积有密切关系（表11）。表11显示，调查的54个野生大豆地块中，有21个地块出现半野生大豆，频率高达38.89%。尤其是阿荣旗，阿荣旗是传统大豆种植区，过去十年有更多的耕地种植大豆，因此栽培大豆花粉移落到附近野生大豆种群的机率也更高。调查的结果证明了这一点，阿荣旗的野外地块出现半野生大豆数量最多，其频率高于科右前旗和扎兰屯市，本次调查高达60%的农田附近野生大豆生长地块出现半野生型大豆。出现频率最低的科右前旗也有23%的野外地块有半野生型大豆（表11）。

调查发现3个地块有单独零星生长的半野生型大豆，首次发现面积较大的1个以半野生型为优势型的种群，位于阿荣旗一块农田附近。

本次调查搜集到123份各色种皮的半野生型大豆，还有22份褐色和黄绿色种皮、百粒重稍大的（百粒重2～3 g）野生型资源。推测这些半野生型和黄绿种皮的野生型都是大豆花粉与附近野生大豆种群杂交的后代产物，种子大小在野生型范围的黄绿色种皮类型是受到自然选择的杂交分离后代，能够存活在野生大豆种群里^［

本次在内蒙古东北部野生大豆资源调查中搜集到较多的半野生大豆，说明栽培大豆可以与附近野生大豆种群杂交产生可育后代。栽培大豆花粉传播到野生大豆种群的距离，已发表的研究显示在40 m之内^［

2022年开始，内蒙古东北部地区规划种植转基因大豆生产试验田，为了安全种植转基因大豆，防止转基因大豆基因逃逸对生态环境、野生大豆原始种群产生破坏，根据内蒙古东北部野生大豆分布特点提出如下种植管理建议：

（1） 对规划要种植转基因大豆的区域，进行野生大豆调查，对以往没有收集过的地区进行野生大豆补充考察收集，如果有大面积的群体或特殊性状群体可以考虑建原位保护点，可以根据野生大豆实际分布情况因地制宜，建设不同级别和规模的原位保护点。对零星分布的种群可以收集种子入国家长期库异位保存。

（2） 在种植业农田集中区域可以种植转基因大豆。由于常年农业耕作，喷洒农药和除草剂，野生大豆在这些区域存在的可能性极低。在转基因大豆种植区域外围，可以种植大豆以外的其他作物作为隔离带，玉米等高秆作物农作物隔离带宽度至少50 m以上，矮秆作物至少100 m以上。

（3） 在转基因大豆种植区域，对野生大豆的保护实际上就是防止转基因逃逸到野生大豆群体，破坏野生种的种性、遗传结构和遗传多样性。由于野生大豆种群内单株出苗开花的时间有差异，而且野生大豆是无限开花习性，种群的开花期较长。避免昆虫传粉产生杂交的方法一个是种植极早熟转基因大豆品种，在野生大豆开花前转基因大豆就已经完成开花授粉，使转基因没有机会逃逸到野生大豆群体中。另一个方法是在转基因大豆的开花期喷洒除草剂，重点是转基因大豆田周边的荒地或隔离带，确保开花期周围可能存在的野生大豆死亡，避免转基因逃逸。喷洒的范围距离转基因大豆田50 m。虽然转基因大豆的种植管理一般在苗期会喷洒除草剂，也能除掉可能存在的野生大豆，但野生大豆具有土壤种子库，后期还会不断出苗，如果仅仅是苗期喷除草剂并不能确保避免开花期的天然杂交。

总之，要综合考虑我国农业粮食安全总体布局、当地种植业实际情况和重要野生植物资源的保护，提高科研人员和种植者的保护意识，因地制宜地制定转基因大豆科学地种植、管理和监督的各项保护措施，做到在野生大豆资源不被破坏的前提下发展和提高我国转基因大豆作物生产。