德国作物野生近缘种热点区域识别与遗传保护区网络构建研究

本研究针对作物野生近缘种(CWR)保护不足的现状，通过收集德国全国范围的物种分布数据，采用热点分析方法识别出76个潜在遗传保护区(GR)候选点，覆盖73%的CWR和85%的优先保护CWR。研究发现5公顷是GR的适宜面积，并证实保护区域外的CWR热点同样重要。该研究为建立德国CWR遗传保护区网络提供了科学依据，对保障粮食安全具有重要意义。

　　

在气候变化和土地利用改变的背景下，作物野生近缘种(Crop Wild Relatives, CWR)作为农作物遗传改良的重要资源正面临栖息地丧失的威胁。尽管国际条约如《植物遗传资源国际条约》(ITPGRFA)和《生物多样性公约》(CBD)都强调保护CWR的重要性，但这些物种在保护计划中仍代表性不足。德国作为欧洲重要的农业国家，拥有2877种CWR，其中四分之一处于濒危状态。如何有效保护这些宝贵的遗传资源，成为摆在科研人员面前的重要课题。

Maria B?nisch等研究人员在《Botanical Studies》发表的研究，通过系统分析德国全国的CWR分布格局，提出了建立遗传保护区(Genetic Reserve, GR)网络的创新方案。研究团队收集了来自14个联邦州保护部门、全球生物多样性信息设施(GBIF)等渠道的约3000万条物种观测记录，构建了包含1696种CWR的数据库。采用网格单元(约3×3 km)热点分析方法，重点分析了优先保护CWR在硝化多年生草本植被(VT7)、半湿润草甸(VT16)和干旱草原(VT18)三种典型生境中的分布特征。

关键技术方法包括：1) 整合多源观测数据构建全国CWR数据库；2) 采用网格单元热点分析识别物种丰富度高的区域；3) 基于生物地理区划和植被类型进行分层抽样；4) 对27个候选GR进行实地调查验证；5) 评估保护区域覆盖与GR面积的关系。研究样本覆盖德国全境8个生物地理区，重点关注111个优先保护CWR。

研究结果显示：

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   热点分布格局：在45370个网格单元中，9%的单元含有200-548种CWR，3%的单元含有超过30种优先CWR。高丰富度区域主要分布在德国南部，特别是巴伐利亚州(39个单元含400种以上CWR)。

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   GR候选点筛选：从1000个热点单元中优选76个作为GR网络候选点，覆盖73%的CWR和85%的优先CWR。这些候选点分布在除萨尔州等4个联邦州外的所有生物地理区。

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   面积优化分析：将GR面积限定在约5公顷(小于网格单元1%)，可平均保留52%的优先CWR。实地调查发现，候选GR中30-94%的数据库记录物种得到确认，同时发现新出现的CWR如刺莴苣(Lactuca serriola)。

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   保护现状评估：多数候选GR与保护区重叠，但如BA候选点(含33种优先CWR)完全位于保护区外，证实非保护区域对CWR保护同样重要。

研究结论指出，建立5公顷左右的GR网络是保护CWR遗传多样性的可行方案。该规模便于监测管理且利益相关方较少，有利于实施。研究强调需要加强全国范围的CWR定期监测，并建议将GR设立在保护区内外。通过整合76个GR候选点，可有效保护德国85%的优先CWR，为农作物应对气候变化提供遗传资源保障。

这项研究的重要意义在于：1) 首次系统评估了德国CWR的全国分布格局；2) 提出了操作性强的GR网络建设方案；3) 证实小面积GR的可行性，降低实施难度；4) 强调保护区外CWR保护的价值。研究成果为其他国家建立CWR保护网络提供了重要参考，对实现全球粮食安全目标具有深远影响。