我国迁地保护的国家重点保护...受威胁和特有维管植物多样性_王利松.pdf

2023,31(2):22495,pages 112doi:10.17520/biods.2022495收稿日期:2022-08-28;接受日期:2022-10-15基金项目:科技部基础性专项(2015FY210100)和江西省、中国科学院庐山植物园人才专项(2021ZWZX06)*通讯作者 Author for correspondence.E-mail:https:/www.biodiversity-我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性王利松1,湛青青2,廖景平2,黄宏文1,2*1.江西省、中国科学院庐山植物园,江西九江 332900;2.中国科学院华南植物园,广州 510650摘要:启动实施以国家公园和国家植物园体系为主导的就地和迁地保护相结合的生物多样性保护大战略,是我国作为世界生物多样性大国之一的科学使命和责任担当。本文以国家重点保护、受威胁和中国特有维管植物为对象,系统梳理了这3类植物在我国植物园的迁地保护概况,对这些植物的生活型、物种组成和系统发育多样性进行了比较分析,以期为当下国家植物园体系建设提供科学参考和依据。结果表明,我国植物园保存的此3类植物共计7,141种,分属265科1,271属,分别占我国维管植物科、属、种总数的76%、42%和23%。在7,141种植物中,国家重点保护植物743种,受威胁植物2,095种,中国特有植物5,957种,分别占我国国家重点保护、受威胁和特有植物总数的72%、59%和37%。这些植物包括乔木2,555种、灌木1,025种、草本3,117种、攀缘类419种和水生类25种。3类植物在各植物园的物种组成共有比例较低,系统发育多样性存在显著差异。关键词:植物园;迁地保护;国家重点保护植物;受威胁植物;特有植物王利松,湛青青,廖景平,黄宏文(2023)我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性.生物多样性,31,22495.doi:10.17520/biods.2022495.Wang LS,Zhan QQ,Liao JP,Huang HW(2023)Vascular plant diversity of National Key Protected Wild Plants,threatened species,and endemic species exsitu conserved in botanic gardens of China.Biodiversity Science,31,22495.doi:10.17520/biods.2022495.Vascular plant diversity of National Key Protected Wild Plants,threatenedspecies,and endemic species ex situ conserved in botanic gardens of ChinaLisong Wang1,Qingqing Zhan2,Jingping Liao2,Hongwen Huang1,2*1 Lushan Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,Jiujiang,Jiangxi 3329002 South China Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510650ABSTRACTBackground&Aims:As one of the mega-biodiverse countries in the world,China has implemented in situ and ex situbiodiversity conservation programs through the national parks and the national botanic gardens system respectively toresponsibly study and conserve this diversity.We aimed to provide a baseline reference for the current national botanicgarden system program.Methods:We assessed the ex situ conservation profile in Chinese botanic gardens of plants from three categories:National Key Protected Wild Plants(NKPWP),threatened species,and endemic species.Statistical and comparativeanalyses of integrated data sets show that there are 7,141 species of vascular plants that have been conserved ex situ inbotanic gardens of China.These species span 1,271 genera and 265 families,accounting for 76%of families,42%ofgenera,and 23%of species of vascular plants in China.Results:Among the 7,141 species,743 species are National Key Protected Wild Plants,2,095 species are threatened,and 5,957 species are endemic to China,accounting for 72%,59%and 37%of the total number of species cataloguedfor these categories in China,respectively.These species include 2,555 trees,1,025 shrubs,3,117 herbs,419 climbers,and 25 aquatic plants.The phylogenetic diversity is variable among these gardens,with a low proportion of sharedspecies across gardens.研究报告王利松等:我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性2023年|31卷|2期|22495|第2页Key words:botanic gardens;ex situ conservation;National Key Protected Wild Plants;threatened species;endemicspecies面对气候变化、可持续发展、生物多样性保护等全球重大挑战,我国将生态文明建设纳入“五位一体”总体布局,坚持人与自然和谐共生的发展原则,开启了以建设国家公园和国家植物园两大体系为主导的、统筹“就地”和“迁地”保护相结合的生物多样性保护大战略,彰显了我国作为世界生物多样性大国的科学使命和责任担当。过去几十年来,中国生物多样性研究与保护取得了世界瞩目的成就(米湘成等,2021;Raven,2021;王伟和李俊生,2021),在国家科技部、生态环境部、林业和草原局、中国科学院等部门项目的支持下,高等植物编目(王利松等,2015)、受威胁植物评估(覃海宁等,2017)、迁地植物志(Huang et al,2017)和重点野生植物保护名录(鲁兆莉等,2021)等基础编目研究取得重要进展并积累了海量基础数据,为我国的植物多样性保护科学研究、宏观规划、政策制定和保护实践提供了重要科技支撑。全球植物保护战略(20112020)(GlobalStrategy of Plant Conservation,GSPC)的大多数战略目标未能如期实现,全球植物多样性保护面临更大挑战,驱使保护生物学领域寻求更有效、更理性的解决方案。一方面尝试在2020后生物多样性框架下建立更科学且雄心勃勃的量化指标(Daz et al,2020);另一方面,植物多样性时空分布的不平衡性表明,全球迁地保护量化目标的实现需优先落实到局部小尺度上,再到国家和地区水平,最终使全球量化目标落地(Obura et al,2021)。作为植物迁地保护的专业研究机构,我国植物园立足迁地保护的核心目标,对我国珍稀濒危植物、国家重点保护植物及中国本土植物开展迁地保护,始终肩负着国家的重要使命(黄宏文和廖景平,2022;任海等,2022)。现代意义上的科学植物园发轫于中国虽不足百年,但对世界植物多样性迁地保护做出了重要贡献(黄宏文和廖景平,2022;任海等,2022)。受地理位置与自然气候条件、基础设施能力、科研水平、当地经济社会等多种因素制约,单个植物园在迁地保护上的作用显然存在差异和很大局限性。构建覆盖不同自然地理、气候、区系和植被区域的以植物园为依托的迁地保护网络体系,才能更有效地发挥植物园对国家、地区和全球植物多样性保护的功能。我国植物园目前在迁地保护研究上还存在家底不清、遗传风险高、迁地保护理论与实践滞后、保护方法缺乏等瓶颈问题(黄宏文,2018a)。本研究通过整合我国植物园迁地栽培活植物基础数据,系统梳理我国植物园迁地保护应优先关注的国家重点保护植物、受威胁和特有种3类植物的迁地保护现状,对其生活型、物种组成和系统发育多样性进行了比较分析,以期为我国植物园迁地保护提供相关基准数据,促进我国国家植物园迁地保护工作的规范化、体系化和科学化。本研究的目的:(1)分析3类植物在我国植物园迁地保护的比例和空缺状况;(2)量化3类植物的分类和系统发育多样性,及其在各植物园的分布、相似性和差异性;(3)为国家植物园体系建设提供相关的科学参考和依据,并为世界植物园迁地保护提供可比较的数据依据。1.1名录、地理分布和生活型数据本研究使用的名录数据包括:The LeipzigCatalogue of Vascular Plants(LCVP)(Freiberg et al,2020),World Checklist of Vascular Plants(WCVP)(Govaerts et al,2021),World Flora Online(WFO)(Kindt,2020);中国高等植物名录和地理分布(王利松等,2018)、中国受威胁植物名录(覃海宁等,2017)、国家重点保护植物名录(鲁兆莉等,2021)、中国迁地栽培植物志名录(黄宏文,2014)、中国迁地栽培植物大全(黄宏文,2017a)、已出版的22卷 中国迁地地植物志(黄宏文,20142021)和 中国栽培植物名录(林秦文,2017)。受威胁种类指按照IUCN红色名录等级和标准(IUCN,2012)被评估为极危(CR)、濒危(EN)和易危(VU)等级的种类(覃海宁等,2017);国家重点保护植物为国家重点保护野生植物名录 中所包括的种类(鲁兆莉等,2021);特有植物指根据目前已知分布信息,确认只在中国本土范围有分布的种类,即严格的特有种类。植物多样性数据的整合是开展多样性综合分1数据来源和方法王利松等:我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性2023年|31卷|2期|22495|第3页析的重要基础(Heberling et al,2021),名录数据的整合可能是其中最具挑战性的问题之一(Borsch et al,2020;Greni et al,2022)。由于所采用的分类标准不同,包括科及其以上分类单位的分类系统,广义或狭义属、种的界定(异名和接受名)等类群范畴,以及学名拼写问题,是否包括种下类群以及归化、杂交和域外植物等技术性处理差异,常导致基于不同来源的名录绝对统计数据可比性差。解决上述问题的关键在于确立高质量的“标准参考名录”,并对不同来源的名录数据进行标准化处理。通过比较分析,本研究选择LCVP作为“标准参考名录”。选择LCVP的主要原因包括:(1)较好的数据匹配性:与目前应用相对广泛的3个世界维管植物名录数据集(LCVP,WCVP,WFO)比较表明,植物园迁地栽培活植物名录与LCVP有更好的匹配结果,包括更多接受名(accepted)的匹配,较低的异名(synonym)、不匹配(unmatched)和不确定分类状态(unresolved)的名称;(2)全面性:LCVP代表目前全球所有已描述维管植物,该数据集总计1,315,562个学名,包括351,180种维管植物(Freiberg et al,2020)。这一数字与基于不同方法对世界维管植物物种多样性的估计比较接近(Govaerts,2001;Paton et al,2008;Joppa et al,2011;Lughadha et al,2016),平均约35万种;(3)及时性:LCVP整合了过去40多年来分子系统学研究的新成果,包括许多科、属概念的界定,例如APG系统(Chase&Reveal,2009);(4)规范性:LCVP的名称遵循当前版本的国际藻类、真菌和植物命名法(深圳法规)的相关规定(Turland et al,2018);(5)可参考性:为使我们的分析结果不仅对国家植物园建设有参考价值,也为世界植物园迁地保护提供比较依据。特有现象的尺度依赖性质(Daru et al,2020)表明,确认一个地区或国家特有种类的数量,需要在全球尺度上对类群进行分类学研究和相关比较分析。通过整合世界植物在线(Plants of the WorldOnline,POWO)(POWO,2022)约40万种高等植物地理分布信息、中国高等植物名录和地理分布(王利松等,2018)以及其他相关数据,形成本研究依据的16,316种中国严格特有的维管植物名录(与德国World Plants数据库收录中国维管植物特有种16,421种的数据接近,https:/www.worldplants.de)。苔藓植物迁地占比小,未包括在本研究中。为更好地反映中国植物园迁地保护对我国野生维管植物多样性的覆盖情况,以及与世界维管植物物种多样性有合理和可信的比较,本研究的名录数据处理排除了如亚种、变种、变型等种下类群,以及栽培种和杂交类群(包括种及以上分类群)。整合和标准化处理后的名录数据含分布在我国植物园的3类植物共计7,141种。植物园数据源覆盖了我国主要自然地理、气候(郑景云等,2010)和植物区系区划单位(陈灵芝等,2015)(附录1)。通 过 查 询 各 种 在 线 数 据 库,包 括 BGCIGlobalTree Search(Beech et al,2017)、全球维管植物生 活 型 数 据 库(A Global Growth-Form Database)(Taseski et al,2019)、TRY植物特征数据库(TRYPlant Trait Database)(Kattge et al,2020)、美国农业部植物生活型数据库(https:/plants.usda.gov/home/growthHabitSearch)及已出版的植物志和专著:中国植物志(中国植物志编辑委员会,19592004),Flora of China(Wu et al,19942013)和 中国木本植物分布图集(方精云等,2009)等,获取到全部7,141种植物的生活型数据。由于植物生活型的划分缺乏全球统一标准,实践中存在不同分类标准,比如IUCN红色名录的生活型分类方案(IUCN,2020)和新世界维管植物生活型分类(Engemann et al,2016)等。目前尚未有针对我国植物园迁地栽培活植物生活型的标准化研究。因此,本研究使用的生活型分类包括:乔木、灌木、草本、攀援和水生5个类别,有别于生态学和功能多样性研究中严格定义的生活型分类。1.2统计和系统发育分析为量化比较各植物园迁地保护的3类植物物种组成和系统发育多样性,利用R软件包vegan(Oksanen et al,2016)建立7,141种植物在69个植物园的有无(0/1)矩阵,并计算Bray-Curtis相异性指数(Bray&Curtis,1957)和Jaccard相似性系数(Pierre&Louis,2012)。系统发育多样性分析采用R软件包V.PhyloMaker2(Jin&Qian,2022)和phytools(Revell,2012)构建7,141种植物的系统发育树,以系统发育多 样 性 指 数 NRI(net relatedness index)和 PDI(phylogenetic diversity index)(Webb,2000;Webb etal,2002)度量各植物园物种组成的系统发育多样性差异。这两个指数都通过随机化消除了丰富度本身王利松等:我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性2023年|31卷|2期|22495|第4页带来的估计偏差。NRI能够捕获系统树更靠近“根部”的差异,而PDI能更好辨识系统树末端(tips)组成的差异(Qian et al,2019)。与随机预期比较,相对高的PDI值表明较高的系统发育多样性;正的NRI值表 明 组 成 物 种 的 系 统 发 育 关 系 相 对 更 聚 集(phylogenetically clustered),而负的NRI值表明组成物 种 的 系 统 发 育 关 系 更 为 分 散(phylogeneticaloverdispersion)。使用R软件包ComplexHeatmap(Guet al,2016)构建物种组成和系统发育多样性分析结果的可视化图。2.13类植物迁地收集的比例和空缺结果表明,我国植物园迁地保护3类植物共计7,141种,分属265科1,271属,分别占我国维管植物科、属、种总数的76%、42%和23%。其中,蕨类植物28科71属324种;裸子植物8科33属133种,被子植物229科1,167属6,684种(图1;表1)。在7,141种植物中,国家重点保护的有743种,受威胁植物2,095种,中国特有植物5,957种,分别占我国国家重点保护、受威胁和特有植物总数的图1我国植物园迁地保护的国家重点保护植物、受威胁和特有种类的组成(A),以及已迁地保护的种类数量和占比,未迁地保护的种类数量和占比(BD)。Fig.1Composition of ex situ conservation on National KeyProtected Wild Plants(NKPWP),threatened species,andspecies endemic to China(A);and the species number andproportion of ex situ conserved and gap for NKPWP(B),threatened species(C),and species endemic to China(D).72%、59%和37%(图1)。既是国家重点保护、受威胁,又是中国特有的种类有202种(占整个迁地保护3类植物总种数的3%)(图1A)。特有且受威胁的有851种(12%),重点保护且受威胁的有306种(4%),重点保护且特有的有92种(1%)。而仅特有、重点保护或受威胁的种类分别为:4,821种(67%)、143种(2%)和736种(10%)。在743种国家重点保护植物中,一级保护的有106种,二级保护的637种,分别占我国重点保护植物一级、二级总数的88%和70%。在2,095种迁地保护的受威胁植物中,极危(CR)320种,濒危(EN)716种,易危(VU)1,059种,分别占我国受威胁维管植物总种数的57%、58%和60%。3类植物在各植物园的组成显示,除海南热带植物园(CRICATAS)外,其他植物园对3类植物都有一定数量的迁地收集(附录1),但物种组成差异大。国家重点保护植物收集最少的仅1种(海南热带植物园),最多的有436种(华南国家植物园,SCBG),平均91种。受威胁植物最少的3种(海南热带植物园),最多的897种(西双版纳植物园,XTBG),平均148种;特有植物最少的0种(海南热带植物园),最多的2,351种(武汉植物园),平均340种(附录1)。国家重点保护植物收集种数最多的前10个植物园分别是:华南 国 家 植 物 园(SCBG/436 种)、武 汉 植 物 园(WBG/377种)、西双版纳植物园(XTBG/372种)、昆明植物园(KBG/320种)、深圳仙湖植物园(FLBG/297种)、南京中山植物园(NBG/251种)、桂林植物园(GXIB/217种)、厦门市园林植物园(XMBG/217种)、杭 州 植 物 园(HBG/209 种)和 上 海 辰 山 植 物 园(CBG/200种)。收集受威胁植物种数最多的前10个植物园分别是:西双版纳植物园(897种)、华南国家植物园(844种)、武汉植物园(835种)、昆明植物园(525种)、深圳仙湖植物园(487种)、南京中山植物园(409种)、桂林植物园(381种)、杭州植物园(330种)、上海辰山植物园(324种)和厦门市园林植物园(324种)。收集特有植物种数最多的前10个植物园分别是:武汉植物园(2,351种)、华南国家植物园(1,835种)、西双版纳植物园(1,294种)、南京中山植物园(1,120种)、杭州植物园(1,026种)、桂林植物园(1,024种)、上海辰山植物园(883种)、昆明植物园(876种)、深圳仙 湖 植 物 园(853 种)和 华 西 亚 高 山 植 物 园(WCSBG/832种)。上述11个植物园中,除厦门市园2结果王利松等:我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性2023年|31卷|2期|22495|第5页林植物园和华西亚高山植物园外,其他9个植物园3类植物迁地保护数量均位于前10位。3类植物在各科的分布和迁地收集情况显示,有些科只包括其中的一类,如莲科和青荚叶科;有些科则3类均有,如木兰科和伞形科。这些科中,有的迁地收集比例较高,如莲科和木兰科,超过97%的种类已迁地收集;也有迁地收集比例较低的,如青荚叶科和伞形科,已迁地收集的种类不到35%(附录2)。其中,银杏科、蕈树科、腊梅科、兰花蕉科、茅膏菜科、金莲木科等9个科所包括的3类植物已迁地收集比例达到100%。科水平上,分别有14个、32个和20个包括有3类植物的科完全没有迁地收集记录(附录2)。这些迁地收集完全缺失的科常包括大量典型温带高山类型的植物,例如:岩蕨科、罂粟科和岩梅科。2.23类植物的生活型、物种组成和系统发育多样性生活型分析显示,7,141种植物中有乔木2,555种(占比36%)、灌木1,025种(14%)、草本3,117种(44%)、攀缘植物419种(6%)和水生植物25种(0.4%)(图2)。乔木、灌木和草本的比例大约为3:1:3。总地来说,除专门针对特定类群进行收集的深圳兰科植物保护研究中心植物园(SZLKBG)、广东神州木兰园(SZMBG)和海南热带植物园外,其他植物园迁地收集的3类植物有不同程度的生活型多样性(图2)。表1我国植物园迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有植物类群多样性(粗体)与中国维管植物(王利松等,2018)的比较Table 1Taxonomic diversity of conserved National Key Protected Wild Plants(NKPWP),threatened species,and species endemicto China(bold)that compared with vascular plants in China(Wang et al,2018)(number of taxa and percentage)类群 Taxon科 Family属 Genus种 Species蕨类 Pterydophyte28/34(82%)71/164(43%)324/2,064(16%)裸子植物 Gymnosperm8/8(100%)33/36(92%)133/237(56%)被子植物 Angiosperm229/305(75%)1,167/2,842(41%)6,684/28,609(23%)总计 Total265/347(76%)1,271/3,042(42%)7,141/30,910(23%)图2我国植物园迁地保护的3类植物的生活型分布(右)及其在各植物园的分布(左)。植物园缩写(Y轴标签)对应的植物园名称及相关数据见附录1。Fig.2The composition of growth form on ex situ conserved National Key Protected Wild Plants(NKPWP),threatened species,andspecies endemic to China(right),and their distribution in each garden(left).The full name and related data that corresponding toeach gardens abbreviated code(labels on Y-axis)seeAppendix 1.王利松等:我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性2023年|31卷|2期|22495|第6页图3我国植物园迁地保护的3类植物物种组成相似性分析;植物园间成对比较的Bray-Curtis相异指数(左上)和Jaccard相似性系数(右下)分布图,国家重点保护和特有种类的结果相似,仅显示受威胁种类的热点分布图;内嵌的箱线图表示3类植物Bray-Curtis相异指数的分布,所有分析排除了物种数量10的植物园。植物园缩写(X轴和Y轴标签)对应的植物园名称及相关数据见附录1。Fig.3Species similarity for ex situ conserved National Key Protected Wild Plants(NKPWP),threatened species,and speciesendemic to China.Bray-Curtis dissimilarity index(top left)and Jaccard similarity coefficient(bottom right)and heatmap of pairwisecomparisons among botanic gardens(threatened species),the results for NKPWP and species endemic to China are quite similar,maps not showing here;embedded box-plot indicate the distribution of Bray-Curtis dissimilarity index for the three plant groups,allanalyses excluded botanic gardens that species numbers 10.The full name and related data that corresponding to each gardensabbreviated code(labels on X and Y-axis)see Appendix 1.各植物园物种组成和系统发育多样性分析比较 结 果 显 示,大 多 数 植 物 园 间 成 对 比 较 的Bray-Curtis相异指数都接近1(附录3,4;图3),只有少数植物园间的接近0(图3)。Jaccard相似性系数也是类似的结果(图3),表明植物园间迁地收集的3类植物共有种类比例较低。各植物园迁地收集的3类王利松等:我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性2023年|31卷|2期|22495|第7页植物在物种组成和系统发育多样性上有显著差异(附录3,4)。有些植物园迁地保育的物种多样性虽不高,但系统发育多样性相对较高,例如香港嘉道理农场暨植物园(HKKFBG)和厦门华侨亚热带植物引种园(XOIG)。它们的NRI指数常为负值且相对较低,表明这些植物园迁地收集的发育上较为独特的类群比例相对较高。有些植物园虽然收集的物种多样性较高,但系统发育多样性并不显著,例如武汉植物园和华南国家植物园(附录3)。这些植物园常有能力更全面地收集系统发育上相关的类群,因而“稀释”了其系统发育多样性的相对显著程度。同时,这些收集物种数量较大的植物园其NRI指数也存在明显差异,例如武汉植物园和华南国家植物园,表明二者迁地收集的物种在系统发育上的独特类群不同(附录3)。伴随世界维管植物编目进展(Freiberg et al,2020;Royal Botanic Gardens Kew,2020;Govaerts etal,2021)、新种类的发现(万霞和张丽兵,2022)、国家编目进展(刘冰和覃海宁,2022)以及新的分析方法(Lu&He,2017),有关中国维管植物种数和特有种类的统计数字在持续增长。这一方面表明全球、地区和国家尺度上植物多样性基础知识空缺的普遍性(Hortal et al,2015),另一方面也表明清晰地解答“到底有多少种”这一最根本的科学问题的重要性(Cracraft,2002)。植物园迁地保护同样面临“家底不清”的问题,且由来已久。由于迁地保育管理滞后,活植物登录管理和迁地栽培信息记录缺乏规范,且未受到充分重视、资源评价缺乏系统性和科学性、资料零散等原因(黄宏文,2018a),对涉及植物园收集与保护的一些基本问题,比如各个植物园的活植物有多少种?珍稀濒危植物有多少?有哪些是重要的战略经济植物?常常缺乏足够的数据支撑,无法给出清晰的回答。过去10余年,在科技部基础性专项中国迁地植物志编研项目的带动下,积累了全国近百个植物园的迁地活植物名录,并已汇集出版了22卷册的中国迁地植物志。然而,这些名录数据因积累时间跨度大、来源复杂、缺乏统一规范、大量新的信息和数据未能及时整合等问题,导致各植物园编目数据质量参差不齐,影响了全面、系统、科学地评估我国植物园迁地活植物多样性现状。这些基本问题的解决对于国家植物园体系建设和迁地保护战略的顶层设计和规划都极为重要。本研究是目前为止覆盖我国植物园数量最多、空间取样相对最全面的统计,研究结果能充分表明我国植物园迁地保育活植物的全面概况。尽管如此,我们也意识到在某些具体问题上存在不足。例如,未包括植物园系统正在积极开展的极小种群保护植物(Yang et al,2020)(约120种);为形成全球和国家水平上可比较的结果,名录数据的整合排除了杂交、栽培和种下类群。因此,本研究中部分统计数字表明的是我国植物园迁地保护植物多样性的保守估计。然而,仅是这样的“最低”估计已充分表明我国植物园在植物迁地保护上的重要进展。中国已成为世界植物多样性迁地保护的中坚力量。世界植物园迁地保护的受威胁植物约为41%(Mounce et al,2017),欧洲为42%(Sharrock&Jones,2011),美国为40%(Kramer et al,2011),巴西为21.4%(Silveiraet al,2018)。我国植物园已迁地保护59%的受威胁种类,远高于世界平均水平及欧洲、美国和巴西。植物园迁地保护物种的生活型多样性是气候变化(Primack&Miller-Rushing,2009;Primack et al,2021)和功能生态学研究(Perez et al,2019)非常重要的数据来源。本研究表明,单个物种在10个以上的植物园有迁地收集记录的种类总计1,152种。其中乔木561种、灌木84种、攀援植物69种和草本植物438种。这些植物不仅有演化上的独特代表,如银杏(Ginkgo biloba)(在58个植物园有记录)、水杉(Metasequoia glyptorosemia)(51)、苏 铁(Cycasrevoluta)(52)等;也有重要的资源植物,如杜仲(Eucommia ulmoides)(54)、喜 树(Camptothecaacuminata)(46)、浙楠(Phoebe chekiangensis)(29)、珙桐(Davidia involucrata)(34)等。有些种类除在我国植物园引种外,在世界各国植物园也已被广泛引种栽培,如七子花(Heptacodium miconioides)(12)(Dosmann&Tredici,2003)。这些引种栽培的活植物代表了分布在不同地理梯度(气候和纬度等)的样本,相关的生物学特征能够反映植物对原产地和引种地不同气候条件的适应和响应特征。在全球气候变化背景下,这些大量活植物的收集是未来珍稀濒危植物野外回归和恢复中不可替代的资源(Primack et3讨论和展望王利松等:我国迁地保护的国家重点保护、受威胁和特有维管植物多样性2023年|31卷|2期|22495|第8页al,2021)。虽然总体上我国植物园对3类植物的迁地保护覆盖情况较为乐观,但仍存在不足。例如,重点保护植物有294种(28%)、受威胁植物有1,470种(41%)、特有植物有10,361种(63%)(图1)尚待开展有针对性的迁地收集和保育研究。这一现状与“2035年实现中国85%以上野生本土植物的迁地保护,珍稀濒危植物100%迁地保护和20%以上的野外回归”的目标(任海等,2022)仍然存在很大差距。作为世界植物多样性最丰富的国家之一,中国在全球植物多样性保护中一直发挥着主导作用(Huang,2011;Huang et al,2013;Ma et al,2017)。然而,植物园迁地保护植物多样性在很大程度上被忽视或没有得到充分评估。我国特有植物种类众多,占比高,且类型复杂多样,大部分种类的分布范围狭窄,这对我国植物园迁地保护而言是个巨大挑战。未来国家植物园体系建设需要针对这些特有植物开展系统性科学研究,包括灭绝风险评估,从而确定合理的收集策略,有效增加特有种类的迁地收集比例。总体上看,地处亚热带湿润气候条件下的植物园对3类植物的迁地保护占绝对的数量优势,这归因于优越的水热气候条件,也与国家和地方政府对植物园的长期支持和投入密切相关。3类植物在各科的不平衡分布及不同程度的迁地保护空缺表明,我国植物园未来的迁地保护仍然需要坚持长期专科专属和一些专门植物类群的研究收集,从而弥补这些不同植物类群的迁地保护空缺。对于拥有一定数量的国家植物园体系而言,考虑在时间和资源有限的条件下,既能保障对国家和地区植物多样性多维度的保护覆盖度,又避免植物园间同质化冗余收集的问题,仍然需要大量的科学研究和评估。以各植物园3类植物物种组成和系统发育多样性分布为例:物种和系统发育组成相似性高,能够尽可能保障相同物种在各植物园的多个备份,有效降低遗传风险。反之,差异性大则表明各植物园迁地收集的独特性和唯一性。两者需要兼顾平衡,科学统筹。植物园的迁地保护不仅需要考虑物种组成上的多样性,也需要充分考虑系统发育多样性的维度。在未来的迁地保护收集中,应优先考虑增加生命之树上的“树枝”而不是“树叶”,从而保护更多进化上的独特单元。同时,在国家植物园体系下,迫切需要制定国家级水平的迁地收集政策(collection policy),统筹考虑“国家目标”,地区植物多样性代表性以及具体植物园的适宜收集对象等问题,不宜片面追求单个植物园收集物种数量的扩容。此外,各植物园间共有物种比例低的事实也暗示了植物园迁地收集的3类植物存在遗传风险高等问题。这也是目前世界植物园迁地保护实践中最具挑战性的问题(黄宏文,2018a;黄宏文和廖景平,