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潘伯荣:珍稀濒危植物迁地保育 | 中国绿发会“珍稀濒危植物保育培训班”专家分享(2)
2020/10/21 17:10:00 本站

2020年度中国植物园学术年会于10月11日在沈阳市植物园(沈阳世博园)顺利召开,并于13日圆满落幕。会议期间,中国生物多样性保护与绿色发展基金会(简称,中国绿发会)作为年会的主办方之一,同时举办了“珍稀濒危植物保育”主题培训班,分别邀请了中国科学院新疆吐鲁番沙漠植物园名誉主任潘伯荣、北京市公园管理中心原总工程师李炜民、世界植物园保护联盟(BGCI)中国办公室执行主任文香英和“野性中国”工作室创始人、著名野生动物摄影师奚志农进行培训班课程讲授。


潘伯荣主任作为培训班的第一讲,以“珍稀濒危植物、极小种群植物、保护植物及其迁地保育”为题,首先详细讲述了什么是珍稀濒危植物和极小种群植物,以及哪些植物应优先被保护,其次,简要回顾了我国迁地保育珍稀濒危植物的工作概况,最后,对迁地保育工作进行了再思考。潘伯荣主任通过理论结合实践,使学员们对野生植物保护和植物园迁地保育工作有更清晰的认知。


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潘伯荣主任在培训班上做报告


1.什么是珍稀濒危植物?


珍稀植物是指在经济、科学、文化教育和稳定生态系统功能等方面具有重要意义而现存数量稀少的植物物种。濒危植物,是指受威胁的植物。根据世界自然保护联盟(IUCN)研发和提出的《IUCN 物种红色名录等级和标准》,物种的受威胁程度可进一步细分为完全灭绝(EX)、野外灭绝(EW)、地区灭绝(RE)、极危(CR)、濒危(EN)、易危(VU)、近危(NT)、无危(LC)和数据缺乏(DD)、未评估(NE)十类。一般地,濒危植物主要是指分属易危、濒危、极危、地区灭绝和野外灭绝这几类的植物。


图2 红色名录标准.png

红色名录等级划分结构图


覃海宁等(2017)基于文献和标本信息收集以及专家提供的数据,运用IUCN红色名录方法和工作流程首次对中国范围内所有已知被子植物进行灭绝风险评估。结果显示,在评估的30,068种被子植物中,灭绝等级(含灭绝、野外灭绝、地区灭绝)共计40种;受威胁等级(极危、濒危、易危)3,363种,受威胁比例为11.18%。从空间分布看,我国受威胁被子植物主要集中分布在西南地区以及台湾、海南等岛屿,且主要分布在中低海拔地区。一个物种的致危因子往往是多方面的。对受威胁物种的分析结果表明,原生生境丧失及破碎化是我国被子植物濒危的首要因子,涉及约84.1%的受威胁物种;过度采挖和物种内在系统问题位列致危因子的第二、三位,分别涉及38%和14%的物种。其他的致危因子包括外来入侵种、种间竞争、环境污染、自然灾害和全球气候变化等。本次评估与2004年红色名录相比,生境变化、实施保护措施及分类学新修订使一些物种的濒危等级发生了变化,这也印证了红色名录是一个动态的系统,需要根据最新信息进行更新,以便为生物多样性保护提供实时准确的基础数据[1]。


2.什么是极小种群植物?


极小种群野生植物(Plant Species with Extremely Small Populations, PSESP)指分布地域狭窄,长期受到外界因素胁迫干扰,呈现出种群退化和个体数量持续减少,种群和个体数量都极少,已经低于稳定存活界限的最小生存种群(MVP),而随时濒临灭绝的野生植物。


这一概念是由云南省林业厅于2005年向国家林业局提交的《云南省特有野生动植物极小种群保护工程项目建议书》中首次提出。PSESP概念的提出及其拯救保护工程的实施在我国野生植物保护中具有里程碑意义。一方面,实施PSESP拯救保护标志着野生植物行政主管部门的管理策略发生了转变,即在以法律法规、行政手段和宣传教育等为主要策略的基础上更加强调“基于种群管理的物种保护”理念,以实现科学保护野生植物的目标;另一方面,要求相关的科学研究要与野生植物拯救保护工作相接轨,植物地理学、种群生态学、生殖生物学、保护生物学和保护遗传学等相关学科的基础理论和应用技术研究应更好地服务于我国野生植物保护实践,在实现学科发展的同时,提升野生植物保护管理水平。


国家林业和草原局(原国家林业局)于2011年12月出台了《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划(2011-2015年)》,确定120种极小种群野生植物作为工程一期拯救保护对象,开展拯救保护试点,其中国家Ⅰ级保护植物36种,国家Ⅱ级保护植物26种,省级重点保护植物59种。张则瑾,等(2018)研究发现,这些极小种群野生植物广泛分布于中国南方地区, 在云南的东南部、广西的西南部和海南岛的西南部有较高的丰富度, 均在4以上。丰富度最高的位于海南省陵水、乐东黎族自治县, 均有11种。在四川、重庆、湖南、江西、福建和吉林也有部分极小种群野生植物的分布, 丰富度在1左右, 其他地方几乎没有极小种群野生植物的分布[2]。


图3 极小种群分布.png


中国极小种群野生植物丰富度分布格局,来源:张则瑾,等(2018)


由于PSESP概念比较新,以往的保护理论和方法并不完全适用。为了规范对极小种群野生植物的保护工作,国家林业和草原局在一期试点完成的基础上,自2016年至今先后出台了七项行业标准,内容涵盖了就地保护、迁地保护和野外回归等一系列技术规程。虽然我国在极小种群野生植物保护方面已经取得了一些研究进展,但研究结论并非适用于所有的极小种。因此,潘伯荣主任在报告中,建议对极小种群野生植物从发育生物学、繁殖生态学、种群遗传学、种群生态学和群落生态学等各个角度开展有针对性的长期观察、理论和实验研究,以及更多的以应用为导向的实践研究。


图4.png

极小种群保护相关七项技术规程标准


3.优先保护的珍稀濒危植物


我国对野生植物保护主要依据《中华人民共和国野生植物保护条例》,该条例所保护的野生植物,是指“原生地天然生长的珍贵植物和原生地天然生长并具有重要经济、科学研究、文化价值的濒危、稀有植物。 药用野生植物和城市园林、自然保护区、风景名胜区内的野生植物的保护,同时适用有关法律、行政法规”。因此,潘主任认为需优先保护的珍稀濒危植物可分为如下6类:


①特有物种:指仅分布于一定地区的植物种类,它们是国家或地区的特有资源,对其保护具有特色,而且可以避免和其他地区或国家重复。

②单(寡)型分类群:指那些单(寡)型的科、属,它们仅具极少的物种。

③重要经济潜力的种类:一般是指野生经济植物,如被用作药物、香料、油料、木材和园林美化等方面的经济植物。

④作物野生亲缘种:国际上极其注重它们的保护。

⑤生态系统关键种:是指在生态系统中具有最深远的生态影响,它们的存在与否有时会影响到一个生态系统的结构和功能。

⑥旗舰种:指那些具有国际意义的物种或在国家、民族文化上具有突出特征的种类(如银杉),它们不一定是稀有、濒危种,也不一定是具有重要生态意义或具有经济潜力的物种。


4.我国迁地保育珍稀濒危植物概况


我国于20世纪80年代初期正式启动稀有濒危植物的研究和保护工作。自1989年以来,我国有约120个植物(树木)园开展了对各地珍稀濒危植物引种、迁地保护及其濒危机制、野外回归等方面的研究工作,有的植物园还专门设立珍稀濒危植物区,收集保存大量稀有濒危植物种类。经杨清等(2005)抽样调查统计, 由表1可知,在国家第一批公布的389种珍稀濒危植物中,已在45个植物园中栽培了332种,占总数的85.3%。其中,裸子植物所占比例最大,被子植物次之,而蕨类植物最小。这是由于蕨类植物的物种鉴定难度较大,而且较多的蕨类要求较特殊的生境(阴湿)和孢子繁殖所需环境条件较高,一般的植物园还难以解决上述问题。到21世纪初期,在全国约120个植物园中已栽培了约1.8万种高等植物(不包括苔藓植物),约占中国植物区系成分的65%。近年来,很多植物园已从传统的植物引种驯化研究逐步转向珍稀濒危植物的保护研究,并建立了相应的迁地保护区,如西双版纳热带植物园在实行园内管理的小型保护区中,已建立了面积约80hm2的“滇南濒危植物迁地保护区”,既保护了1300多种当地植物,又保存了一大批珍稀濒危植物[3]。


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表1.中国珍稀濒危植物在植物园的迁地保护状况,来源:杨清等(2005)


5.迁地保育工作的再思考


(1)植物引种驯化的理论是指导植物园引种工作的基础


植物的生态适应性是在生活环境的长期作用下所形成的遗传特性。在一种生活环境下生长的植物,一般来说,很难适应与其原生存条件差异很大的生活环境。例如,热带植物在温带难以过冬,高山植物在下山后越夏困难。因此,从国家层面上,需在不同的气候区域设立多个植物园,形成一个引种驯化网,以满足国家在植物引种方面的各种需要。


早期引种驯化的理论以达尔文主义为主。直到19世纪下半期,德国森林生态学家迈伊尔(Meyr)的“气候相似论”成为引种驯化的指导性理论,与之相应的还有如克莱门茨(Clements)和艾齐(Azzi)等提出的理论。原苏联的一些学者也做出了贡献,但大多数是对气候相似论的补充。在气候相似的情况下引种容易成功。然而,气候相似论却难以解释为什么在不同气候条件下引种,有时也能成功,甚至效果更好。对此,库里齐亚索夫的“生态历史分析法”做出了解释。


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引种驯化的主要理论和方法


(2)重视珍稀濒危物种遗传多样性的保护


近年来,随着分子生物学技术的发展和遗传分析方法的不断完善,种间基因流及其种间杂交所涉及的,如远交衰退(outbreeding depression)、基因渐渗(gene introgression)等对濒危植物保育的理论和方法产生深远影响。己有大量的研究证实,基因渐渗或杂交造成濒危植物野外居群的灭绝。较为常见的是,小种群的濒危植物因其基因组受到近缘广布种的基因流入侵,丧失其基因组完整性而灭绝。然而,在植物园迁地保育过程中,诸多遗传风险却被忽视,以致全球植物园之间延续了100多年的种子交换极少受到质疑。全球现有约1800个植物园保育了30%以上的濒危及珍稀物种,大量的同属近缘种在有限空间内栽培,物种间原有空间隔离的解除和生殖隔离的松散性往往导致极高的遗传风险,并直接影响迁地保育人工繁育群体重返自然和野外居群恢复重建的可行性。深入研究迁地保育环境下,近缘植物间的交配方式、杂交程度和基因流动态等对于制定迁地保育措施、确保濒危物种的遗传完整性至关重要[4]。


(3)合理开发利用珍稀濒危植物资源是最好的保育


植物园迁地保护植物有一定的局限性。首先植物园的面积是有限的,“巴掌大”的一块地,专类植物汇集在一处,更容易受到病虫害的侵袭,像棕榈黄化病之类。而种间杂交常使植物不能保持原来野生种性状而使野生种消失。此外,植物园保存的大部分植物受到的关注比较少,常因专业人员的变动、经费有限等问题而疏于管理。若是在保存的同时也将它们推广出去,好让别人或是将来有人去研究和利用不失为保护它们有效的途径之一,例如肉苁蓉。


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肉苁蓉的保护和利用

(图片来源:会上潘伯荣主任报告PPT)


短短的几十分钟终究只够将植物迁地保护的原理与实践粗粗简略介绍一下,为了帮助学员们对相关的知识点更深入地进行系统学习,潘伯荣主任在报告最后推荐了如下几本专著供学员们参考,如许再富(1998)《稀有濒危植物迁地保护的原理与方法》,任梅(2006)《科学植物园建设的理论与实践》,黄宏文(2018)《植物迁地保育原理与实践》等。


参考文献:

[1] 覃海宁,赵莉娜,于胜祥,等.中国被子植物濒危等级的评估[J].生物多样性, 2017, 25(7):745-757.

[2] 张则瑾,郭焱培,贺金生,等.中国极小种群野生植物的保护现状评估[J].生物多样性, 2018, 26(6): 572-577.

[3] 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(001):62-66.

[4] 黄宏文.植物基因流动态、迁地保育的遗传风险及资源发掘利用[C].中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编(1933-2008),2008.


整理/慧子 审/Tammy 编/Angel


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