杭州植物园珍稀濒危植物的迁地保护现状调查

余金良,卢毅军,高亚红,黎念林

(杭州植物园,浙江杭州310013)

杭州植物园珍稀濒危植物的迁地保护现状调查

余金良,卢毅军,高亚红,黎念林

(杭州植物园,浙江杭州310013)

对杭州植物园珍稀濒危植物的迁地保护现状进行调查,并对其种类组成和死亡原因进行分析.结果发现:50多年来,共引种116种珍稀濒危植物,隶属53科89属,占全国珍稀濒危植物的29.8%;气候条件差异、引种数量不足、管理措施不当等因素是造成部分物种迁地保护失败的主要原因.针对存在的问题提出一些解决方案和措施.

珍稀濒危;迁地保护;杭州植物园

当今世界面临的人口、粮食、资源、环境、能源等危机,无一不与生物多样性有关.生物多样性保护已经成为全球关注的热点之一.珍稀濒危物种的迁地保护是全球生物多样性保护战略中十分重要的一个环节,植物园保护国际(BGCI)在2003年发布的植物保育战略中提出,到2010年,全球60%的濒危或受威胁的植物物种应就地保护或在其原产国家进行有效迁地保护.据记载,我国现有3.1万种高等植物,约占世界总数的10%,是世界上最具植物多样性的国家之一,其中有4 000～5 000种是濒危植物[1],并且在森林砍伐和片断化、过度放牧与开垦、环境恶化、外来种引入等因素的影响下,物种在野外消失的速度越来越快[2]26-31,因此,加强珍稀濒危植物资源的迁地保存,有效地保证生存和繁衍,是避免我国生物多样性大量丧失的根本措施之一.

1 珍稀濒危植物与迁地保护

珍稀濒危植物通常是指在经济、科研、文化和教育等方面具有特殊重要价值,而其分布有一定局限性,种群数量又很少的植物.中国珍稀濒危植物分别采用“濒危”、“稀有”和“渐危”三个等级[3].近50年来,植物在地球上灭绝的速率比其自然过程加快了约1 000倍,而且1种植物的灭绝导致10～30种其他生物的灭绝[4]60.所以加强珍稀濒危物种的保护已经迫在眉睫.

迁地保护是指将生物多样性的组成部分移到它们的环境之外进行保护.通过迁地保护的研究和实践,可以深入认识被保护生物的形态学特性、分类地位、系统与进化关系、生长、发育、生殖、休眠等生物学规律、生理机制及其与各种生态因子的关系,从而为物种的保护提供科学的依据[2]263,因此,它己经成为全球生物多样性保护行动计划的一个重要组成部分,对于植物资源的保护和可持续利用是必不可少的.

植物园和树木园以收集、保存多样性的植物为基本特征.全世界大约有1 600个植物园和树木园,收集保存了7.5万～8万种植物,约占世界植物总数的25%,其中1.2万～1.5万种为珍稀濒危植物[5].我国建有160多个植物园,收集、栽培了约2.3万余种中国区系植物,占全国总数的65%,其中属于中国野生分布的有1.3万种;在国家第一批公布的389种稀有濒危植物中[6],已有332种在45个植物园中栽培,占总数的85.3%[7].植物园已成为迁地保护最主要的场所和机构[2]264,是进行稀有濒危植物迁地保护和研究的最理想基地.

2 杭州植物园珍稀濒危物种的迁地保护

2.1 杭州植物园的珍稀濒危植物

杭州植物园建园于1956年,地处杭州市西湖区桃源岭,北纬30°15′,东经120°16′,占地228.74 hm2,园内地势西北高、东南低,中间多波形起伏.海拔10～165 m,丘陵与谷地相间,大小水池甚多,土壤属红壤和黄壤,p H为4.9～6.5,肥力适中,是一所具有公园外貌、科学内涵,以科学研究为主,并向大众开放,进行植物科学和环境科学知识普及的地方性植物园.建园以来,与国内外同行进行了广泛的学术交流和种子、种苗交换:从美国、日本、澳大利亚、法国、德国、俄罗斯等43个国家397个单位引进植物;与国内28个省、市的有关单位建立了种子、种苗交换关系.至今全园已收集国内外植物3 500余种(含品种),同时在珍稀濒危物种的引种和迁地保护方面也做了大量的工作.

根据《中国植物红皮书:稀有濒危植物(第1册)》收集的濒危植物种类[6],50多年来,杭州植物园共引进珍稀濒危植物116种,占全国珍稀濒危植物(389种)的29.8%.其中列为濒危等级的植物19种,包括中华水韭(Isoetes sinensis)、普陀鹅耳枥(Carpinus putoensis)、天目铁木(Ostrya rehderiana)、荷叶铁线蕨(A d iantum reniforme var.sinense)、绒毛皂荚(Gleditsia vestita)等,占全国濒危植物(121种)的15.7%,在浙江省有分布的10种濒危植物中,仅毛柄小勾儿茶(Berchem iella w ilsonii var.pubipetiolata)和百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)没有引种和迁地保护.保存渐危植物58种,包括夏蜡梅(Calycanthus chinensis)、天目木兰(M agnolia amoena)、浙江楠(Phoebe chekiangensis)、紫茎(Stew artia sinensis)等,占全国渐危植物(158种)的36.7%,在浙江省有分布的23种渐危植物中,仅珊瑚菜(Glehnia littoralis)没有引种和迁地保护.保存稀有植物39种,包括银杏(Ginkgo biloba)、金钱松(Pseudolarix am abilis)、连香树(Cercidiphy llum japonicum)、珙桐(Davidia involucrata)、金花茶(Camellia nitidissim a)等,占全国稀有植物(110种)的35.5%,在浙江省有分布的20种稀有植物中,仅半枫荷(Sem iliquidambar cathayensis)和金刚大(Croom ia japonica)没有引种和迁地保护.

2.2 种类组成分析

杭州植物园迁地保护的116种珍稀濒危植物隶属于53科89属,如表1所示.其中蕨类植物4种,占全部珍稀濒危蕨类植物(13种)的30.8%,隶属4科4属;裸子植物24种,占全部珍稀濒危裸子植物(71种)的33.8%,隶属8科18属;被子植物88种,占全部珍稀濒危被子植物(305种)的28.9%,隶属54科95属.

从科的角度按所含种数的多少排列,杭州植物园珍稀濒危植物较多的科有:木兰科(M agnoliaceae)6属、14种,豆科(Leguminosae)8属、8种,樟科(Lauraceae)4属、8种,松科(Pinaceae)5属、6种,山茶科(Theaceae)2属、5种,杉科(Taxodiaceae)3属、5种,苏铁科(Cycadaceae)1属、5种,安息香科(Styracaceae)4属、4种,柏科(Cup ressaceae)3属、3种,红豆杉科(Taxaceae)3属、3种,榆科(U lmaceae)2属、3种,蔷薇科(Rosaceae)3属、3种,这12科包含的珍稀濒危植物占杭州植物园珍稀濒危植物总数(116种)的56.9% (表2).

从属的构成看,木兰属(M agnolia)、苏铁属(Cycas)、山茶属(Camellia)、樟属(Cinnam om um)、楠属(Phoebe)等10属的种类占26.7%.其中,木兰属6种,物种数最多,苏铁属5种,山茶属4种,樟属和楠属分别有3种,木莲属(M ang lietia)、胡桃属(Jug lans)、榆属(U lm us)、拟单性木兰属(Parakmeria)、三尖杉属(Cephalotaxus)分别有2种.

表1 杭州植物园珍稀濒危植物Tab.1 The rare and endangered plants in Hangzhou Botanical Garden

续表

2.3 保护与生存状况

杭州植物园引种保存的116种珍稀濒危植物中,目前存活有66种,占全部引种数的56.9%.部分珍稀濒危物种得到了很好的迁地保护,如普陀鹅耳枥,于1978年引入种子,1979年育苗定植后, 1995年已经开花结实;夏蜡梅自1957年引种后,目前已经收集了大部分原生境的野生植株,并已完成从种子到种子的过程.

在66种存活的珍稀濒危物种中,濒危植物13种,其中中华水韭和天目铁木生长势弱,死亡和遗失6种,引种成活率68.4%;渐危植物31种,其中翠柏(Calocedrus m acrolepis)和八角莲(D ysosm a versipellis)生长势一般,死亡和遗失27种,引种成活率53.4%;稀有植物22种,其中连香树生长势较弱,死亡和遗失17种,引种成活率56.4%(表3).

2.4 原因分析

2.4.1 气候条件差异

在引种保护的珍稀濒危植物中,有些物种来源于南亚热带和热带地区,对温度要求较高,因而不太适应杭州的气候,导致最终死亡,如龙脑香科的坡垒(Hopea hainanensis),原产地最冷月平均温度为17℃,远高于杭州的最冷温度,因而保存相对困难;有些物种原分布于气温相对较低的山区,引种到杭州植物园后,因夏季温度较高而不能安全过夏,如虎耳草科的黄山梅(Kirengeshom a palm ata),原生境清凉峰7月平均温度仅17.8℃,分布区的海拔下限为800 m,杭州植物园的气候和地理条件均难以满足,因而在引种之后逐渐死亡.还有许多物种也因为类似的气候和地理原因没有保护成功,如海南粗榧(Cephalotaxus hainanensis)、琼棕(Chuniophoenix hainanensis)、鹿角蕨(Platycerium bifurcatum)、土沉香(Aquilaria sinensis)、见血封喉(Antiaris toxicaria)等.

2.4.2 引种个体数量不足

许再富提出了一个植物园保护植物种群大小的经验公式,并暂定每一物种在一个植物园迁地保存的最小存活种群个体数是11～21,这是保存该物种遗传多样性的最低标准[4]109.在实际的迁地保护过程中,野生珍稀濒危植物数量较少,与相关单位进行交换的数量也比较有限,因此有些珍稀濒危物种的数量达不到迁地保护所需最低数量标准,最终造成物种在迁地保护的过程中死亡或丢失.如杭州植物园2001年从浙江凤阳山自然保护区引种野生白豆杉(Pseudotaxus chienii)4株,但目前未发现有植株存活.

2.4.3 管理措施不当

管理和养护措施不当也是造成杭州植物园珍稀濒危物种死亡、遗失或生长势差的原因之一.珍稀濒危物种通常对生境要求较高,而在实际的养护管理当中,往往没有注意对小生境的营造,从而影响到珍稀濒危物种的迁地保护效率.如中华水韭对水质要求非常高,而实际的保护过程中,水质达不到要求,因而中华水韭长势很弱,勉强维持存活.定植在分类区的3株天目铁木由于生境荫蔽,生长势较差,茎杆非常纤弱.

除以上原因外,缺少专业的珍稀濒危植物研究人员、迁地保护固定设施投入不足、温室加温设施落后、研究经费较少也是造成杭州植物园珍稀濒危物种死亡、遗失或生长势差的原因.

表2 杭州植物园珍稀濒危植物种类主要科属分布Tab.2 The distribution of major fam iliesand genera of the rare and endangered plants in Hangzhou Botanical Garden

表3 杭州植物园珍稀濒危植物生存状况Tab.3 The state of surviving of rare and endangered plan ts in Hangzhou Botanical Garden

3 加强迁地保护的一些建议

3.1 积极开展珍稀濒危植物保护的科学研究

对珍稀濒危植物实施有效的迁地保护,必须先了解它们的生物学特性,开展一系列的物候期、生理学、生态学、营养学等方面的科学研究,从而在迁地保护地进行合适的生境选择和创造,解决各个生育阶段中出现的问题,创造良好的生长条件.而对一些不适合在该地存活的珍稀濒危物种,则可以有选择性地放弃引种,以减少对原生境该物种的破坏.

3.2 建立完善的科学记录系统和监测中心

珍稀濒危植物引种之后,由于各种因素而造成引种失败,要及时了解珍稀濒危植物实施迁地保护的生长状况,就需要建立完善的科学记录系统和监测中心,以便对植株死亡、遗失、生长势差等信息进行及时反馈,分析其原因,提出解决方案,为后续的珍稀濒危植物的迁地保护提供技术基础,真正起到保护珍稀濒危植物的目的.

3.3 扩大引种数量,充分保存遗传多样性

珍稀濒危植物的迁地保护不仅要保存物种,而且要尽可能保存其遗传多样性.因此,在进行材料的引种、采集时,不能只在一、两株或一、两个点上进行,而是要根据其种群的大小、小生境状况,在地理分布范围内进行不同点的采集,尽可能扩大引种数量,以保证遗传多样性和表型多样性,也可以降低物种死亡和遗失的概率.

3.4 增加资金投入,改善设施条件

珍稀濒危植物的迁地保护是社会公益性事业,是既满足当代也满足子孙后代生存与发展需要的一项长期而又艰巨的事业,因此对于珍稀濒危植物迁地保护研究需要国家资金的投入和支持,以增加物种的引种、保护力度,改善和建立适合于珍稀濒危植物迁地保护的相关硬件设施与条件,同时,还必须加强珍稀濒危植物保护专业人才培训,开展相关研究,从而达到有效地保护生物多样性的目的.

[1]周丽华,蔡秀珍,张宏亮.珍稀濒危植物的濒危机制与保护对策[J].湖南人文科技学院学报,2006(6):43-46.

[2]陈灵芝,马克平.中国的生物多样性:现状及其保护对策[M].北京:科学出版社,1993.

[3]张若蕙.浙江珍稀濒危植物[M].杭州:浙江科学技术出版社,1994:1-14.

[4]许再富.稀有濒危植物迁地保护的原理与方法[M].昆明:云南科技出版社,1998.

[5]世界资源研究所.全球生物多样性策略[M].汪松,马克平,译.北京:中国标准出版社,1993:177.

[6]傅立国.中国植物红皮书:稀有濒危植物(第1册)[M].北京:科学出版社,1992:1-364.

[7]杨清,韩蕾,许再富.中国植物园保护稀有濒危植物的现状和若干对策[J].农村生态环境,2005,21(1):62-66.

Curren t Situation Investigation on ex situ Conservation for Rare and Endangered Plant in Hangzhou Botan ical Garden

YU Jin-liang,LU Yi-jun,GAO Ya-hong,L INian-lin
(Hangzhou Botanical Garden,Hangzhou 310013,China)

The paper has investigated the current situation of ex situ conservation for rare and endangered p lants in Hangzhou Botanical Garden,and analyzed the classification and cause of death of these rare and endangered p lants.The results show that Hangzhou Bo tanical Garden had introduced 116 rare and endangered p lants since 1956,w hich belongs to 89 genera,53 families and occupied 29.8%in all of the rare and endangered p lants in China.The difference of climate between different regions,the shortage quantity of introduced p lants and the inapp rop riatemeasuresof management aremain reasons w hich have caused ex situ conservation of some rare and endangered p lants come to nothing.

rare and endangered;ex situ conservation;Hangzhou Botanical Garden

X176;Q16

A

1674-232X(2010)03-0172-06

DO I:10.3969/j.issn.1674-232X.2010.03.003

2010-03-17

余金良(1971—),男,浙江遂昌人,工程师,硕士,主要从事生物多样性保护研究.E-mail:Yu700001@126.com