国家植物园体系建设


国家植物园究竟该怎么建?

本报记者/杜威

发表于《中国新闻周刊》2022年2月28日第1033期

2022年1月4日,国务院批准在北京建立国家植物园。同时,将在北京、广州等地启动国家植物园体系建设。与国家公园侧重于就地保护不同,国家植物园的主要任务之一是迁地保护。

许再福曾任中国科学院西双版纳热带植物园主任、中国植物园分会植物学会名誉主席,著有中国第一部植物迁地保护著作。

他告诉《中国新闻周刊》,如今建设国家植物园最迫切的是提高植物的迁地保护水平和有效性。“不满足于有多少个植物园,采集多少种植物,是很肤浅的。”

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植物园应该设在物种最丰富的地方

北京植物园位于香山脚下的卧佛寺附近,占地231公顷。据官网介绍,其植物展区分为观赏植物区、树木园区和温室区,共收集展示植物10000余种(含品种)。是中国唯一拥有世界三大温室旗舰物种(巨魔芋、海椰子、罗勒)的植物园。北京植物园对面就是中国科学院植物研究所。它的植物园占地74公顷,收集和保存了7000多种植物。这两个园林都是1956年批准建立的,俗称“北园”和“南园”。这次在北京成立的国家植物园,是以两个园建设为基础,合并规划,统一挂牌,规划面积约600公顷。

北京植物园科普馆馆长王康表示,世界上植物园通常有四大功能:园艺展示、科学普及、科学研究和物种保护,不同的植物园有不同的功能。在国家植物园建立之前,北京植物园(简称“北园”)的主要功能是园艺展览和科普教育。中国科学院植物园的任务主要是科学研究和物种保护。建立国家植物园的主要目的是加强植物的迁地保护。

迁地保护指的是保护的目的。既可以指植物园活体植物的培育和保存,也可以指建立种质库保存植物种子、组织和器官。迁地保护不是简单的把植物挖出来种在公园里,最常规有效的方法是引种栽培,建立专门的植物园(区)。中科院华南植物园高级工程师、国际植物园保护联盟(BGCI)中国办公室主任文告诉《中国新闻周刊》,迁地保护优先选择“3E”植物,即濒危、特有、有经济价值的植物。

2020年8月1日,中科院植物所北京植物园盛开的王莲和睡莲吸引了众多摄影爱好者。图/视觉中国

目前,全世界有2000多个植物园,拥有10多万种植物,占世界植物种类的30%。中国有36000多种高等植物,近200个植物园,23000种保存植物。换句话说,中国高等植物的数量约占世界总数的1/10,植物园的数量约占世界总数的1/10,比例大致相当。在中国,迁地保护植物种类已经达到原生植物种类的60%。

随着时代的变迁,植物园有着不同的功能。1985年,首届“植物园与世界自然保护战略”国际会议在西班牙召开,将植物园与世界生物多样性保护紧密联系在一起,使迁地保护成为植物园日益重要的使命。

近年来,将就地保护、迁地保护和植物回归相结合的综合保护理念越来越受到重视并应用于植物多样性保护。由于威胁生物多样性因素的多样性和复杂性,任何单一的保护方法都不可能成功。这些理念有力地推动了植物园的发展。从20世纪80年代后期开始,中国植物园的数量从大约70个迅速增长到2005年左右的大约200个,平均每三个月增加一个。

王康说,在京建立国家植物园至少有三方面的考虑,第一是国家形象的象征;其次,考虑到科普的需要,“北园”每年有400万人次的客流量;第三,北京国家植物园是收集和保存北温带代表性植物的理想场所,也是中科院植物所国家队的福地。

许再福在许多文章中提到,中国的植物园和植物多样性的分布严重不平衡。物种越丰富,植物园分布越少。中国植物园的发展主要集中在中东部沿海发达地区的一些大中城市,投资往往几亿甚至十几亿元。然而,在生物多样性更丰富、生态环境更独特的地方,植物园却很少或没有。第一批国家重点保护植物中约有20%没有迁地保存,大部分分布在高山、亚高山、寒带、寒温带、干旱半干旱地区等。这也是第一批重点保护植物保存率徘徊在80%左右的原因之一。

世界各地植物园的分布格局都存在类似的问题。分布在欧美和北美的植物种类有28000种,不到世界植物种类总数的1/10,但植物园约有900个,约占世界总数的一半。在经济不发达的南美,有9万种植物,而植物园只有近100个。

许再福认为,真正从科学意义和迁地保护的角度考虑,考虑到昆虫和鸟类的栖息地和授粉问题,植物园应该选址在远离大城市的地方,选择物种丰富的地方,最好是靠近自然保护区或者有大面积自然植被的地方。这样可以把就地保护、迁地保护、引种回归自然结合起来,避免因生态环境差异太大、人为措施干预太多而导致的“水土不服”和“人工驯化”。

1959年,在植物学家蔡的领导下,西双版纳热带植物园在位于云南南部西双版纳热带丛林中的葫芦岛建成。是中国规模最大、物种收藏最丰富、植物专类园最多的植物园,也是中国第一个露地栽培植物超过万种的植物园。

2021年10月3日,游客在北京植物园观赏植物。图/视觉中国

这次在北京设立国家植物园的时候,也有人提出了北京纬度高,在户外可以栽培生长良好的植物种类有限的问题。对此,王康解释说,就物种而言,国家植物园的南园和北园收集和保存的植物物种有数千种。未来,国家植物园将迁址保护东北、华北、西北地区的植物,即“三北”地区和世界上同纬度地区、相似气候类型的植物。一些不能在露地栽培的植物,会放在温室里,或者在京郊适合植物生长的地方设立实验站。

许再福说,露地是植物迁地保护的主要场所,温室只能是辅助措施,起到更大的科普作用,很难真正实现生物多样性保护的目的。"北方温带植物的多样性仍然相对较少。"据一位业内专家介绍,北京国家植物园的定位应该是以北方植物的露地栽培为主。如果建造大规模的温室,也会带来巨大的开支。

在全球植物园中,设立在首都的案例很多。许再福解释说,这是因为在早期的欧美国家,植物园没有承担生物多样性保护的功能。另外,随着城市化的进程,原来建植物园的郊区变成了城区,这是客观原因造成的。

根据国家林草局的规划,除了在北京建立国家植物园外,未来还将在广州等地建立区域性国家植物园。国家植物园体系建设将采取整合与新建相结合的方式,以代表典型气候带和典型植被特征的区域性国家植物园为主要框架。

我国的植物园大多建在城市,面积较小,这也是限制植物迁地保护的重要因素。据许再福2008年对全国120多个植物园的统计,面积小于40公顷的小型植物园占总数的40%,面积大于100公顷的植物园约占1/3。所有植物园中有相当一部分是城市公园。“城市里面积不大的植物园,不用承担生物多样性保护的任务,主要行使科普功能。”许再福说。根据规划,国家植物园的建设将包括“北园”北侧的山林,使植物园总面积达到近600公顷。

提高迁地保护的有效性

在许再福看来,植物的迁地保护至少要遵循三个基本原则,即植物迁地与原生地的光照、温度、水湿度的“气候相似性”;地形、地貌、土壤基质等“生境相似性”;以及由动物、植物、微生物组成的“植物群落相似性”。比如海拔600米的西双版纳植物园,种植在海拔1200米以上的本地珍稀濒危植物,如鸡毛松、云南飞机树等,由于气候条件变化较大,适应性和生长性较弱,不会开花结果。

许再福说,中国受威胁植物的迁地保护仍处于物种收集和保存阶段,收集的种子大多来自个别自然种群和少数母株。“往往采集一株,再进行繁殖”,不能包含所有的遗传多样性。如果以一个种群中至少有10个个体被迁地保护为评价标准,国内植物园中有54%的物种不符合标准,仅保存了1-5株,约占总数的45%。并且相当比例的物种是在植物园之间互相介绍的。它们容易近亲繁殖,近亲衰退,类似于近亲繁殖。不同种群的个体在一起种植,可能会出现杂交衰退,各个种群的遗传多样性无法得到保护。再者,由于植物园的土地、人力、资金有限,很多植物园每株数量都很少,这是需要更大植物园的迁地保护的关键。

中国野生动物保护协会迁地保护委员会副主任、昆明植物园园长孙伟邦及其团队从2004年开始从事野生植物极小种群保护的研究与实践。他向《中国新闻周刊》解释说,濒危物种的拯救和保护是一个系统工程,包括系统的野外调查、对分布在保护区外的物种或种群建立保护群落、繁殖生物学和人工繁殖技术研究、就地(迁地)保护等。以云南特有的珍稀野生植物——漾濞槭为例。它是一种叶子毛茸茸的植物,看起来像一只胖胖的手掌,有一对果实翅膀。因在云南大理漾濞县发现而得名。起初,野生的只有五种。收获一批种子后,孙伟邦带领团队突破人工繁殖关键技术,2009年人工培育出1600多株槭漾濞幼苗。“要将1000多株幼苗与田间5株的遗传多样性和遗传结构进行比较,确定种植多少株以维持该物种的遗传多样性,并建立最小取样策略”。

孙伟邦认为,目前更重要的是摸清“家底”,确定哪些物种需要抢救性保护。2017年全国35784种野生高等植物评估显示,受威胁比例为15% ~ 20%,有4804种缺乏数据。中国植物园迁地保护的受威胁植物约有1500种,约占全国受威胁植物的39%。在孙伟邦看来,这些数字有一定的指导意义,但“不一定完全准确”,必须去实地考察。对于受威胁的植物,需要进一步确定哪些应该优先保护。

评价迁地保护效果也是一个漫长的过程。高40多米,冠形奇特,树冠优美,是云南一些地区特有的极小物种。1983年,昆明植物园对来自云南西畴县的盖木采种育苗进行了迁地保护。直到2013年,引进的树冠木才第一次开花。“迁地保护是否成功,首先要看能不能开花结果。”孙伟邦说,极小种群中的野生植物,绝大部分是木本植物。仅分布于云南省巧家县的巧家五针松,在昆明植物园经过12年的迁地保护后才会开花结果,生长需要8年时间。

孙伟邦的一个博士生花了5年时间研究盖木的迁地保护遗传多样性。昆明植物园和华南植物园分别保存了野生海棠70.27%和32.43%的遗传多样性。与其他两个相比,前者做得很好。

与迁地保护相比,近地保护被认为是一种保护效力远高于迁地保护的措施。所谓近地面保护,是指在受保护植物的生境相似的地方,在地面附近建立保护基地。根据许再福的研究,同种植物在近地保护中的生长适应性和年生长量在大多数情况下都远远高于迁地保护。许再福说,近地保护的成本更低,这也是植物园应该尽可能接近自然的原因。

世界上还没有哪种植物真正成功回归

2002年,文赴美国密苏里州立大学圣路易斯分校留学。2003年,一个国内的朋友让她去世界级的密苏里植物园找一个植物素材。密苏里植物园已有160多年的历史,是全世界植物保护的圣地。之后,公园的管理人员给文提供了详细的资料,“包括植物是什么时候引进回来的,在植物园什么地方种的,有多少株,生长状况如何,哪些植物已经不在植物园了,不在的原因,工作人员都能回答清楚。”文英说,国外很多知名植物园对自己园内采集保存的植物管理得非常好,档案信息非常清晰。“虽然国内很多植物园采集的植物可能有几千种甚至一万多种,但有多少植物是活的、怎样活的并不是特别清楚,存在‘重引进轻管理’的现象。国内外植物园对引种采集植物的管理还有一定差距。”

建立植物园科学档案管理系统是由国际植物园保护联盟(BGCI)首先提出的。但是到目前为止,我国除了作为主管部门的中科院之外,少数植物园建立了科学记录制度。“大多数植物园的植物记录只有一个名字,有时还挂个招牌,缺乏系统的记录”。许再福说,“甚至连科学的记录系统也没有建立起来。如何评价迁地保护的成效,为植物的可持续利用等问题提供科学依据,如何开展科普教育?”

文说,我国很多植物园缺乏采集保存植物的档案记录,原因很多:一是过去没有认识到迁地保护植物的价值和作用,导致对这项相关工作重视不够;二是有的植物园可能有植物档案的原始记录,但由于植物园管理的疏漏,人员更换过快,工作交接不当,导致档案丢失。然而,最近一些植物园,特别是新建的植物园,开始关注这项工作。

人才是另一个问题。对于植物园来说,传统植物分类学是植物园需要的最基础的学科,直接关系到园内植物栽培和迁地保护的成效。由于传统植物分类学研究周期长,坐冷板凳难,发表文章速度不快,文章影响因子不高,在过分强调SCI论文数量的趋势下,高校植物分类学人才培养面临危机。王康坦言,国家植物园成立后,由于功能定位的变化,人才的供给、实验室和设备的升级都是挑战。目前北京植物园(“北园”)植物分类学人才只有十个左右。未来以迁地保护为重点,“人才会不够”。

植物园引种栽培植物的最终目的是让植物回归自然。回归植物比迁地保护更难,也更花钱。植物回归自然后,管理和监控是两大挑战。文英所属的BGCI将为每个受保护的物种提供3到5年的资金,从24000到40000不等。植物园、林业厅等合作机构也有相应的配套资金,但对于植物多样性的保护,资金仍然不足。

评估人口回归是否成功也是一个长期的过程。截至2020年底,国内植物园已开展约300个植物引种项目,涉及206个物种。孙伟邦解释说,植物回归自然成功的标准是种群要能自然更新,对栖息地无害,参与其生态系统的生态过程。从这个意义上说,世界上没有植物回归的成功案例。

许再福认为,国内的植物园应该根据自己的基础和资源进行适当的定位,而不是一味的追求引种栽培,展示植物种类的数量,追求完美,涵盖方方面面。

孙伟邦表示,植物园在制定物种采集和保存策略时,应充分考虑采集和保存物种的目的。国内植物园要考虑自己的收藏策略和迁地保护策略。“想想采集每一株植物的目的,是为了科学研究,物种保护,还是为了科学传播,资源利用,保证区域和国家战略植物资源的安全,国内很多植物园似乎都没有认真思考过这个问题”。

(参考:植物园六十年的实践与认知)

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