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。     

2021年中国植物科学重要研究进展

2021年中国植物科学家在国际综合性学术期刊及植物科学主流期刊发表的论文数量相比2020年显著增加, 在雌雄细胞识别与受精、干细胞命运决定、菌根共生、光合膜蛋白复合体、氮磷养分利用、先天免疫、作物从头驯化与基因组设计等方面取得了重要研究进展,“异源四倍体野生稻快速从头驯化”入选2021年度“中国生命科学十大进展”。该文总结了2021年度我国植物科学研究取得的成绩, 简要介绍了30项重要进展, 以帮助读者了解我国植物科学的发展态势, 思考如何更好地将植物科学研究与国家重大需求有效衔接。     

“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。     

论植物园的活植物收集

对植物园活植物收集评价、引种中的取样方法和迁地保护种群大小等问题进行了论述.对活植物收集的评价包括科学性和代表性,最具有科学意义的是经过调查从野外收集的有完整记录的材料,其次是从植物园等机构 引种的有记录的材料,再次是从各地引种的基本上无记录的材料.根据收集物的代表性可分为具有保护意义的收集和保护性收集.取样技术主要针对保护性收集而言,要求收集样本能涵盖该物种95%以上、频率大于5%的等位基因.活植物收集种群的大小应从科学性和现实性二方面来考虑,对植物园里大量的具有保护意义的收集,其种群大小为乔木10～20株,灌木40～50株,草本100～200株;对于保护性收集则至少为乔木50～100株,灌木200株或更多,草本300～500株以上.另外,对当前植物园活植物收集圃建设的一些重要问题也进行了探讨.     

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.     

植物园活植物信息管理计算机化的现状及前景

植物园活植物信息管理系统是植物园适应时代和自身发展需要,首先在西方发展起来的一种新的植物园活植物信息管理手段,本文综述了植物园活植物信息管理系统发展的基础和国内外发展的现状,分析了活植物信息计算机化过程中存在的问题及发展前景     

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     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

活植物收集圃信息系统

本文介绍了南京中山植物园活植物收集圃信息系统。该系统是利用关系数据库ＯＲＡＣＬＥ及Ｃ语言开发的,具有安全、数据可共享及可维护性强等特点。适用于大、中、小植物园、树木园、自然保护区和其他活植物田间收集圃。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。