林业科学

作者：张建国1,2,李云晓1,3,段爱国1,2,王兆山1,2,张雄清1,2,刘娟娟1,2,何彩云1,2

单位：1. 中国林业科学研究院林业研究所　国家林业和草原局林木培育重点实验室　北京 1000912. 南京林业大学　南方现代林业协同创新中心 　南京 2100373. 河南省南召县林业和草原局 　南召 474650

关键词：杉木,起源,种源,遗传多样性,遗传结构,第一次森林革命

基金：“十四五”国家重点研发计划项目（2021YFD2201300）

目的: 理清杉木属植物的起源、演替和散布过程，解析现代杉木遗传多样性和遗传结构特征，揭示现代杉木分布格局形成的可能机制。方法: 通过梳理杉木大化石、孢粉化石和阴沉木相关文献资料，理清历史时期杉木属植物的起源、演替、散布及其与现代杉木分布的关系。以江西省大岗山1981年建立的全国杉木种源试验林183个种源1 440个单株、福建邵武种源试验林台湾杉木种源14个单株和四川德昌杉木种源20个单株为研究材料，将种源分别按10个种源区群体、14个省区种源群体和23个地理种源群体进行遗传多样性和遗传结构特征分析。对174个种源的1 352个单株进行SSR测序，对177个种源的531个单株、4株台湾杉木和6株德昌杉木进行叶绿体cpDNA测序。结果: 杉木不同地理种源群体内遗传变异占总变异的98.20%~99.16%，仅有0.84%~1.80%的变异来自于不同地理种源群体间，表明杉木不同地理种源群体间的遗传组成及其结构已趋于一致，不同地理种源群体的遗传结构没有显著差异。杉木为一属一种，台湾杉木可能从浙江或福建引入。德昌杉木因长期适应当地环境，形成了遗传结构相对独立的种源，该种源未受外来基因流影响，且已在区域内实现人工栽培。不同地理种源群体间遗传分化低，其原因主要是不同地理种源群体间存在较高的基因流水平（Nm：2.689~6.328），驱动这种高水平基因流的实现并非不同地理种源群体间自然产生的基因流，而是2 000年来大规模长距离引种栽培形成的结果。公元1000—1600年，我国南方地区通过种植杉木实现重新造林，称之中国南方大造林，为我国历史上“第一次森林革命”。杉木人工林的迅速发展是应对“宋代木材危机”进行税收改革的成果，成功地满足了宋、元、明、清时期大量的木材需求，影响至今。杉木至今仍是我国造林面积和蓄积量第一的主要造林树种，其栽培面积在1999—2003年间达到1 380万hm2峰值。结论: 第四纪末次冰盛期，杉木分布退缩至我国南部边缘地带，濒临灭绝。现代杉木可能起源于一个由叶绿体单倍型Hap14构成的极小孑遗种群或单株。不同地理种源群体遗传结构无显著差异，表明所研究的1955年之前起源的177个地理种源均为人工林，推测明清时杉木可能已完全转化为人工林。长达2 000年的栽培，特别是宋代以来我国南方大规模杉木造林开创了我国历史上“第一次森林革命”，长距离引种、栽培以及发达的木材贸易，导致杉木天然林消失殆尽，全部转化为人工林，成为世界林业史上的奇迹。杉木作为森林革命的标志性树种，暗示林业制度的建立以及造林学理论与技术的萌芽最早可追溯至我国宋代以前。

来源：2025年第12期

《林业科学》期刊编辑部

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