杭州植物園珍稀瀕危植物的遷地保護現(xiàn)狀調(diào)查

余金良,盧毅軍,高亞紅,黎念林

(杭州植物園,浙江杭州310013)

杭州植物園珍稀瀕危植物的遷地保護現(xiàn)狀調(diào)查

余金良,盧毅軍,高亞紅,黎念林

(杭州植物園,浙江杭州310013)

對杭州植物園珍稀瀕危植物的遷地保護現(xiàn)狀進行調(diào)查,并對其種類組成和死亡原因進行分析.結(jié)果發(fā)現(xiàn):50多年來,共引種116種珍稀瀕危植物,隸屬53科89屬,占全國珍稀瀕危植物的29.8%;氣候條件差異、引種數(shù)量不足、管理措施不當?shù)纫蛩厥窃斐刹糠治锓N遷地保護失敗的主要原因.針對存在的問題提出一些解決方案和措施.

珍稀瀕危;遷地保護;杭州植物園

當今世界面臨的人口、糧食、資源、環(huán)境、能源等危機,無一不與生物多樣性有關(guān).生物多樣性保護已經(jīng)成為全球關(guān)注的熱點之一.珍稀瀕危物種的遷地保護是全球生物多樣性保護戰(zhàn)略中十分重要的一個環(huán)節(jié),植物園保護國際(BGCI)在2003年發(fā)布的植物保育戰(zhàn)略中提出,到2010年,全球60%的瀕危或受威脅的植物物種應(yīng)就地保護或在其原產(chǎn)國家進行有效遷地保護.據(jù)記載,我國現(xiàn)有3.1萬種高等植物,約占世界總數(shù)的10%,是世界上最具植物多樣性的國家之一,其中有4 000～5 000種是瀕危植物[1],并且在森林砍伐和片斷化、過度放牧與開墾、環(huán)境惡化、外來種引入等因素的影響下,物種在野外消失的速度越來越快[2]26-31,因此,加強珍稀瀕危植物資源的遷地保存,有效地保證生存和繁衍,是避免我國生物多樣性大量喪失的根本措施之一.

1 珍稀瀕危植物與遷地保護

珍稀瀕危植物通常是指在經(jīng)濟、科研、文化和教育等方面具有特殊重要價值,而其分布有一定局限性,種群數(shù)量又很少的植物.中國珍稀瀕危植物分別采用“瀕?！?、“稀有”和“漸?！比齻€等級[3].近50年來,植物在地球上滅絕的速率比其自然過程加快了約1 000倍,而且1種植物的滅絕導致10～30種其他生物的滅絕[4]60.所以加強珍稀瀕危物種的保護已經(jīng)迫在眉睫.

遷地保護是指將生物多樣性的組成部分移到它們的環(huán)境之外進行保護.通過遷地保護的研究和實踐,可以深入認識被保護生物的形態(tài)學特性、分類地位、系統(tǒng)與進化關(guān)系、生長、發(fā)育、生殖、休眠等生物學規(guī)律、生理機制及其與各種生態(tài)因子的關(guān)系,從而為物種的保護提供科學的依據(jù)[2]263,因此,它己經(jīng)成為全球生物多樣性保護行動計劃的一個重要組成部分,對于植物資源的保護和可持續(xù)利用是必不可少的.

植物園和樹木園以收集、保存多樣性的植物為基本特征.全世界大約有1 600個植物園和樹木園,收集保存了7.5萬～8萬種植物,約占世界植物總數(shù)的25%,其中1.2萬～1.5萬種為珍稀瀕危植物[5].我國建有160多個植物園,收集、栽培了約2.3萬余種中國區(qū)系植物,占全國總數(shù)的65%,其中屬于中國野生分布的有1.3萬種;在國家第一批公布的389種稀有瀕危植物中[6],已有332種在45個植物園中栽培,占總數(shù)的85.3%[7].植物園已成為遷地保護最主要的場所和機構(gòu)[2]264,是進行稀有瀕危植物遷地保護和研究的最理想基地.

2 杭州植物園珍稀瀕危物種的遷地保護

2.1 杭州植物園的珍稀瀕危植物

杭州植物園建園于1956年,地處杭州市西湖區(qū)桃源嶺,北緯30°15′,東經(jīng)120°16′,占地228.74 hm2,園內(nèi)地勢西北高、東南低,中間多波形起伏.海拔10～165 m,丘陵與谷地相間,大小水池甚多,土壤屬紅壤和黃壤,p H為4.9～6.5,肥力適中,是一所具有公園外貌、科學內(nèi)涵,以科學研究為主,并向大眾開放,進行植物科學和環(huán)境科學知識普及的地方性植物園.建園以來,與國內(nèi)外同行進行了廣泛的學術(shù)交流和種子、種苗交換:從美國、日本、澳大利亞、法國、德國、俄羅斯等43個國家397個單位引進植物;與國內(nèi)28個省、市的有關(guān)單位建立了種子、種苗交換關(guān)系.至今全園已收集國內(nèi)外植物3 500余種(含品種),同時在珍稀瀕危物種的引種和遷地保護方面也做了大量的工作.

根據(jù)《中國植物紅皮書:稀有瀕危植物(第1冊)》收集的瀕危植物種類[6],50多年來,杭州植物園共引進珍稀瀕危植物116種,占全國珍稀瀕危植物(389種)的29.8%.其中列為瀕危等級的植物19種,包括中華水韭(Isoetes sinensis)、普陀鵝耳櫪(Carpinus putoensis)、天目鐵木(Ostrya rehderiana)、荷葉鐵線蕨(A d iantum reniforme var.sinense)、絨毛皂莢(Gleditsia vestita)等,占全國瀕危植物(121種)的15.7%,在浙江省有分布的10種瀕危植物中,僅毛柄小勾兒茶(Berchem iella w ilsonii var.pubipetiolata)和百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)沒有引種和遷地保護.保存漸危植物58種,包括夏蠟梅(Calycanthus chinensis)、天目木蘭(M agnolia amoena)、浙江楠(Phoebe chekiangensis)、紫莖(Stew artia sinensis)等,占全國漸危植物(158種)的36.7%,在浙江省有分布的23種漸危植物中,僅珊瑚菜(Glehnia littoralis)沒有引種和遷地保護.保存稀有植物39種,包括銀杏(Ginkgo biloba)、金錢松(Pseudolarix am abilis)、連香樹(Cercidiphy llum japonicum)、珙桐(Davidia involucrata)、金花茶(Camellia nitidissim a)等,占全國稀有植物(110種)的35.5%,在浙江省有分布的20種稀有植物中,僅半楓荷(Sem iliquidambar cathayensis)和金剛大(Croom ia japonica)沒有引種和遷地保護.

2.2 種類組成分析

杭州植物園遷地保護的116種珍稀瀕危植物隸屬于53科89屬,如表1所示.其中蕨類植物4種,占全部珍稀瀕危蕨類植物(13種)的30.8%,隸屬4科4屬;裸子植物24種,占全部珍稀瀕危裸子植物(71種)的33.8%,隸屬8科18屬;被子植物88種,占全部珍稀瀕危被子植物(305種)的28.9%,隸屬54科95屬.

從科的角度按所含種數(shù)的多少排列,杭州植物園珍稀瀕危植物較多的科有:木蘭科(M agnoliaceae)6屬、14種,豆科(Leguminosae)8屬、8種,樟科(Lauraceae)4屬、8種,松科(Pinaceae)5屬、6種,山茶科(Theaceae)2屬、5種,杉科(Taxodiaceae)3屬、5種,蘇鐵科(Cycadaceae)1屬、5種,安息香科(Styracaceae)4屬、4種,柏科(Cup ressaceae)3屬、3種,紅豆杉科(Taxaceae)3屬、3種,榆科(U lmaceae)2屬、3種,薔薇科(Rosaceae)3屬、3種,這12科包含的珍稀瀕危植物占杭州植物園珍稀瀕危植物總數(shù)(116種)的56.9% (表2).

從屬的構(gòu)成看,木蘭屬(M agnolia)、蘇鐵屬(Cycas)、山茶屬(Camellia)、樟屬(Cinnam om um)、楠屬(Phoebe)等10屬的種類占26.7%.其中,木蘭屬6種,物種數(shù)最多,蘇鐵屬5種,山茶屬4種,樟屬和楠屬分別有3種,木蓮屬(M ang lietia)、胡桃屬(Jug lans)、榆屬(U lm us)、擬單性木蘭屬(Parakmeria)、三尖杉屬(Cephalotaxus)分別有2種.

表1 杭州植物園珍稀瀕危植物Tab.1 The rare and endangered plants in Hangzhou Botanical Garden

續(xù)表

2.3 保護與生存狀況

杭州植物園引種保存的116種珍稀瀕危植物中,目前存活有66種,占全部引種數(shù)的56.9%.部分珍稀瀕危物種得到了很好的遷地保護,如普陀鵝耳櫪,于1978年引入種子,1979年育苗定植后, 1995年已經(jīng)開花結(jié)實;夏蠟梅自1957年引種后,目前已經(jīng)收集了大部分原生境的野生植株,并已完成從種子到種子的過程.

在66種存活的珍稀瀕危物種中,瀕危植物13種,其中中華水韭和天目鐵木生長勢弱,死亡和遺失6種,引種成活率68.4%;漸危植物31種,其中翠柏(Calocedrus m acrolepis)和八角蓮(D ysosm a versipellis)生長勢一般,死亡和遺失27種,引種成活率53.4%;稀有植物22種,其中連香樹生長勢較弱,死亡和遺失17種,引種成活率56.4%(表3).

2.4 原因分析

2.4.1 氣候條件差異

在引種保護的珍稀瀕危植物中,有些物種來源于南亞熱帶和熱帶地區(qū),對溫度要求較高,因而不太適應(yīng)杭州的氣候,導致最終死亡,如龍腦香科的坡壘(Hopea hainanensis),原產(chǎn)地最冷月平均溫度為17℃,遠高于杭州的最冷溫度,因而保存相對困難;有些物種原分布于氣溫相對較低的山區(qū),引種到杭州植物園后,因夏季溫度較高而不能安全過夏,如虎耳草科的黃山梅(Kirengeshom a palm ata),原生境清涼峰7月平均溫度僅17.8℃,分布區(qū)的海拔下限為800 m,杭州植物園的氣候和地理條件均難以滿足,因而在引種之后逐漸死亡.還有許多物種也因為類似的氣候和地理原因沒有保護成功,如海南粗榧(Cephalotaxus hainanensis)、瓊棕(Chuniophoenix hainanensis)、鹿角蕨(Platycerium bifurcatum)、土沉香(Aquilaria sinensis)、見血封喉(Antiaris toxicaria)等.

2.4.2 引種個體數(shù)量不足

許再富提出了一個植物園保護植物種群大小的經(jīng)驗公式,并暫定每一物種在一個植物園遷地保存的最小存活種群個體數(shù)是11～21,這是保存該物種遺傳多樣性的最低標準[4]109.在實際的遷地保護過程中,野生珍稀瀕危植物數(shù)量較少,與相關(guān)單位進行交換的數(shù)量也比較有限,因此有些珍稀瀕危物種的數(shù)量達不到遷地保護所需最低數(shù)量標準,最終造成物種在遷地保護的過程中死亡或丟失.如杭州植物園2001年從浙江鳳陽山自然保護區(qū)引種野生白豆杉(Pseudotaxus chienii)4株,但目前未發(fā)現(xiàn)有植株存活.

2.4.3 管理措施不當

管理和養(yǎng)護措施不當也是造成杭州植物園珍稀瀕危物種死亡、遺失或生長勢差的原因之一.珍稀瀕危物種通常對生境要求較高,而在實際的養(yǎng)護管理當中,往往沒有注意對小生境的營造,從而影響到珍稀瀕危物種的遷地保護效率.如中華水韭對水質(zhì)要求非常高,而實際的保護過程中,水質(zhì)達不到要求,因而中華水韭長勢很弱,勉強維持存活.定植在分類區(qū)的3株天目鐵木由于生境蔭蔽,生長勢較差,莖桿非常纖弱.

除以上原因外,缺少專業(yè)的珍稀瀕危植物研究人員、遷地保護固定設(shè)施投入不足、溫室加溫設(shè)施落后、研究經(jīng)費較少也是造成杭州植物園珍稀瀕危物種死亡、遺失或生長勢差的原因.

表2 杭州植物園珍稀瀕危植物種類主要科屬分布Tab.2 The distribution of major fam iliesand genera of the rare and endangered plants in Hangzhou Botanical Garden

表3 杭州植物園珍稀瀕危植物生存狀況Tab.3 The state of surviving of rare and endangered plan ts in Hangzhou Botanical Garden

3 加強遷地保護的一些建議

3.1 積極開展珍稀瀕危植物保護的科學研究

對珍稀瀕危植物實施有效的遷地保護,必須先了解它們的生物學特性,開展一系列的物候期、生理學、生態(tài)學、營養(yǎng)學等方面的科學研究,從而在遷地保護地進行合適的生境選擇和創(chuàng)造,解決各個生育階段中出現(xiàn)的問題,創(chuàng)造良好的生長條件.而對一些不適合在該地存活的珍稀瀕危物種,則可以有選擇性地放棄引種,以減少對原生境該物種的破壞.

3.2 建立完善的科學記錄系統(tǒng)和監(jiān)測中心

珍稀瀕危植物引種之后,由于各種因素而造成引種失敗,要及時了解珍稀瀕危植物實施遷地保護的生長狀況,就需要建立完善的科學記錄系統(tǒng)和監(jiān)測中心,以便對植株死亡、遺失、生長勢差等信息進行及時反饋,分析其原因,提出解決方案,為后續(xù)的珍稀瀕危植物的遷地保護提供技術(shù)基礎(chǔ),真正起到保護珍稀瀕危植物的目的.

3.3 擴大引種數(shù)量,充分保存遺傳多樣性

珍稀瀕危植物的遷地保護不僅要保存物種,而且要盡可能保存其遺傳多樣性.因此,在進行材料的引種、采集時,不能只在一、兩株或一、兩個點上進行,而是要根據(jù)其種群的大小、小生境狀況,在地理分布范圍內(nèi)進行不同點的采集,盡可能擴大引種數(shù)量,以保證遺傳多樣性和表型多樣性,也可以降低物種死亡和遺失的概率.

3.4 增加資金投入,改善設(shè)施條件

珍稀瀕危植物的遷地保護是社會公益性事業(yè),是既滿足當代也滿足子孫后代生存與發(fā)展需要的一項長期而又艱巨的事業(yè),因此對于珍稀瀕危植物遷地保護研究需要國家資金的投入和支持,以增加物種的引種、保護力度,改善和建立適合于珍稀瀕危植物遷地保護的相關(guān)硬件設(shè)施與條件,同時,還必須加強珍稀瀕危植物保護專業(yè)人才培訓,開展相關(guān)研究,從而達到有效地保護生物多樣性的目的.

[1]周麗華,蔡秀珍,張宏亮.珍稀瀕危植物的瀕危機制與保護對策[J].湖南人文科技學院學報,2006(6):43-46.

[2]陳靈芝,馬克平.中國的生物多樣性:現(xiàn)狀及其保護對策[M].北京:科學出版社,1993.

[3]張若蕙.浙江珍稀瀕危植物[M].杭州:浙江科學技術(shù)出版社,1994:1-14.

[4]許再富.稀有瀕危植物遷地保護的原理與方法[M].昆明:云南科技出版社,1998.

[5]世界資源研究所.全球生物多樣性策略[M].汪松,馬克平,譯.北京:中國標準出版社,1993:177.

[6]傅立國.中國植物紅皮書:稀有瀕危植物(第1冊)[M].北京:科學出版社,1992:1-364.

[7]楊清,韓蕾,許再富.中國植物園保護稀有瀕危植物的現(xiàn)狀和若干對策[J].農(nóng)村生態(tài)環(huán)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,工程師,碩士,主要從事生物多樣性保護研究.E-mail:Yu700001@126.com