关于植物迁地保护若干问题的讨论

植物迁地保护将是正在建设的国家植物园体系的核心任务,然而,有关植物迁地保护在植物多样性保护中的地位与作用、我国植物迁地保护的目标应该如何确立等诸多问题尚待讨论。本文通过文献研究,简要回顾了植物迁地保护的发展历史、过去40年国内外植物迁地保护取得的成绩,澄清了人们对植物迁地保护工作的一些疑虑;结合《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》和即将发布的《支持<昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架>实施的植物保护相关的自愿补充行动》,提出我国植物迁地保护的目标应该为“对所有受威胁植物实施有效的迁地保护,包括保护其遗传的多样性和代表性”。     

试论植物园功能变迁与中国国家植物园体系建设

植物资源是自然生态系统的基本组成部分, 是经济社会可持续发展的重要物质来源, 植物多样性是关系到国家生态安全和生物安全的战略资源。就地保护和迁地保护是植物多样性保护的两种主要方法, 构建以国家公园为主体的自然保护地体系是就地保护的主要形式, 构建以国家植物园为引领的植物园体系是迁地保护的主要形式, 二者相辅相成, 共同形成我国较为完整的植物多样性保护体系。通过建设国家植物园体系对我国植物多样性进行迁地保护, 同时开展科学研究、园林展示、科普教育和资源开发利用, 对深入推进生态文明建设和高质量发展具有重要意义。本文回顾了植物园的功能变迁、全球和中国植物园分布与数量以及植物迁地保护现状,讨论了植物园与植物迁地保护的关系, 在此基础上, 提出了我国国家植物园的定义及设立标准, 进而讨论了建设国家植物园体系的意义、挑战、统筹迁地保护和就地保护等问题, 最后提出了我国国家植物园体系的建设目标、管理体制、空间布局和认证等方面的建议, 以期为我国的国家植物园体系建设提供参考。     

国家植物园植物文化建设与植物多样性保护和管理

生物文化对生物多样性保护具有重要意义,植物园的形成和发展在历史长河中处处体现着人类因物质和精神需求而形成的植物文化。现代植物园在植物迁地保护上虽然做出了卓越贡献,但其植物文化的建设稍显滞后。在全球生物多样性保护工作的开展过程中,传统文化对生物多样性保护和生物资源可持续利用的重要作用越来越被重视。在此背景下,该文探讨了生物文化多样性和生物多样性之间紧密联系、共同演化的关系,回顾了早期植物园和我国古典园林中植物文化的体现; 通过对全球3 085个现代植物园主要功能的分析,发现开展了民族植物学研究的植物园占比7.36%,开展了保护生物学研究的植物园占比11.18%,制定了植物保护计划的占比17.18%,从而揭示了现代植物园保护功能的提升和文化功能的弱化。基于当前植物园植物多样性有效保护中对植物文化建设的需求,该文进一步分析了我国植物园植物文化建设的不足,主要包括:(1)植物物种多样性信息中植物文化信息数据不足;(2)对生物多样性保护中传统知识惠益分享的考虑欠缺;(3)缺少以文化展现植物多样性的主题园。在此基础上,该文聚焦国家植物园植物多样性保护和管理的目标,从植物多样性保护和利用、惠益共享、公众参与3个层面对国家植物园体系中的植物文化建设提出了建议,以期为我国建设具有中国生态文明特色的国家植物园体系提供参考。     

种质资源保存的战略问题和面临的挑战

植物种质资源保存,特别是种子库保存是各种迁地保护措施中最为经济有效的方法。通过对成千上万个物种的有效保存,种子库为减缓物种的灭绝和气候变化对生物多样性的影响发挥了特别关键的作用。本文较为详细地介绍了“中国西南野生生物种质资源库”的立项背景和最新进展,同时介绍了世界上其它几个主要的植物迁地保存设施,特别是英国皇家植物园的“千年种子库”。结合“全球植物保护策略”讨论了中国植物濒危状况,估计我国受威胁的物种比例达20—25％,甚至更高。本文还简要讨论了种子保存中的一些科学问题,包括超低温保存,并强调了植物分类学和种子生物学的学科建设在植物种质资源保护中的重要意义。     

我国近30年来植物迁地保护及其研究的综述

从20世纪80年代起,中国植物园与世界植物园同步挑起了植物迁地保护的历史重担,使植物园的数量迅速增加至近200个,收集保存了占中国植物区系2/3的20000个物种,并在稀有濒危植物迁地保护原理与方法的科学研究上获得了新的进展。然而,中国植物园的布局与世界的植物园一样,物种越丰富的地区,已建立的植物园越少;在保存的物种中,不仅忽视了遗传多样性的保护,而且有约1/3的国家重点保护种类主要因适应性问题而生长不良、出现生殖障碍,甚至死亡。为了提高我国植物迁地保护的有效性,本文就《中国稀有濒危植物保护名录》的修订与公布、《中国植物保护战略》的制定,以及我国植物园协调机制的建立、植物迁地保护网络系统的完善、稀有濒危植物迁地保护的规范等问题进行讨论。     

植物园与植物园学

随着全世界植物园数量的增加、功能和转变和我学科的综合,需要发展植物园学,以引导植物园的发展。植物园学主要包括10个方面的内容：1）植物园的性质、任务和功能;2）历史;3）规划设计;4）物种保护,尤其是迁地保护;5）活植物收集圃及其管理;6）引种驯化的理论与实践和新经济植物的发掘;7）植物展出的技术与方法;8）城市生物多样性保护和利用;9）环境教育和旅游;10）维护和管理。生物多样性是植物园的核心。美丽的外貌、科学的内涵和人与自然和谐共外的准则是植物园的基本要素。     

对国家植物园体系建设“统筹原则”的一些见解

我国建设国家植物园体系所提出的“统筹就地保护与迁地保护相结合的原则”是进一步推动《生物多样性公约》在我国实施的一个重要新举措。这需要国家植物园对其不同功能植物栽培保存种群大小的统筹协调,需要与我国其他植物园的濒危植物迁地保护统筹协调并注重统筹提升我国植物迁地保护的有效性等。此外,由于我国一些植物园与国际顶级植物园几乎都是同步开展受严重威胁的濒危植物迁地保护及其科学研究,所取得的成果各有千秋,而且在保护的有效性上都存在着或多或少的问题,所以“国家植物园将对标世界顶级植物园”的提法是值得商榷的,我们的做法应是“他山之石,可以攻玉”。     

我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性

启动实施以国家公园和国家植物园体系为主导的就地和迁地保护相结合的生物多样性保护大战略,是我国作为世界生物多样性大国之一的科学使命和责任担当。本文以国家重点保护、受威胁和中国特有维管植物为对象,系统梳理了这3类植物在我国植物园的迁地保护概况,对这些植物的生活型、物种组成和系统发育多样性进行了比较分析,以期为当下国家植物园体系建设提供科学参考和依据。结果表明,我国植物园保存的此3类植物共计7,141种,分属265科1,271属,分别占我国维管植物科、属、种总数的76%、42%和23%。在7,141种植物中,国家重点保护植物743种,受威胁植物2,095种,中国特有植物5,957种,分别占我国国家重点保护、受威胁和特有植物总数的72%、59%和37%。这些植物包括乔木2,555种、灌木1,025种、草本3,117种、攀缘类419种和水生类25种。3类植物在各植物园的物种组成共有比例较低,系统发育多样性存在显著差异。     

迁地保护应当具有明确的灵活性

早期的新闻报道中提到国家植物园体系“逐步实现中国85%以上野生本土植物、全部重点保护野生植物种类得到迁地保护”的建设目标引发了质疑。实际上,《中国植物园体系布局方案》明确了更为实际的目标,包括到2025年设立5个左右国家植物园,实现70%以上的国家重点保护野生植物得到迁地保护;到2035年设立10个左右国家植物园,实现80%以上的国家重点保护野生植物得到有效迁地保护。植物园体系应当建立明确的迁地保护分级标准,即使在迁地栽培无法达到最高级别的保护标准时,仍可视为某种较低级别的迁地保护。迁地保护工作应与中国植物园体系有机结合,包括国家植物园、地区优秀植物园和地方植物园。通过全国植物引种数据联网共享的可能性,区域性和基层植物园可参与到迁地保护工作中,共同承担任务份额。迁地保护与就地保护、引种驯化并非对立的关系。就地保护优于迁地保护,但二者是相辅相成的关系。迁地保护和引种驯化并非绝对对立,可实现既保护又开发的目标。总体而言,未来迁地保护工作的一个重要方向是建立清晰的分级标准和数据网络,以明确迁地保护与其他保护形式的关系,实现明确的灵活性。     

气候变化对野生植物的影响及保护对策

以温室气体浓度持续上升、全球气候变暖为主要特征的全球气候变化对野生植物及生物多样性造成的潜在影响, 已经引起了国际学者的高度关注。本文总结了全球气候变化的现状与未来趋势, 概述了中国野生植物的保护及管理现状, 从不同侧面综述了国内外关于全球气候变暖对野生植物影响的研究进展和动态, 包括气候带北移、两极冰山退缩、高海拔山地变暖、海平面上升、早春温度提前升高、荒漠草原土壤增温、旱涝急转弯等对野生植物造成的影响以及气候变暖对种间关系和敏感植物类群的影响, 并从气候变化背景下全球生态系统敏感度、植物多样性、物种迁移与气候槽(sink areas)、物种适应与灭绝以及物候节律5个方面分析了未来全球变暖影响野生植物的总体趋势。在以后的野生植物保护与管理中, 应确定全球气候变化的植物多样性敏感区, 重点关注对气候变化敏感的植物类群以及气候要素改变植物-动物互作关系中的野生植物, 自然保护区的建设要重点考虑全球气候变化的影响, 通过在全球范围内对野生植物分布和种群变化进行长期、系统的追踪监测, 建立有效的数据库, 发展野生植物迁地保护的保育技术及信息网络, 发展有关野生植物对全球气候变化响应的量化指标及相应的模型。最后提出应将全球气候变化下野生植物保护与管理列入相关基金会的研究重点。     

中国植物引种栽培及迁地保护的现状与展望

本文在概要总结我国植物引种驯化和迁地保育的历史基础上,全面综述了中国植物园迁地保育植物的现状和特点、中国农作物种质资源保护现状、野生植物种子库的进展。我国植物园迁地栽培植物约396个科、3,633个属、23,340个种;我国农作物资源保存数量达到41.2万份,涉及作物种及近缘种1,890个;我国野生生物种质资源库收集植物种子5.4万份、7,271种植物。文章同时阐述了我国植物迁地保护存在的问题并对相关领域的未来发展进行了展望:(1)启动《中国迁地栽培植物志》编研计划;(2)部署迁地保护与就地保护的整合研究;(3)加强我国特有植物类群的迁地保育原理和方法研究;(4)促进基于迁地保育濒危植物的野外回归:(5)拓展重要植物资源的评价及发掘利用。     

珍稀濒危植物的野外回归研究进展

由于人类干扰及气候变化,很多珍稀濒危植物面临加速灭绝风险,进行植物回归是实现其有效保护的方式之一.本文从回归生物学建立并变成生物多样性保护的重要工具、回归中的遗传多样性问题、全球气候变化下的回归、回归过程中的定居限制及其克服、回归与生态恢复等5个方面综述了植物回归研究进展,并对植物回归发展趋势进行了展望.     

注意植物迁地保护中的遗传风险

稀有濒危植物迁地保护的长期目标之一就是要保护物种的遗传多样性和进化潜力。介绍了稀有濒危植物在植物园迁地保护过程中存在的一系列遗传风险。由于引种或取样的不足,容易导致被保存的物种缺乏足够的遗传代表性;盲目的引种、不合理的定植以及材料的来源不清则会导致稀有濒危植物的遗传混杂、近交衰退或杂交衰退;人为选择和生长环境的改变也容易造成濒危物种对迁地保护的遗传适应。在实际的迁地保护工作中,这些遗传风险往往被忽视。植物迁地保护中遗传风险将严重影响稀有濒危物种的回归和恢复。植物园应当重视濒危植物的遗传管理,以降低或避免迁地保护中的遗传风险。Abstract: Conserving genetic diversity of rare and endangered species and their evolutionary potential is one of the long-term goals of ex-situ conservation. Some potential genetic risks in ex-situ conservation in botanical gardens are presented. The preserved species may lack genetic representativity because of poor sampling. Inappropriate plantations, inadequate records and unclear kinships jeopardize endangered species to genetic confusion, inbreeding depression or outbreeding depression. Artificial selection and habitat conversion also potentially result endangered plants in adapting to ex-situ conservation, which had been usually overlooked. All the genetic risks can decrease the success of reintroduction and recovery. Therefore, appropriate genetic management should be carried out in botanical gardens to decrease or avoid genetic risks in ex-situ conservation.     

院地共建国家级秦岭植物园

陕西省人民政府、中国科学院联合共建秦岭植物园合作协议日前正式签定。该项工作的开展 ,对于秦岭生物多样性保护和科学研究、科普教育以及实现可持续发展具有十分重要的意义。据了解 ,建设秦岭植物园的主要目的是以生物多样性保护为核心 ,研究、开发、引进、集成植物迁地保护和就地保护的关键技术 ,尽快建成具有科研、科普、生物多样性保护、生态旅游等功能的综合性特大立地型国家植物园 ,争取达到世界一流植物园和国家生态示范基地的水平 ,从而为西部乃至国家社会经济发展提供战略支撑作用院地共建国家级秦岭植物园     

植物园发展的动向

对国内外植物园近十余年来发展的动向进行评述,列举了近年来一系列重要的植物园国际会议与重大活动,指出当前国际植物园工作的中心任务首先是物种保护。总结和分析我国植物园发展的历史和现状、存在问题以及在园貌建设上与国际先进植物园的差距。这些差距主要表现在：（１）植物的收集量;（２）活植物数据的积累;（３）罕见植物的引种;（４）现代技术的应用。作者最后提出,我国植物园发展应把握的几个主要问题是：（１）既是多功能全方位发展,又应各具特色;（２）生物多样性是植物园永恒的主题;（３）植物园应着重物种迁地保护的研究和实践;（４）植物园应重视栽培和利用植物并着重以药用植物为对象。     

分子标记在濒危物种保护中的应用

分子标记可揭示种群遗传和进化信息, 为制定濒危物种保护措施、指导恢复实践提供重要依据。本文主要介绍了分子标记在濒危物种保护过程不同环节中的应用, 包括: (1)正确识别保护单元, 如排除隐存种和杂交种的影响; (2)确定优先保护单元, 包括优先保护区域、优先保护物种、优先保护种群等; (3)指导迁地保护; (4)对保护工作的动态监测和评估。文章最后探讨了分子标记应用于保护的发展方向, 如开展长期的种群遗传组成监测、切实应用于保护管理实践、将基因组学等遗传信息用于全球变化背景下保护策略的制定等, 期望为分子标记技术在生物多样性保护的研究和实践中提供参考。     

片断森林植物多样性及其保护和恢复价值

森林片断化是导致生物多样性丧失最严重的单一因素。在片断森林中植物多样性除与片断面积有关外,还受边缘效应、瞬时取样效应、驰豫效应、远距离扩散的挽救效应以及背景生态系统的性质等影响。本文阐述了在这些综合因素影响下,片断森林中植物种类、丰富、性质的变化。由于这些综合因素的影响,不少片断森林尚有较高的保护价值,但需建立合适的评价体系和标准。片断森林在确定生态恢复目标、为恢复实践提供种源等方面也有重要价值。提出了对片断森林的保护措施。     

风雨历程六十载——中国科学院北京植物园历史回顾

北京植物园作为。中国科学院植物园网络建设‘温带地区的核心植物园,是我国“三北”地区（华北、东北、西北）野生植物迁地保护和生物多样性研究的重要中心,担负着野生植物资源发掘和迁地保护、总结植物引种驯化理论和技术方法等重要研究任务,     

全球生态问题与植物园的功能

本文概述了全球生态问题的热点和植物园可能起的作用。作者以许多具体的实例论证了资源植物和植物环境对人类生存的重要意义,阐明了植物园的功能,尤其在保护植物多样性,保护稀有濒危植物方面的重要作用。     

华南国家植物园植物引种及迁地保育

基于华南国家植物园的植物引种和存活记录,该文分析了其植物引种、存活以及专类园物种保育情况。结果如下:(1)自1956年以来,共引种维管植物19 154种99亚种136变种(80 597号),隶属325科3 952属,现存活11 581种52亚种80变种(24 352号),隶属290科2 777属; 引种记录涉及国家重点保护野生植物565种(现存活421种),覆盖了华南地区国家一级重点保护野生植物物种的94.7%(36/38,存活29种)、国家二级重点保护野生植物物种的76.4%(269/352,存活229种)以及受威胁植物物种的54.3%(547/1 008,存活414种)。(2)从引种地域来看,引自广东的植物最多(7 193号2 523种),其次主要为海南(3 658号1 593种)、广西(4 744号1 559种)等周边省份,另通过与全球61个国家的引种交换,获取了一些同纬度区域的珍贵植物资源。(3)木兰园等17个以植物类群为单位进行迁地保育的专类园区在引种数量及存活率方面整体处于较高的水平。(4)物种存活数量和引种频次相关性极显著(r = 0.85^***)。(5)华南地区自然分布物种的引种存活率高于其他地区。未来,华南国家植物园在植物迁地保护工作中应注意:(1)在调查、编目、评估和研究的基础上,强化热带亚热带地区珍稀濒危植物、本土植物和经济植物的引种收集,进一步提高迁地保护的数量和质量;(2)建立华南地区植物迁地保护网络体系,有效保护区域内植物多样性;(3)进一步完善迁地保育基础设施建设和提高信息化管理水平以提升迁地保护效率;(4)加强国际科研合作和物种交换。