数字化植物园的理论与技术思考—以华南植物园为例

植物园是通过人工模拟区域自然环境和群落结构,实现物种多样性高度富集并进行相关科学研究的机构,也是生物多样性保育、科普教育、资源储存和开发利用的基地。随着信息技术的发展及其在植物园中的应用,将产生数字化植物园。在研究数字化植物园发展历史的基础上,提出广义和狭义的数字化植物园定义,并以华南植物园的数字化建设内容为例,探讨了数字化植物园的信息技术体系、虚拟植物和专类园智能化管理技术等理论与技术体系结构。     

版纳植物园龙脑香科植物迁地保护成效与应用探讨

龙脑香科植物广泛分布于热带亚洲,被认为是亚洲热带雨林的标志性物种。中国科学院西双版纳热带植物园从建园开始就注重龙脑香科植物的研究、收集与保护,并建立了龙脑香科植物专类园。经过几十年收集,现已成为我国龙脑香科植物重要的保育基地。该文结合历年的引种保育、物候及生长量观测等资料,系统整理了版纳植物园在龙脑香科植物引种保育和研究利用的工作。结果表明:自建园以来,版纳植物园共收集了7属34种龙脑香科植物,国内的有11种,国外的有28种。国内引种种类长势良好,除广西青梅外均能开花结果。国外种类开花结果的有13种。此外,版纳植物园部分龙脑香科植物种子生物学特性、植株抗寒及抗病虫能力的分析,也说明版纳植物园的龙脑香科植物的迁地保护是成功的。该文还结合新的研究成果,对龙脑香科植物在造林、生态恢复等方面的应用进行了探讨,以期为进一步加强该科植物的引种、保育及研发等工作提供参考。     

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。     

濒危植物保护和我们的未来

<正>随着人口的增长、技术的进步和资源的索取,地球生态环境持续恶化,许多植物的生存正遭受前所未有的挑战,成为濒危物种甚至灭绝。有人甚至认为,目前平均每一分钟地球上就有一种植物灭绝。保育濒危植物已经刻不容缓!植物的保育分为就地保育和迁地保育两种方式。植物园在迁地保育中起到了极其重要的作用。据相关资料,当前全球有2 300多个植物园,共保育8万余种植物。中国科学院植物研究所北京植物园自建园以来,就将珍稀濒危植物保育作为基本任务之一。     

广东兰科植物多样性保育现状

为了使广东省的兰科植物及其遗传多样性得到有效的保育, 保存我国重要野生植物资源, 在2017-2019年间, 采用样线和样地相结合的调查手段、专家快速评估和野外调查相结合的评估技术以及Wilcoxon符号秩检验和Friedman检验的统计方法, 对广东省自然分布的兰科植物进行了全面的调查和濒危等级评估, 并对其在广东省自然保护区中的就地保育情况和全国植物园中的迁地保育情况进行了综合分析。结果表明, 广东省分布有兰科植物80属235种, 其中广东特有种20种; 广东兰科植物受威胁物种有186种, 其中极危11种、濒危114种、易危61种; 就地保育的兰科植物有111种, 迁地保育的兰科植物有156种, 就地和迁地共同保育的兰科植物有96种, 保育的有效程度较低; 另外, 就地、迁地、就地和迁地共同保育的兰科植物之间没有体现出明显的差异, 保育工作缺乏选择性和针对性。基于此, 我们建议广东兰科植物的保育工作应重视基础数据的收集和持续的野外监测、提高保育物种的数量、优化迁地保育物种的选择性和针对性、完善迁地保育和就地保育之间的协同性, 同时也应重视立法和公众教育, 并构建广东兰科植物保育的网络系统。     

数字植物园

数字化植物园是对内实现物种高效管理支撑、对外实现资源高效共享对接的重要手段,也是数字化时代背景下植物园日常基础工作之一。如今,数字化植物园项目已经逐渐成为各大植物园优先发展的方向性项目。植物园引种驯化基础数据库管理系统构建科研人员对中国科学院植物     

基于WebGIS的植物园植物物种管理信息系统

鉴于植物园现代化管理和国内外植物资源信息交流的迫切需要,利用WebGIS系统集成技术在Internet上建立了中国科学院武汉植物园植物物种管理信息系统。系统实现了基于网络的图形属性数据的双向查询,并具有新增、编辑、缩放、漫游、定位等功能,为植物迁地保育的动态管理提供了管理工具,为科研、科普等应用部门和科技人员提供了获取植物物种信息的工作平台。文中详细介绍了该系统的设计要求、数据来源、开发运行环境、数据库构成、系统功能等。     

药用植物保育云服务平台设计与实现

药用植物资源是中医药事业和生物医药产业赖以生存和发展的重要资源,同时也是我国的中医药文化遗产的载体。而药用植物资源的保育工作是药植资源可持续性开发与应用的基础。随着生物信息学与信息化技术的快速发展,利用包括云计算在内的新兴信息化技术,在传统种质资源保护与管理等方面的应用越来越多,然而,在药用植物资源保育方面还有待开发与应用。利用云计算、数据库应用及生物信息学等相关技术,对我国药用植物资源的保育数据进行信息化及平台建设,构建药用植物保育云服务平台系统。该系统通过收集、整理和加工药用植物资源信息,开展药用植物数据信息化与应用开发,完成药用植物保育云服务平台,可提供药用植物保护及新物种培育等方面信息查询服务。该平台对于药用植物研究相关的数据标准化、保育学科研究,以及信息共享与服务,具有较为重要的应用价值与社会意义。     

中国科学院武汉植物园招生简介

中国科学院武汉植物园始建于1956年。50年来,武汉植物园针对我国华中地区兼有南北气候过渡带的植物区系特点,在植物分类学、植物生态学、植物遗传学、水生植物生物学,资源植物学等方面为我国植物学基础研究、植物资源保护与开发利用、生态环境建设、国民经济与社会可持续发展做出了重大贡献,已成为我国在区域植物资源研究方面独具特色、在国内外享有一定声誉的植物学研究机构。     

中国科学院武汉植物园招生简介

中国科学院武汉植物园始建于1956年。50年来,武汉植物园针对我国华中地区兼有南北气候过渡带的植物区系特点,在植物分类学、植物生态学、植物遗传学、水生植物生物学,资源植物学等方面为我国植物学基础研究、植物资源保护与开发利用、生态环境建设、国民经济与社会可持续发展做出了重大贡献,已成为我国在区域植物资源研究方面独具特色、在国内外享有一定声誉的植物学研究机构。     

中国植物园五十年

概述了中国140多个植物园过去50年发展的历史过程、分布和特征,以及植物园在研究、保护、展示和利用生物多样性等方面的功能.评述了中国植物园早期在经济作物烟草、药用植物薯蓣和野生果树资源研究中对社会和经济发展的贡献,以及近年来在种子科学、物种保护、经济植物引种驯化和育种等方面的理论和应用研究成果.介绍了中国植物园活植物收集的现状.其中木兰科、姜科、苏铁类、药用植物、猕猴桃属和杜鹃属等收集圃的建设已属世界领先.介绍了植物园科普和旅游的发展和中国植物园特有的盆景艺术园和硅化木收集园.     

中国植物园五十年

概述了中国 14 0多个植物园过去 5 0年发展的历史过程、分布和特征 ,以及植物园在研究、保护、展示和利用生物多样性等方面的功能。评述了中国植物园早期在经济作物烟草、药用植物薯蓣和野生果树资源研究中对社会和经济发展的贡献 ,以及近年来在种子科学、物种保护、经济植物引种驯化和育种等方面的理论和应用研究成果。介绍了中国植物园活植物收集的现状。其中木兰科、姜科、苏铁类、药用植物、猕猴桃属和杜鹃属等收集圃的建设已属世界领先。介绍了植物园科普和旅游的发展和中国植物园特有的盆景艺术园和硅化木收集园     

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。     

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。     

面对21世纪的中国植物园

在总结中国植物园发展历史及当前国际植物园发展趋势的基础上,论述了中国植物园面对对世纪所必须重视的5个方面。（1）植物园整体质量和特征化,作者列举了10个方面的差距。（2）药用植物的栽培、利用和保护。从药用植物分类学研究,有效成分的分析及动态研究,药用植物栽培化和“地道药材”问题4个方面论述植物园的优势和潜力。阐明了“栽培化”的涵义。（3）引种和物种保护,指出广泛引种的重要性和重点种类迁地保护的必要性,并首次提出了“濒危生境”这个术语及其概念。指出了未来引种理论研究的方向及其对农业生产的意义。（4）活植物收集圃信息系统。（5）科普教育。作者认为,虽然不少植物园目前还面临着或多或少的困难,但就整体而言,未来的10年将是植物园继续较大发展的10年。     

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。     

“艺术的外貌、科学的内涵、使命的担当”——植物园500年来的科研与社会功能变迁(二):科学的内涵

世界植物园500多年来的科研行进轨迹既是整个生物学发展史的一个缩影, 也表现出人类对植物资源发掘与利用, 使之服务于经济与社会发展的不懈追求。从16-17世纪的植物园主要研究药用植物并发掘药物, 到18-20世纪以来从植物分类学逐步拓展至众多植物学分支学科, 进一步发展到当今的植物分子生物学及基因组、代谢组学等等。植物园在长达几个世纪的发展进程中, 其科学研究内涵始终贯穿其中, 既奠定了18世纪植物分类学的根基, 也对18世纪以来许多生物学发现及其理论体系的建立作出了不可磨灭的贡献。同时, 16世纪以来跨大陆、跨地区、跨国家之间的植物引种驯化及其发掘利用与传播深刻改变了世界经济社会格局, 影响了一些国家的兴衰。在近代500多年的植物引种驯化与传播过程中, 植物园发挥了引领作用。本文试图对植物园500年来的科学研究轨迹进行梳理, 展望当今植物园在植物宏观与微观生物学及其大数据时代相关研究领域的发展趋势, 为我国植物园的科研方向提供可借鉴的参考。     

论我国国家植物园体系建设: 以任务带学科构建国家植物园迁地保护综合体系

植物园诞生的原初是“皇家”或“国家”意志的产物, 植物园的概念从公元前2,800年我国的“神农本草园”起源, 至今已历经沧桑巨变, 而西方文艺复兴后演替出了现代植物园。科研、保护、教育与示范四大功能始终是植物园的主线。植物园作为专门从事野生植物收集、科学研究、引种驯化和保护利用的专业研究机构, 始终肩负着国家的重要使命。本文系统综述了植物园的起源与演变, 并对世界各国的国家植物园与国家植物园体系进行了系统梳理和分析。在对我国植物园历史与发展概况总结的基础上, 论述了我国国家植物园体系建设的定位与目标、区域布局、科学研究、人才队伍、基础设施等五个方面的思考, 以任务带学科构建我国国家植物园迁地保护综合体系。     

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。     

中国植物园展望

In China, a new period of development in the first decaje of the 21st Century with rapid urbanization,was marked by investment in construction of over five billion yuan. At this time of rapid change it is important for botanical gardens to follow three principles, "scientific contents, artistic appearance, and cultural display", so as not to become public parks. The scientific component is important. It is not necessary for every botanical garden to do basic botanical research but they should all be involved in plant conservation issues, especially ex-situ conservation and keep accurate data on their living collections. Although a heavy responsibility this documentation is the foundation and the bottom line of scientific meaning for a botanical garden. Economic plant research, exploring new resources, was a major contribution of botanical gardens historically and remains important for sustainable cities and the national economy of China. Education and ecotourism are important ways for botanical gardens to serve the public displaying the interesting plant collections to enhance relaxation and well-being. It is reasonable to make income through all activities in a botanical garden but this should not be the major goal. It should be understood botanical gardens are comprehensive and multi-functional bodies determined by science, the arts and culture.