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国家植物园究竟该怎么建?

本刊记者/杜玮

发于2022.2.28总第1033期《中国新闻周刊》

2022年1月4日,国务院批复同意在北京设立国家植物园。同时,还将在北京、广州等地启动国家植物园体系建设。与重在就地保护的国家公园不同,国家植物园的一个主要任务,是迁地保护。

许再富曾担任中国科学院西双版纳热带植物园主任、中国植物学会植物园分会名誉理事长,编写了国内首部植物迁地保护著作。

他对《中国新闻周刊》说,如今建设国家植物园,最亟待的是实实在在提高植物迁地保护水平和有效性,“不能满足于有多少个植物园,收集了多少种植物,这是表面的”。

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植物园应选址在物种最丰富的地方

北京植物园位于香山脚下卧佛寺附近,占地231公顷。据官网介绍,其植物展览区分为观赏植物区、树木园和温室区,收集展示各类植物10000余种(含品种),是全国唯一拥有世界三大温室旗舰物种(巨魔芋、海椰子、千岁兰)的植物园。与北京植物园一街之隔,是中国科学院植物研究所,其所属植物园占地74公顷,收集保存植物7000余种(品种)。两园均于1956年被批准建立,俗称“北园”和“南园”。此次在北京设立的国家植物园即依托两园建设,进行合并,统一规划、统一挂牌,规划占地面积约600公顷。

北京植物园科普馆馆长王康介绍说,国际上植物园的功能通常有四种:园艺展示、科学普及、科学研究及物种保护,不同植物园功能有所侧重。在没有建立国家植物园之前,北京植物园(“北园”)的主要功能是园艺展示和科普教育,中科院植物园使命主要为科研和物种保护。国家植物园的建立,其主要目的是强化对植物的迁地保护。

所谓迁地保护,就是从保护的目的出发,既可以指在植物园中栽培保存活植物,也指建立种质库保存植物种子、组织、器官等。迁地保护不是简单地把植物挖过来栽在园区里,最常规及有效的方法是引种栽培及建立植物专类园(区)。中科院华南植物园高级工程师、国际植物园保护联盟(BGCI)中国办公室主任文香英对《中国新闻周刊》说,迁地保护优先、重点保护的是“3E”植物,即濒危的(Endangered)、特有的(Endemic)、具有经济价值(Economic value)的植物。


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

目前,全世界共有超过2000多个植物园,保存超过10万种植物,占全球植物种类数的30%。中国拥有高等植物3.6万余种,植物园接近200个,保存植物2.3万种。换句话说,中国高等植物数约占全球的1/10,植物园数量占世界植物园总数的约1/10,二者比例大体相当。而中国迁地保护植物种类已达到本土植物种类的60%。

植物园随时代变迁有着不同功能。1985年,第一次“植物园和世界自然保护战略”国际会议在西班牙召开, 把植物园与世界生物多样性保护紧密联系起来,使得迁地保护成为植物园越来越重要的使命。

近些年,将就地保护、迁地保护、植物回归相结合的综合保护理念,被日益重视、应用到植物的多样性保护中。由于威胁生物多样性因素的多样化和复杂性,任何单一的保护方法都不可能取得成功。这些理念都有力地推动了植物园的发展。从1980年代后期,中国的植物园由70个左右快速发展到2005年前后的约200个,平均每三个月增加一个。

王康说,国家植物园设立在北京,至少有三重考量,首先是国家形象的象征;其次考虑到科普需要,“北园”每年有400万人次客流量;再次,设在北京的国家植物园是收集、保存北温带代表性植物的较为理想之地,此外还有中科院植物研究所这支“国家队”的加持。

许再富在多篇文章中提到,中国的植物园与植物多样性分布存在严重失调,物种越丰富的地方,分布的植物园反而越少。中国植物园的发展主要集中在中部、东部沿海发达地区的一些大、中城市,投资动辄上亿元,甚至十多亿元。而在生物多样性越丰富和生态环境越独特的地方,只有极少量的或没有植物园。国家第一批重点保护植物中约20%没被迁地保存的植物,绝大多数就分布在高山、亚高山、寒带、寒温带,以及在干旱、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。

世界范围内,植物园的分布格局也存在类似问题。欧美和北美分布植物种类有2.8万种,不到世界总植物种类数1/10,却建有约900个植物园,约占世界总数一半。而在经济欠发达的南美洲,分布有9万种植物,只有近100个植物园。

许再富认为,真正从科学意义和迁地保护的角度来看,考虑到生境和昆虫、鸟类等传粉等问题,植物园选址应远离大城市,选择物种丰富的地方,最好靠近某一自然保护区或靠近大面积自然植被。这样就可以将就地保护、迁地保护以及引种回归自然相结合,且可以避免因生态环境差异太大和人为措施干预过多而产生的“风土驯化”和“人工驯化”。

1959年,由植物学家蔡希陶领导,在地处滇南西双版纳热带丛林“葫芦岛”上创建西双版纳热带植物园,是中国面积最大、收集物种最丰富、植物专类园区最多的植物园,也是国内首个露地栽培植物种类超过万种的植物园。


2021年10月3日,游客在北京植物园观赏植物。图/视觉中国

此次在北京设立国家植物园,有人也提出了北京纬度偏高,户外可栽培并生长良好的植物种类有限的质疑。对此,王康解释说,剔除品种,仅就物种而言,国家植物园南、北园收集、保存的植物种类达几千种。未来,国家植物园将迁地保护东北、华北和西北即“三北”地区及国际上同纬度地区、相似气候类型的植物。一些无法露地栽培的植物,将置于温室或在北京郊区、适合植物生长的地方设立实验站。

许再富表示,露地是植物迁地保护的主要场所,温室只能是一个辅助性的措施,更多起到科普展示的作用,难以真正实现生物多样性保护的目的。“北方温带植物的多样性还是相对比较贫乏。”一位业内专家分析说,设立于北京的国家植物园定位应以露地栽培北方植物为主,如果建大面积的温室,也将带来巨大的花费。

全球植物园中,并不乏设立在首都的案例。许再富解释说,这是因为早期在欧美国家,植物园并没有承担生物多样性保护的功能。另外,随着城市化的进程,原本建设植物园的郊区变成了城区,这是由客观原因造成的。

按照国家林草局的规划,除了在北京设立国家植物园,今后还将在广州等地建设区域国家植物园。国家植物园体系建设将采取整合与新建相结合方式,以代表典型气候带和典型植被特征的区域国家植物园为主体的构架。

中国的植物园大多建在城市中,面积较小,也是限制对植物迁地保护的重要因素。根据许再富等人2008年对于全国120多个植物园的统计,面积在40公顷以下的小型植物园占总数的40%,超过100公顷的植物园占1/3左右。所有植物园中,相当一部分为城市公园性质。“城市中面积很小的植物园,不必承担生物多样性保护的任务,主要行使科普职能。”许再富说。此次国家植物园建设,按照规划,将把“北园”北侧山林纳入,使得植物园总面积达到近600公顷。

提高迁地保护的有效性

在许再富看来,植物迁地保护至少要遵循三项基本原则,即迁移地和植物原生地光温、水湿的“气候相似”;地形、地貌和土壤基质等“生境相似”;以及由动植物、微生物构成的“植物群落相似”。比如说,在西双版纳植物园的海拔高度600米的区域,栽培了海拔1200米以上山地的本土稀有濒危植物鸡毛松和云南翅子树等,因气候条件变化较大而适应性和长势都很弱,就不会开花结果。

许再富说,国内受威胁植物的迁地保护还处在物种收集保存阶段,大多数采集的种子都来自个别自然居群和少数母株。“往往就是采集一株,就去繁殖了”,不可能包含全部的遗传多样性。如果以一个居群起码迁地保护10个个体作为评价标准,国内植物园中有54%的种类不达标,仅保存1~5株植物的种数约占到总数的45%。且有相当比例的物种是在植物园间互相引种。它们之间容易产生近交和近交衰退,类似于近亲结婚。当把来自不同居群的个体栽在一起,又有可能产生杂交衰退,也无法保护各个居群各自遗传多样性。再者,因为植物园土地、人力、经费有限,也使得很多植物园栽种的每种植物数量都很少,这也是迁地保护需要较大面积植物园的关键所在。

中国野生植物保护协会迁地保护委员会副主任、昆明植物园主任孙卫邦及其团队从2004年开始从事极小种群野生植物的保护研究与实践。他对《中国新闻周刊》解释说,对受威胁物种的拯救保护是一个系统工程,包括系统开展野外调查,对分布在保护区外的种类或居群建立保护小区,进行生殖生物学及人工繁殖技术研究,就地(迁地)保护等。以云南特有极小种群野生植物漾濞槭为例,这是一种叶片毛茸茸的,长得像胖手掌,果实有一对果翅的植物,因发现于云南大理漾濞县而得名。最初在野外只有5株。在收获一批种子后,孙卫邦带领团队突破人工关键繁殖技术,于2009年人工培育出1600余株漾濞槭幼苗。“我们要拿1000多株苗和野外的5株的遗传多样性和遗传结构作对比,确保栽种多少株才能保持这一物种的遗传多样性,确立最小取样策略”。

孙卫邦认为,当下更重要的还在于要摸清“家底”,确定哪些物种要抢救性保护。2017 年对中国野生高等植物 35784 种的评估表明,受威胁比例为15%~20%,数据缺乏的有4804 种。中国植物园迁地保育受威胁植物约 1500 种,约占本土受威胁植物种数的 39%。在孙卫邦看来,这些数字有一定指导性,但“并不一定完全准确”,因此一定要去实地调查。对于受威胁植物,要进一步确定哪些要优先保护。

评估迁地保护效果也是一个漫长的过程。高可达40余米、树冠形状奇特、“亭亭如华盖”的华盖木是云南局部地区特有极小种群物种。1983年,昆明植物园从云南西畴县对华盖木采种育苗进行迁地保护。直到2013年,引种的华盖木才首次开花。“迁地保护是否成功,首先要看它能不能开花结实。”孙卫邦说,极小种群野生植物大多为木本植物,仅分布于云南巧家县的巧家五针松在昆明植物园迁地保护12年才开花结果,漾濞槭需要8年。

孙卫邦的一名博士生用了5年时间对迁地保护华盖木的遗传多样性进行了研究。昆明植物园和华南植物园分别保存了野生华盖木70.27%和32.43%的遗传多样性,两相比较,前者做得很不错。

相比迁地保护,近地保护被认为是保护有效性远高于前者的一种举措。所谓近地保护,就是指在受保护植物生境相似的近地建立保护基地。根据许再富的研究,相同植物种类在近地保护的生长适应性和年均生长量绝大多数情况都远高于迁地保护。许再富说,近地保护的成本更低,这也是植物园设立尽可能要靠近大自然的原因。

全世界尚无一种植物真正回归成功

2002年,文香英到美国密苏里州立大学-圣路易斯校区留学。2003年,国内一个朋友托她到国际一流的密苏里植物园找一种植物材料。密苏里植物园已有160余年历史,是世界范围内植物保护的圣地。之后,园区管理人员向文香英提供了详细的有关信息,“包括该植物什么时候引种回来,种在植物园哪个方位,有几株、生长状况如何,哪些植物已经不在植物园了,不在的原因,工作人员都能回答得清清楚楚。”文香英说,国外很多知名植物园对于园内收集保存的植物管理得非常好,档案信息非常清晰,“国内很多植物园虽然收集植物可能有几千种甚至超过1万种,但是有多少活着,活得怎么样,还不是特别清楚,存在着‘重引种、轻管理’的现象。在对引种收集的植物的管理方面,国内外植物园还存在着一定差距。”

建立植物园科学记录管理系统最早由国际植物园保护联盟(BGCI)提出。但时至今日,国内除了中科院作为主管部门的极少数植物园建立了科学记录系统,“绝大多数植物园对植物记录只有一个名字,有时候挂个标识牌,缺乏系统记录”。许再富说,“连科学记录系统都没建立,你怎么评估迁地保护有效性,怎样为植物的可持续利用等问题提供科学依据,科普教育又怎样展开?”

文香英说,国内很多植物园缺乏收集保存的植物的档案记录,原因是多方面的:一是过去没有意识到迁地保护的植物到底有什么价值和作用,导致对该相关工作不够重视;二是一些植物园可能原本有植物档案记录,但因为植物园管理疏漏,人员更换工作较快、工作交接不当等,导致档案遗失。但近来来,一些植物园,尤其新建植物园,开始重视起这方面工作。

人才是另一个问题。对植物园来说,传统的植物分类学是植物园工作所需的最基础的一个学科,这直接关系到园内植物的栽培、迁地保护的有效性。由于从事传统植物分类学研究周期较长,要坐冷板凳,发文章不快,文章影响因子也不高,在过于重SCI论文数量的风潮下,高校植物分类学人才的培养面临危机。王康坦言,建立国家植物园后,由于功能定位的转换,人才的供给、实验室及设备的升级都是挑战。目前,北京植物园(“北园”)现有的植物分类学人才只有十个左右,今后以迁地保护为重心,“人才就不太够用”。

植物园引种栽培植物的终极目标是为让其回归自然。植物回归比迁地保护难度更大,所花费资金也更多。植物重返自然后,管理和监测是两大挑战。文香英所在的BGCI对承担保护的每一物种都会提供3到5年的资助,资助额从24000英镑到40000英镑不等。植物园和林业部门等合作机构也有相应配套经费,但是对于植物多样性保护来说,经费依然不够。

评价种群回归是否成功同样是一个长期的过程。截至2020年年底,国内植物园开展了约300个植物回归引种项目,涉及206种。孙卫邦解释说,植物回归自然成功的标准是种群要能够自然更新、对生境无害,并能参与其所在生态系统生态过程。从这一意义上来说,世界上还没有植物回归成功的案例。

许再富认为,国内植物园应根据其基础和所拥有资源进行恰当定位,不要盲目追求引种、栽培,展示植物的种数,不要求全、不要面面俱到。

孙卫邦说,植物园在制定物种收集保存策略时,要充分考虑收集保存种类的目的。对于国内植物园来说,应考虑自己的收集策略和迁地保护策略。“要思考收集每一种植物的用途是什么,是用来进行科研、物种保育,还是科学传播、资源利用、保障区域国家战略植物资源安全,国内很多植物园好像没有认真思考过这一问题”。

(参考资料:《植物园 六十年的实践与认知》)

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