国家植物园助力生物多样性保护的3个途径

国家植物园助力生物多样性保护的途径与方法

 

位于首都北京的国家植物园，是中国设立的第一个国家植物园，在中国国家植物园体系中处于核心地位。国家植物园与其他地域性植物园的不同在于：它是以开展植物迁地保护、科学研究为主，兼具科学传播、园林园艺展示和生态休闲等功能的综合性场所，是从国家层面开展植物多样性保护的机构，也是衡量一个国家经济、科技、文化、生态、社会可持续发展水平的重要标志[6]。国家植物园如何在生物多样性保护中发挥更重要作用？笔者认为主要通过物种收集、科学研究、国际合作以及科普教育4个途径助力中国乃至世界生物多样性保护工作。

 

 

国际学术界公认的生物多样性保护手段主要是就地保护（insituconservation）与迁地保护（exsituconservation），植物园是开展植物迁地保护最主要的机构。活植物收集及其信息管理是植物园的核心工作，也是开展其他工作的基础。国家植物园目前已收集、保存植物约1.7万种（含种下单元），其中中国特有种786个，植物收集保护水平在全世界植物园中名列前茅。2021年国家林草局颁布的《国家重点保护野生植物名录》中包括455种和40类，共1101种野生植物，国家植物园已迁地栽培和保护354种，约占总数的1/3。

同时，国家植物园还收集保护了《濒危野生动植物种国际贸易公约》（ConventiononInternationalTradeinEndangeredSpeciesWildFaunaandFlora,CITES）附录中的植物1412种，《中国生物多样性红色名录高等植物卷》极危（CR）物种79种、濒危（EN）物种150种、易危（VU）物种170种，涵盖了兰科、苦苣苔科、天南星科、苏铁科、景天科、仙人掌科等多个植物类群。国家植物园已成为保护珍稀濒危植物的“挪亚方舟”，也为科研、科普、园艺展示等提供了丰富的植物材料。

 

国家植物园研究员孔宏智表示：“与就地保护不同，生物多样性热点区域对迁地保护而言并不是最为重要的因素。利用科技手段实现植物在多地迁地保护，有利于降低因区域自然灾害、极端天气及突发状况造成的植物物种的灭绝风险，有助于提高植物资源保护的稳定性，为国家保存重要的战略资源。”[11]这也是设立国家植物园的意义所在。

 

 

迁地保护不仅是把植物引种到植物园进行栽培，由于植物种类众多、习性不一，迁地保护还包括众多理论研究与技术方法创新。而且，迁地保护的材料不仅包括活植物，还包括种子、花粉、离体器官和DNA材料等；迁地保护还涉及植物学、植物分类学、植物生理学、种子学、土壤学、物候学、生态学、繁殖生物学、居群遗传学等多门学科[15]，还包括植物引种收集、栽培管理、物候及生长发育监测、繁殖、野外环境评估、回归及监测等内容。因此，迁地保护是一项综合性系统工程，需要科研的强力支撑。

 

国家植物园在植物多样性调查与信息数据建设方面做了大量基础研究工作，为摸清中国植物资源底数做出了巨大贡献。国家植物园先后组织完成编研国家级植物志——《中国植物志》中、英版，这是目前中国最权威、最经典的植物志书；从2008年起国家植物园与国际物种2000组织（Species2000）合作，组织专家参考最新资料逐年更新和发布《中国生物物种名录》。为贯彻落实国务院批准发布的《中国生物多样性保护战略与行动计划（2011—2030年）》，国家植物园参与编制了《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》[19]和《国家重点保护野生植物名录》[20]。当前，生物入侵已经成为全球性环境问题，是导致全球生物多样性丧失的一个重要因素，中国已成为遭受外来生物入侵危害最严重的国家之一，国家植物园编著的《中国外来植物名录》[21]于2022年正式出版，为中国开展植物保护与生态环境保护工作提供了重要基础资料。

 

同时，在迁地保育技术研究方面，国家植物园以兰科植物为突破口，先后对大花杓兰（Cypripediummacranthum）、三蕊兰（Neuwiediasingapureana）、杓唇石斛（Dendrobiummoschatum）等珍稀濒危种开展保育研究。早在2004年，国家植物园的前身北京植物园就启动了北京地区杓兰属植物的资源调查和保育研究，攻克了大花杓兰种子非共生萌发与繁育技术难题[22-23]，将人工繁育的幼苗回归到北京山区的原生境（图2）。

2016年起，国家植物园兰花保育研究团队多次前往位于四川横断山区腹地的黄龙自然保护区，开展原产温带兰科植物的保育生物学研究，于2019—2020年，近地回归4000余株温带高山兰花幼苗，实现了迁地保育的全流程。国家植物园兰科植物保育研究达到了国际领先水平，多篇研究成果发表于SCI期刊，得到业内专家认可[24-27]。

 

除此之外，国家植物园在水杉（metasequoiaglyptostroboides）、珙桐（Davidiainvolucrata）、百花山葡萄（Vitisbaihuashanensis）、千岁兰（Welwitschiamirabilis）、丁香叶忍冬（Loniceraoblata）、槭叶铁线莲（Clematisacerifolia）等珍稀濒危植物迁地保育研究中也取得一定成果。尤其是世界珍稀濒危植物巨魔芋（Amorphophallustitanum）的迁地保护研究取得巨大进展，2022年7月实现了全球范围内首次人工栽培群体开花（图3）。

新华社对巨魔芋群体开花的系列报道[28]被7个语种专线采用，特别是在巨魔芋的原产地印度尼西亚，其国家通讯社安塔拉通讯社和当地主流媒体也进行了报道，这不仅彰显了中国国家植物园的迁地保护水平，同时扩大了中国国家植物园在世界行业内的影响力。

 

植物迁地保护既是一个应对危机的科学问题，又具有多学科和研究方向协同攻关的属性。科学有效的迁地保护是在保护生物学理论指导下开展有针对性的保护[29]。植物园的科学研究不仅为珍稀濒危植物的保护、繁殖及野外回归提供相关信息和理论依据，同时园艺技术研究能够提高珍稀濒危植物的成活率[30]。此外，这些研究成果还可以为物种的就地保护提供指导，因此，强大的科研水平能为植物迁地保护提供重要保障。

 

 

设立国家植物园是中国履行大国国际使命与责任担当的具体举措。随着生态文明建设的深入推进，作为《生物多样性公约》缔约国之一，中国在生物多样性保护方面的举措取得了显著成效，也得到了世界的广泛认可。生物多样性保护是世界各国共同的责任，需要大家携手合作。

 

作为中国植物迁地保护的主要机构之一，国家植物园是国际植物园保护联盟（BotanicGardensConservationInternational,BGCI）最高成员单位和国际咨询委员会（InternationalAdvisoryCouncil,IAC）成员单位之一，是国际植物园应对气候变化联盟（ClimateChangeAllianceofBotanicGardens,CCABG）创始单位及东亚代表，也是北京市国际科技合作基地，代表着国家和首都形象。国家植物园还与世界重要植物研究机构开展国际科技合作与交流，先后与英国皇家植物园邱园、爱丁堡植物园、澳大利亚维多利亚皇家植物园、美国哈佛大学阿诺德树木园等70多个国际知名植物园和专业机构保持合作关系（图4）。

 

同时承担了多项科学技术部、国家自然科学基金委员会和中国科学院重大国际合作项目，包括“泛喜马拉雅地区植物调查和《泛喜马拉雅植物志》的编研”“亚洲植物多样性编目及亚洲植物数字化计划”“中非联合研究中心建设”等项目，其中《泛喜马拉雅植物志》项目由中国、英国、印度、尼泊尔、日本和美国等多国植物学家合作，首次对喜马拉雅地区的植物种类进行全面、系统、科学的考察与记录；该项目是中国经典植物分类学上的第一个原创性国际项目且中国占据主导地位，项目的实施体现了中国植物园解决和应对全球问题的智慧与力量。

 

 

科普教育是植物园的主要功能之一，对于国家植物园来说，对公众进行科学知识普及与文化传播更是义不容辞的责任。国家植物园科普团队含近20名专职人员和数十名兼职人员，每年针对不同年龄段的公众开展自然教育活动，建立了具有植物园特色的“研究性学习”（法语：travauxpersonnerlsencadrés,TPE）科普教育模式，通过串联理论、探索、情感，引导公众以科学为基础，关注生物多样性保护。

 

科普团队还重点打造了以植物为核心，生物多样性保护为重点，惠及不同年龄段的科普活动网络，如“专家带您识花草”“自然享乐”“生态课堂”等活动（图5）。

 

建于1996年的科普馆经过改造提升后于国家植物园挂牌当日重新对游客开放，展陈面积1590m2，包括1个固定展厅、2个临展厅以及2个活动教室，每年约有100万人次参观。此外，通过举办科普活动及文章、视频推送等不同科普形式，每年线上加线下受众逾1000万人次，对提高民众生物多样性保护意识及科学素养发挥了重要作用。2021年，国家植物园被中国科学技术协会认定为2021—2025年度第一批全国科普教育基地。